一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法

本发明涉及生物航煤制备，尤其涉及一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法。

背景技术：

1、航空煤油是喷气式航空发动机的主要燃料，也是使用最为广泛的航空燃料。航空煤油的主要成分为碳数在c3～c15范围内的链状烷烃、环烷烃、芳烃和少量烯烃的混合物。

2、根据馏分特点的不同升级生物油，是生物油动力燃料化发展的基础。常规的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。为了使产物分布更加理想，在对生物油进行加氢升级时需经过系统的多段加氢，需要涉及更多的反应步骤和催化剂，以及更复杂的工艺条件控制。传统的分馏塔是利用生物油馏分的沸点不同，对产品进行切割。但传统的蒸馏法分馏能力弱，分离温度为馏分沸点，温度高导致系统能耗较大以及引起一些热敏性的油分不稳定。且传统的分馏是可逆的，不利于产品的分离。对于粘度较高、沸点高的油分不利于分离，需要较长的加热时间，会耗费较多的能源。因生物油本身具有较高的饱和度，导致冰点较高；同时因在加氢过程中可能导致部分较长链或饱和高的烃类生成，进而增加冰点，且在馏分切割过程如果切割不当，也容易导致整体的冰点升高。

3、因此，亟需一种可降低能耗、简化加氢工艺并降低生物航煤冰点的技术。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，可以解决分馏生物油耗能较高，制作生物航煤时加氢工艺复杂及生物航煤冰点较高的问题。

2、本发明提供一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，包括：对生物油进行固体除杂、电脱盐及脱水的预处理，再对预处理后的生物油进行微量金属脱除，以获得合格精制油；

3、对所述合格精制油进行分子精馏，在蒸馏温度为80～100℃，蒸馏压力为0.1pa～200pa下获得生物油馏分；

4、以所述生物油馏分中的重质窄馏分为原料，在加氢反应温度为370～450℃，加氢反应压力为5.0～7.5mpa下，对所述重质窄馏分进行一步加氢精制、裂化和异构化，以获得合格生物航煤。

5、进一步的，所述对生物油进行固体除杂包括：

6、对所述生物油进行抽滤。

7、进一步的，所述抽滤采用孔径为0.45μm的滤膜。

8、进一步的，在除杂反应温度为20～60℃下对所述生物油进行固体除杂、电脱盐及脱水。

9、进一步的，所述对预处理后的生物油进行微量金属脱除包括：

10、利用酸性漂白粘土tonsil 9192ff作为吸附剂。

11、进一步的，所述吸附剂呈介孔结构，其粒径为1～1.5mm，孔隙率为50％～65％。

12、进一步的，一步加氢时使用催化剂，所述催化剂包括含量为0.5wt％～20wt％的活性组分和催化剂载体。

13、进一步的，所述活性组分包括铂金属盐、钯金属盐、镍金属盐、钼金属盐、钴金属盐、钨金属盐中的任意两种或三种。

14、进一步的，所述催化剂载体包括hy、hzsm-5、hzsm-11、hzsm-35、hmcm-22、hmcm-41、hmcm-48、silicate-1、氧化铝和氧化硅中任意一种或任意两种。

15、进一步的，所述加氢反应的空速为0.7～1.0h-1，氢油比为600～800nm3/m3。

16、本发明上述一个或多个实施例，至少具有如下一种或多种有益效果：

17、通过分子精馏可精确切割出生物航煤所需馏分，便于实现对重质窄馏分一步加氢制成合格生物航煤，减少工艺复杂度，同时使得最终的产物分布更加理想，产率更高；且分子精馏的反应温度远低于化合物的沸点温度，可避免系统结焦并减少了能耗；并通过一步加氢使得正构烷烃进行异构化，降低了生物航煤的冰点；

18、通过分子精馏后获得的各馏分有利于实现高附加价值物的转变，提高了生物油的总体利用效率。

19、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述对生物油进行固体除杂包括：

3.根据权利要求2所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述抽滤采用孔径为0.45μm的滤膜。

4.根据权利要求1至3任一所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，在除杂反应温度为20～60℃下对所述生物油进行固体除杂、电脱盐及脱水。

5.根据权利要求1所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述对预处理后的生物油进行微量金属脱除包括：

6.根据权利要求5所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述吸附剂呈介孔结构，其粒径为1～1.5mm，孔隙率为50％～65％。

7.根据权利要求1所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，一步加氢时使用催化剂，所述催化剂包括含量为0.5wt％～20wt％的活性组分和催化剂载体。

8.根据权利要求7所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述活性组分包括铂金属盐、钯金属盐、镍金属盐、钼金属盐、钴金属盐、钨金属盐中的任意两种或三种。

9.根据权利要求7所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述催化剂载体包括hy、hzsm-5、hzsm-11、hzsm-35、hmcm-22、hmcm-41、hmcm-48、silicate-1、氧化铝和氧化硅中任意一种或任意两种。

10.根据权利要求7至9任一所述的分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，其特征在于，所述加氢反应的空速为0.7～1.0h-1，氢油比为600～800nm3/m3。

技术总结本发明实施例公开了一种分子精馏协同一步加氢制备生物航煤的方法，涉及生物航煤制备技术领域。其包括对生物油进行固体除杂、电脱盐及脱水，再对生物油进行微量金属脱除，以获得精制油；对精制油进行分子精馏，在蒸馏温度为80～100℃，蒸馏压力为0.1Pa～200Pa下获得生物油馏分；在加氢反应温度为370～450℃，加氢反应压力为5.0～7.5MPa下，对重质窄馏分进行一步加氢精制、裂化和异构化，以获得生物航煤。通过分子精馏可精确切割出生物航煤所需馏分，便于实现对重质窄馏分一步加氢制成合格生物航煤，降低了工艺复杂度；且分子精馏的反应温度远低于化合物的沸点温度，可避免系统结焦并减少了能耗；通过一步加氢使得正构烷烃进行异构化，降低了生物航煤的冰点。技术研发人员：李立权,杨雪晶,刘善龙,李治,张远志,杨强,赵颖,叶雨辰,谷峰受保护的技术使用者：华东理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9