一种吸附脱除生物航煤中的痕量铝和磷的方法

本技术属于生物航煤制备领域，具体地说，涉及一种吸附脱除生物航煤中的痕量铝和磷的方法。

背景技术：

1、随着世界航空业的不断发展，对航空煤油的需求与日俱增。目前，全球航空运输业每年消耗(15～17)亿桶航空煤油，其原料来源均为石油。随着全球石油储量的减少，石油价格的波动，航空能源安全性、经济性等问题愈显突出。此外，航空煤油在飞行器中燃烧产生的二氧化碳基本排放在大气的平流层中，产生了很强的温室效应，因此航空业面临着严峻的二氧化碳减排挑战。目前各国都面临碳减排的压力，而生物基的航空燃料具有碳减排效应，正好有力的填补了这一空缺。

2、生物航煤是以生物质资源为原料生产的航空煤油，相对传统石油基航煤，可有效减少二氧化碳排放量。目前餐厨废油制备生物航煤具有十足的潜力，但餐厨废油来源广泛，品种混杂，导致废油里杂质元素的种类和含量较多，同时受存储地区的气候、季节、饮食习惯等因素的影响，质量非常不稳定。

3、目前生物油的加氢路线主要为两步加氢法。第一段加氢精制主要为去除原料中的杂质离子，比如氯、硫和氮等。对于较好的原料，两步法加氢脱氧会增加系统氢耗以及使工艺更加复杂。其中原料中的铝和磷元素在经过加氢精制和加氢裂化后不能有效去除。

4、常规的生产生物航煤的技术路线是将生物油进行加氢升级，然后在分馏塔中对生物油馏分进行切割，得到生物航煤。通常需对餐厨废油进行预处理或者选用较好的餐厨废油，对原料要求较高。

5、cn101215477a公开了一种从原油中脱除钙、镁、铁镍和钒等金属元素的原油重金属脱除剂，该种脱除剂尤其适用于高镍和高钒含量的原油。cn 101402878a提供了以一种微波化学法脱除原油中镍钒的方法，通过该方法，对原油中镍的重量脱除铝可达45％以上，钒的重量脱出率可达70％以上，并且设备投资小，便于大规模应用。cn 107418621 a公开了一种脱除废润滑油中金属化合物的方法，可以有效脱除润滑油馏分中金属等非理想成分，使得润滑油的质量得到了较大的改善。us20180171240 a1公开了一种从石油中脱除金属元素的方法，在不使用氢的情况下使用超临界水将金属杂质转化为更容易从石油基烃中去除的金属化合物，从石油基烃物流中去除金属杂质，金属杂质为钒、镍、铁及其组合。

6、综合上述专利可知，目前石油中脱除钒、镍和铁等元素的专利较多，脱除技术和工艺较为成熟，但并没有铝和磷脱除的方案。在地沟油制备生物航煤中过程，生物航煤中的铝和磷对设备腐蚀危害较大，容易导致航空发动机运行过程中出现设备使用寿命减少、材料强度降低的问题。因此，如何脱除石油中的铝和磷，是目前行业需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服原料中铝和磷对制备生物航煤的影响，简化工艺流程，提高产品质量，本技术提出一种吸附脱除生物航煤中的痕量铝和磷的方法，以提高生物航煤的纯度。

2、为解决上述问题，本技术公开了一种吸附脱除生物航煤中的痕量铝和磷的方法，包括以下步骤：

3、将初步生物航煤送入吸附脱除装置中，利用吸附脱除装置中的树脂柱进行铝和磷的吸附得到吸附产物，吸附产物经过残留吸附剂的脱除得到最终生物航煤；

4、所述树脂柱中装填有除铝除磷吸附剂。

5、可选的，初步生物航煤通过如下步骤获得：

6、将油脂废弃物进行除杂后得到预处理油；

7、将所述预处理油送入加氢脱氧装置进行加氢饱和、加氢精制、加氢裂化和加氢异构化反应得到脱氧产物；

8、将脱氧产物送入连续分子精馏装置进行分子精馏得到蒸馏产物；

9、将蒸馏产物送入萃取反应器中萃取金属杂质得到初步生物航煤。

10、可选的，除铝除磷吸附剂是以铁掺杂的改性陶粒负载纳米活性氧化铝后，再包裹硅凝胶壳层而成；其中硅凝胶壳层星具有多孔结构，且硅凝胶壳层内负载有氧化铋//碳量子点复合物。

