油脂高效利用产生物航空燃油及高值化学品相关工艺研究
生物航空燃油，是生物质原料制备的符合飞行器使用要求的燃料物质。生物航空燃油，是一种潜在的石油基喷气燃料的替代品。生物航空燃油制备工艺是一种利用非食用性植物油、农林废弃物、工业和餐饮业废弃油脂等生物质变成绿色的可再生航空燃油的方法。生物航空燃油的使用，既可以缓解化石资源有限的局面，也可减少化石燃料使用对环境方面的影响。而利用工业副产物油脂或废弃油脂合成生物航空燃油，还可以完成资源的回收再利用，提高利用率和增加经济效益。为了更好地利用油脂类物质为原料制备生物航空燃油，研究的关键是合适原料的选取以及针对合适的原料进行相关工艺的设计和研究。本文主要以工业副产物妥尔油为出发点，根据其组分特点，进行了两种不同结构物质为原料制备生物航空燃油的工艺研究，分别是单不饱和脂肪酸以及三环松香酸。 妥尔油中脂肪酸成分主要为单不饱和结构。本文使用单不饱和脂肪酸做原材料，通过烯烃交叉复分解反应和加氢反应联用工艺，将其转化为生物航空燃料范围的烃类产物及相关有价值化学品。工艺过程中，芥酸原料通过烯烃交叉复分解过程完成裂解，而后利用分子筛催化剂完成加氢催化，可获得α-烯烃和生物航空燃油组分。制备Y分子筛过程添加模板剂聚醚P123(x=0.001)获得的催化剂结构规整，颗粒排列规律，催化加氢反应与商品Y分子筛制备的催化剂相比生物航煤组分含量较高，含量为47.09％。 松香酸是妥尔油和松香的主要成分之一，具有三环结构，可以通过加氢和裂化处理得到支链饱和两环物质。支链十氢化萘及其衍生物是松香酸加氢裂解的主要产物，具备密度高、热稳定性好、凝固点低等系列特点，是很有利用前景的航空燃料组分。本文研究了以松香酸为原料生产目标航空燃料的两条路线，并对其反应条件进行了优化。在优化条件下，通过加氢-裂解工艺路线获得了含量为45.85％的支链两环烷烃。同时，采用裂解-加氢工艺的目标产物含量可达42.21％。从这两条工艺路线中得到的支化饱和两环化合物具有优异的燃料性能，尤其是燃料的倾点（＜-75℃）。这使该产品有可能作为特殊领域的生物航空燃料，或作为添加剂来改善传统生物喷气燃料的低温性能。 本文的研究为单不饱和脂肪酸类和三环松香酸及其结构类似物等物质提供了工艺参考途径，用于合成生物航空燃油及相关高值化学品。
生物航空燃油;高值化学品;废弃油脂;单不饱和脂肪酸;三环松香酸;制备工艺
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
邓利
2020
中文
TE667
2020-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）