一种木质纤维素生物质制备低冰点、高密度、高热安定性特种燃料的方法
专利汇可以提供一种木质纤维素生物质制备低冰点、高密度、高热安定性特种燃料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种木质 纤维 素 生物 质 制备低 冰 点、高 密度 、高热安定性特种 燃料 的方法。该方法主要包括三个步骤：1)生物质原料中的半 纤维素 与纤维素通过 汽提 及 水 解 转化为 醛 类及 酮 类(含环酮类物质)平台化合物，再通过平台化合物之间进行定向交叉缩合与加氢脱 氧 合成 碳 链长度在8至17之间的直连 烃 、支链异构烃、环链异构烃等组分为主的低冰点航油组分；2)通过环酮类平台化合物自缩合与加氢脱氧合成高密度航油组分；3)通过木质素定向解聚与转化制备具有高化学热沉特性的环己烷类组分及抗热氧化的添加剂组分。在此 基础 上通过组分调配与加氢精制获得低冰点、高密度、高热沉特性的生物质特种燃料，从而满足我国高性能 飞行器 快速发展的需要。，下面是一种木质纤维素生物质制备低冰点、高密度、高热安定性特种燃料的方法专利的具体信息内容。
1.一种木质纤维素生物质制备低冰点、高密度、高热安定性特种燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过水热定向解聚将木质纤维素生物质原料中的半纤维素与纤维素组分依次转化为糠醛与5-羟甲基糠醛；
2)糠醛或5-羟甲基糠醛与1-羟基-2,5-己二酮通过碱催化缩合制备骨架碳链长度在
11-17之间的含氧化合物，然后通过负载型双功能催化剂催化缩合产物加氢脱氧，得到碳链长度在10-16之间的具有低冰点特性的支链烷烃粗产品；
3)糠醛或5-羟甲基糠醛与环戊酮通过碱催化缩合制备骨架碳链长度在10-17之间的含氧化合物，然后通过负载型双功能催化剂催化缩合产物加氢脱氧，得到碳链长度在10-17之间的含有单支链或双支链的环烷烃粗产品；
4)环戊酮通过碱催化自缩合制备含有2-3个五元环结构的含氧化合物，然后通过负载型双功能催化剂催化缩合产物加氢脱氧，得到碳链长度在10-15之间的具有高密度特性的多环烷烃粗产品；
5)生物质原料中的木质素组分通过定向解聚制备酚类单体，再在镍基催化剂作用下加氢脱氧得到骨架碳链长度在6-10之间的烷基环己烷粗产品；酚类单体中的2,6-二叔丁基苯酚与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚作为抗氧化组分添加剂；
6)采用Pt基多功能催化剂对由支链烷烃粗产品、含有单/双支链环烷烃粗产品、多环烷烃粗产品、烷基环己烷粗产品及抗氧化组分添加剂组成的混合物进行催化加氢精制，得到低冰点、高密度、高热安定性特种燃料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：木质纤维素生物质原料首先通过水蒸汽汽提将其中的半纤维素组分转化为糠醛并带离反应器，所用催化剂为硫酸-硫酸锌催化剂体系，催化剂用量为生物质原料质量的0.5-5％，蒸汽压力为0.2-0.4MPa，汽提时间0.5-5h；随后提升反应器中的蒸汽压力至0.5-1.0MPa，并维持0.5-2h，将纤维素组分转化为5-羟甲基糠醛。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中催化糠醛、5-羟甲基糠醛与
1-羟基-2,5-己二酮发生缩合反应的催化剂为NaOH或KOH，催化剂用量为1-羟基-2,5-己二酮质量的1-10％，反应温度为室温；步骤3)中催化糠醛、5-羟甲基糠醛与环戊酮发生缩合反应的催化剂为NaOH或KOH，催化剂用量为环戊酮质量的1-10％，反应温度为40-60℃；步骤4)中催化环戊酮自缩合的催化剂为NaOH或KOH，催化剂用量为环戊酮质量的1-10％，反应温度为60-100℃。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述的1-羟基-2,5-己二酮由5-羟甲基糠醛选择性加氢制备，所用催化剂是Ru/C或Pd/C，催化剂用量为5-羟甲基糠醛质量的
0.5-5％，反应温度为80-120℃，氢气压力为0.1-1MPa；所述的环戊酮由糠醛选择性加氢制备，催化剂是Raney Ni或二元金属催化剂NiCu/SBA-15，催化剂用量为糠醛质量的5-20％，反应温度为120-200℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)、3)、4)中的含氧化合物进行加氢脱氧的条件为：催化剂用量为含氧化合物质量的5-10％，反应温度为200-400℃，反应压力为1-10MPa；所述的负载型双功能催化剂由活性金属与固体酸载体通过浸渍法制备而成；
其中金属活性组分包括Pt、Pd、Ru、Ni中的一种或两种，固体酸包括活性氧化铝、氢氧化铌或磷酸锆；金属Pt、Pd或Ru的负载量在0.5-5wt％之间，金属Ni的负载量在5-30wt％之间。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述的木质素定向解聚制备酚类单体是以锌粉-氯化锌为催化剂，催化剂用量为木质素原料质量的5-20％，以甲醇或乙醇为溶剂，氢气气氛中在高压反应釜中进行的；解聚反应温度在240-320℃之间；对解聚产物进行净化与分离，即得到包含2,6-二叔丁基苯酚与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的酚类单体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的对解聚产物进行净化与分离，具体步骤为：
(1)对解聚产物进行过滤，除去催化剂锌粉、木质素残渣及焦炭颗粒物；
(2)对过滤后的液相产物进行旋蒸，除去醇类溶剂；
(3)添加环己烷与水进行溶解、萃取；静置后环己烷相中所含物质即为含有2,6-二叔丁基苯酚与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的酚类单体。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中酚类单体加氢脱氧制备烷基环己烷所用的镍基催化剂为Ni/ZrO2，催化剂中Ni的含量为5-20wt％，催化剂用量为酚类单体质量的5-20％，反应温度为200-400℃，反应压力为1-10MPa，反应时间为2-24h；酚类单体中的2,6-二叔丁基苯酚与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚不参与反应。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)所述的混合物中，支链烷烃粗产品占40-60wt％、含有单/双支链环烷烃粗产品占10-20wt％、多环烷烃粗产品占10-
30wt％、烷基环己烷粗产品占1-10wt％、抗氧化组分添加剂占0.01-1wt％。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)中所述的Pt基催化剂为Pt/SAPO-11，催化剂中Pt的含量为0.1-2wt％；所述的加氢精制反应采用固定床反应器，固定床反应器的条件为：温度在200-500℃之间，反应压力在1.0-10.0MPa之间，反应物/催化剂质量空速在0.1-5.0h-1，氢与底物的摩尔比为100-1000:1。
一种木质纤维素生物质制备低冰点、高密度、高热安定性特种
燃料的方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
6-二叔丁基苯酚与2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚进行定量分析。具体的参数与实验结果如表6所示。
4.0MPa，反应物/催化剂质量空速为0.2h-1，氢与底物的摩尔比为300:1。对精制得到的产品进行分析，其密度为0.82g/cm3，热值为37.2MJ/L，冰点为-67℃；并在精制产品中检测到了质量含量为0.12％的2,6-二叔丁基苯酚。
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