11、可选的，除铝除磷吸附剂是以羧甲基壳聚糖为基底，加入甘油与植酸后，使用乙醇洗涤后干燥并经研磨或裁剪得到的吸附剂颗粒；

12、可选的，改性陶粒以站海底泥和除杂中除掉的悬浮物为原料，加入辅料、造孔剂、喷入氯化铁溶液后，经混合捏制成丸，培烧后制成。

13、可选的，除铝除磷吸附剂呈介孔结构，粒径为1-1.5mm，孔隙率为50％-65％。

14、可选的，初步生物航煤通过单根树脂柱的流速为2ml/min-15ml/min。

15、可选的，将油脂废弃物进行除杂包括对油脂废弃物进行固体除杂、电脱盐和分离脱水。

16、可选的，固体除杂包括对油脂废弃物采用抽滤进行固体颗粒脱除，降低后续分子精馏过程中蒸发器主体表面磨损且同时增强油脂废弃物成膜的均匀性。

17、可选的，可以采用孔径为0.45微米的滤膜抽滤去除固体颗粒。

18、可选的，分离脱水包括采用油水分离器进行分离脱水。具体可以为气浮式油水分离机。

19、可选的，加氢脱氧装置中反应温度为200-450℃，氢分压为1-8mpa，加入的催化剂与油脂废弃物的质量比例为1:5-100，反应时间为0.5-12h。

20、可选的，连续分子精馏装置中分子精馏温度为100℃，压力为0.1pa至200pa；

21、可选的，吸附脱除装置中的吸附脱除过程的温度为20-60℃。

22、可选的，加氢脱氧装置中的催化剂为担载型贵金属/复合固体酸载体催化剂，催化剂的活性金属为pd，载体为beta-a1203复合固体酸，且通过浸渍法将活性金属负载到复合固体酸载体上。

23、可选的，活性金属pd负载量的质量分数为0.2-5％；

24、可选的，载体beta-a1203复合固体酸中beta的质量分数为5-85％，a1203的质量分数为15-95％。

25、可选的，萃取反应器中的萃取剂为深共晶溶剂des，且萃取剂由氯化胆碱、乳酸和水组成。氯化胆碱、乳酸和水作的摩尔比为1.0：1.0：5.5。

26、可选的，连续分子精馏装置由蒸发器和冷凝器组成。

27、可选的，连续分子精馏装置中冷凝器与蒸发器表面的距离十分近，挥发分在蒸发器表面逃逸后，就能够立马被内置冷凝器冷却收集。节约了时间成本，降低了物料长时间受热分解的几率。

28、可选的，连续分子精馏装置的压力为0.1pa以下；

29、可选的，连续分子精馏装置的温度为80-100℃。

30、可选的，所述的生物航煤组分为c8-c16的液态径类，包括正构和异构烷烃烷烃、环烃和芳烃。此种生物航煤组分具有较高的热值、适宜的密度、低的冰点、低的粘度和较好的安定性，可提高燃油效率和减少二氧化碳的排放。

31、可选的，所述的油脂废弃物可以是餐厨废油、地沟油、潲水油、泔水油、棕榈酸化油、椰子油、棕榈油、工业废油、动物油、植物油、其他非食用植物油、动植物油的酸败油或三苍子油等的一种或多种。

32、与现有技术相比，本技术的特点和有益技术效果在于：

33、本技术针对生物航煤脱除铝和磷这一空缺，提出了对生物航煤利用吸附脱除装置中的树脂柱进行铝和磷的吸附并脱除残留吸附剂得到最终生物航煤的方案，相比现有技术，能够得到去除铝和磷杂质，纯度较高的生物航煤，降低了对后续使用生物航煤的设备的腐蚀危害。

34、进一步的，本技术实现了一步加氢脱氧制备高支链烷烃减少了氢耗，简化了设备流程，耦合分子精馏，分子精馏后的产物相对较纯，同时能够提高生物油的总体利用效率，能够得到流动性较强、十六烷值较高的生物航煤。

35、该种吸附脱除痕量铝和磷的手段不仅适用于利用本技术的油脂废弃物制备得到的生物航煤，还适用于多种磷铝含量超标的生物航煤。

36、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。