一种生物质液体燃料及其制备方法与应用
专利汇可以提供一种生物质液体燃料及其制备方法与应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 生物 质 液体 燃料 及其制备方法与应用。本发明通过环戊 酮 和糠 醛 经一锅法缩合、选择加氢制得2,5‑双（呋喃‑2‑甲亚基）环戊酮；再通过负载型金属催化剂对2,5‑双（呋喃‑2‑甲亚基）环戊酮进行加氢脱 氧 反应，获得 碳 链长度在C10至C15之间生物质 液体燃料 。本发明生物质液体燃料的链烷 烃 收率达到86%以上，并且生物质液体燃料可直接作为高品质的航空 煤 油 或高品质柴油使用，或者可作为航空 煤油 或柴油的添加剂使用。，下面是一种生物质液体燃料及其制备方法与应用专利的具体信息内容。
1.一种生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将环戊酮、糠醛和氢气在碱催化剂和选择加氢催化剂作用下经过一锅法羟醛缩合、选择加氢反应，得到2,5-双(呋喃-2-甲亚基)环戊酮；所述羟醛缩合、选择加氢反应时间为
0.5～24h，反应温度为室温至150℃之间；
(2)通过负载型金属催化剂对步骤(1)中的2,5-双(呋喃-2-甲亚基)环戊酮直接进行加氢脱氧反应，获得由碳链为C10至C15的支链烷烃构成的生物质液体燃料；所述加氢脱氧反应在间歇式釜式反应器或固定床反应器中进行；其中，
釜式反应器中的反应条件为：反应温度50～400℃，反应时间为0.5～60h，氢气压力为常压至10.0MPa；
固定床反应器中的反应条件为：温度100～400℃，氢气压力为常压至10.0MPa，反应原料/催化剂的质量空速为0.1～10.0h-1，氢气与反应原料的摩尔比为20～1500。
2.如权利要求1所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碱催化剂为固体碱或碱金属碱；所述固体碱为CaO、MgO、BaO、SrO、CeO、镁铝水滑石、锂铝水滑石、碱性离子交换树脂以及Ca(OH)2中的至少一种；所述碱金属碱为NaOH、KOH以及LiOH中的至少一种；
所述选择加氢催化剂为钯碳；
在步骤(2)中，所述负载型金属催化剂的载体为活性炭、SiO2、SiO2/Al2O3、H-ZSM-5、H-β分子筛或者蒙脱土K10，该载体上负载贵金属Pt、Pd、Ru以及Ir中的至少一种。
3.如权利要求2所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，所述负载型金属催化剂的制备包括以下步骤：分别配制质量浓度1～10％的贵金属溶液，加入硝酸处理过的活性炭、500℃煅烧4h的SiO2、500℃煅烧4h的H-ZSM-5、500℃煅烧4h的H-β分子筛或者500℃煅烧
4h的蒙脱土K10载体等体积浸渍，静置2h后在80～120℃下干燥6～24h，再在200～600℃下用氢气还原1～10h，待温度降低至室温后，通入含体积浓度1％O2的氮气钝化4h以上。
4.如权利要求2所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述环戊酮、糠醛的摩尔比为(1～2)：(1～3)。
5.如权利要求4所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述环戊酮与糠醛的摩尔比为1：2，反应时间为2～8h，反应温度为80～130℃；
在步骤(2)中，釜式反应器的反应条件为：温度150～400℃，反应时间0.5～5h，氢气压力4～7MPa；固定床反应器的反应条件为：温度150～400℃，氢气压力4～7MPa，反应原料/催化剂的质量空速为0.3～2h-1，氢气与反应原料的摩尔比为200～800。
6.如权利要求5所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述羟醛缩合、选择加氢反应体系中还包括第一溶剂，所述羟醛缩合、选择加氢反应体系中反应原料的质量浓度不小于0.5％；所述第一溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃以及水中的至少一种；
在步骤(2)中，所述加氢脱氧反应体系中还包括第二溶剂，所述加氢脱氧反应体系中反应原料的质量浓度不小于0.5％；所述第二溶剂为甲醇、乙醇以及四氢呋喃中的至少一种。
7.如权利要求6所述的生物质液体燃料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述加氢脱氧反应体系中反应原料的质量浓度不小于60％。
8.权利要求1～7任一项制备方法得到的生物质液体燃料在作为航空煤油或柴油方面的应用。
9.权利要求1～7任一项制备方法得到的生物质液体燃料作为航空煤油或柴油添加剂方面的应用。
一种生物质液体燃料及其制备方法与应用
技术领域
背景技术
典组成如下：C8 C15的直链烷烃占35%，C8 C15的支链烷烃占35%，C7 C10的芳香烃占18%，C6 C10~ ~ ~ ~
的环烷烃占7%。柴油是主要的运输燃料之一，主要是由C9至C18的链烃、环烃、芳香烃组成，其沸点在170 390℃之间。
~
发明内容
℃下干燥6 24 h，再在200 600℃下用氢气还原1 10 h，待温度降低至室温后，通入含体积~ ~ ~
浓度1% O2的氮气钝化4 h 以上。
~
~ ~
~
料/催化剂的质量空速为0.3 2 h-1，氢气与反应原料的摩尔比为200 800。
~ ~
具体实施方式
1 AC 0.5% Pd
2 AC 1% Pd
3 AC 2% Pd
4 AC 5% Pd
5 AC 10% Pd
6 AC 5% Ru
7 AC 5% Pt
8 AC 5% Ir
9 SiO2 5% Pd
10 SiO2/Al2O3 5% Pd
11 H-ZSM-5 5% Pd
12 H-β分子筛 5% Pd
13 蒙脱土K10 5% Pd
的恒温油浴中搅拌一定时间，反应完毕，降至室温排出氢气，加入20 mL四氢呋喃稀释，离心取样测定，蒸馏出溶剂获得2,5-双（呋喃-2-甲亚基）环戊酮，2,5-双（呋喃-2-甲亚基）环戊酮的结构式如下式（1）所示：
CaO、MgO、BaO、SrO、CeO、镁铝水滑石、锂铝水滑石、碱性离子交换树脂D26、NaOH、KOH、LiOH或Ca（OH）2等和钯碳选择加氢催化剂催化下，均有一定产率的产物生成。图1和图2为典型的环戊酮与糠醛一锅法羟醛缩合、选择加氢产物的H-NMR图和C-NMR图，可以证明合成出目标产物为2,5-双（呋喃-2-甲亚基）环戊酮。
51 350 6.0 5 Pd/C 92.5%
52 350 6.0 10 Pd/C 91.8%
53 350 6.0 15 Pd/C 90.4%
54 350 6.0 5 Pt/C 93.3%
55 350 6.0 10 Pt/C 92.2%
56 350 6.0 15 Pt/C 90.9%
57 350 6.0 5 Ru/C 88.7%
58 350 6.0 10 Ru/C 85.6%
59 350 6.0 15 Ru/C 86.5%
60 350 6.0 5 Ir /C 92.7%
61 350 6.0 10 Ir /C 93.6%
62 350 6.0 15 Ir /C 92.5%
63 310 6.0 5 Pd /SiO2 95.3%
64 310 6.0 10 Pd /SiO2 94.2%
65 310 6.0 15 Pd /SiO2 93.5%
66 310 6.0 5 Pd /SiO2/Al2O3 94.3%
67 310 6.0 10 Pd /SiO2/Al2O3 92.7%
68 310 6.0 15 Pd /SiO2/Al2O3 93.6%
69 300 6.0 5 Pd /H-ZSM-5 94.8%
70 300 6.0 10 Pd /H-ZSM-5 93.9%
71 300 6.0 15 Pd /H-ZSM-5 93.5%
72 300 6.0 5 Pd /H-β 94.8%
73 300 6.0 10 Pd /H-β 94.5%
74 300 6.0 15 Pd /H-β 93.9%
75 280 6.0 5 Pd /蒙脱土K10 91.6%
75 280 6.0 10 Pd /蒙脱土K10 91.2
75 280 6.0 15 Pd /蒙脱土K10 92.0%
合烷烃燃料，它们可以作为航空煤油和高品质柴油直接使用，或者作为提高十六烷值的添加剂，以一定比例加入到现有的航空煤油和柴油中使用。
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