一種航空替代燃料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢棄油脂綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空替代燃料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟和航空業(yè)的快速發(fā)展，我國對航空煤油的需求越來越大，原油進口數(shù)量迅速提高，對國家原油市場的依賴性日益加大。要達到國際運輸協(xié)會承諾的目標(biāo)，在現(xiàn)有燃油機制下僅僅依靠航空器輕量化和高效環(huán)保航空動力技術(shù)不能達到上述指標(biāo)，還需要依靠航空替代燃料技術(shù)的發(fā)展，特別是生物基航空替代燃料。低空開放，通航領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮螅ê街赜桶l(fā)動機是未來主流動力，急需尋找未來燃料的供應(yīng)來源，根據(jù)廢棄生物油的組成特點，其將成為通航重要的可持續(xù)的燃料來源。
[0003]廢棄油脂主要包括地溝油(餐飲廢油)，劣質(zhì)植物油及其油腳皂腳和木本植物油料。
[0004]餐飲廢油主要來自餐廚垃圾處理(廚余物處理)，包括下水道中的油膩漂浮物、賓館酒樓的剩飯、剩菜(通稱泔水)，其經(jīng)過簡單加工、提煉出的油俗稱地溝油。地溝油食用危害性大，其主要危害物一黃曲霉素的毒性是砒霜的100倍。目前，國內(nèi)處理地溝油(廢食用油)的方法主要是采用生物酶法或化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油或加工成肥皂，但由于生產(chǎn)柴油品質(zhì)有待進一步提高和銷售問題，造成目前仍有大量地溝油回到餐桌上，給人們的健康造成危害。利用廢棄油脂制備航空替代燃料可以提高廢棄油脂下游產(chǎn)品附加值，增加下游企業(yè)凈利潤，利用經(jīng)濟手段抑制地溝油返回餐桌的生存空間。因此，廢棄油脂制備航空新型液體燃料不僅具有一定社會使命，避免地溝油回到餐桌上影響人們健康，而且還可以在一定程度上緩解能源危機，有利于國防安全，實現(xiàn)改善全球氣候變化和保持經(jīng)濟利益的使命。
[0005]目前，實現(xiàn)廢棄油脂制備航空替代燃料需要克服以下幾個問題:第一，地溝油存在腐蝕性物質(zhì)，其對改性、精制提出了更高的要求;第二，地溝油中主要來源是生物燃料，除含有大量酸、酯外，還含有大量長碳鏈有機物，燃燒中容易積碳，影響發(fā)動機性能、壽命和安全性;第三，地溝油與石油基航空燃料的組分和性能均有顯著差異，難以滿足嚴格的航空燃料標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須設(shè)計技術(shù)可行的改性和精制工藝以達到或接近航空用油標(biāo)準(zhǔn)。但是如果一味追求將其加工改性與石油基航空煤油成分一致，勢必成本高，技術(shù)難度大，經(jīng)濟上不合理。也就是需要協(xié)調(diào)廢棄油脂制備航空替代燃料工藝技術(shù)和航空發(fā)動機適用性的互相關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0006]因此，目前存在的問題是急需研究開發(fā)一種技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的航空替代燃料及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種航空替代燃料及其制備方法。本發(fā)明提供的航空替代燃料的制備方法在工藝中充分考慮副產(chǎn)品的有效利用，提高了物料和能量轉(zhuǎn)換效率，提升了廢棄油脂資源化利用行業(yè)整體技術(shù)水平與經(jīng)濟性，有效降低了污染物和碳排放。本發(fā)明方法制備得到的航空替代燃料可以滿足國際航空燃料標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]為此，本發(fā)明一方面提供了一種航空替代燃料，其由廢棄油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油組分的航空重油中的至少一種，其中所述航空煤油中的碳和氫的含量大于98wt%。
[0009]在本發(fā)明的一些實施例中，所述航空煤油的熱值為42.5-43.8kJ/kg;優(yōu)選所述航空煤油的熱值為43-43.8kJ/kg。
[00?0]本發(fā)明中，優(yōu)選所述航空煤油中含有8wt%-1Owt%的芳經(jīng)。
[0011]本發(fā)明另一方面提供了一種如本發(fā)明第一方面所述的航空替代燃料的制備方法，其包括:
[0012]步驟A，對廢棄油脂進行預(yù)處理獲得預(yù)處理粗油；
[0013]步驟B，對預(yù)處理粗油進行加氫精制處理脫除氧、硫和氮獲得航空重油I;
[0014]步驟C，對航空重油I進行加氫裂化異構(gòu)處理制得航空重油Π ；
[0015]步驟D，將航空重油Π分餾得到航空煤油和航空汽油；
[0016]其中，航空重油Π中含有25wt%-35wt%的航空汽油和65￥七％-75￥七％的航空煤油。
[0017]在本發(fā)明的制備方法中，所述加氫精制處理的催化劑包括N1-Mo/Al203、CO-MO/AI2O3和Ni_W/Al203中的一種或幾種。
[0018]本發(fā)明中，所述加氫精制處理的催化劑的載體優(yōu)選為γ-Al2O3;優(yōu)選所述加氫精制處理的催化劑的載體比表面積為200-400m2/g;優(yōu)選所述加氫精制處理的催化劑的載體的孔體積為0.5-1.0cmVg0
[0019]在本發(fā)明的一些實施例中，所述加氫精制處理的條件為:氫分壓為5-10MPa，氫油比為 500-800m3/m3，溫度為 280_320°C，空塔流速為 0.25_lh 一1。
[0020]在本發(fā)明的制備方法中，所述加氫裂化異構(gòu)處理的催化劑為N1-McVB2O3-Al2OdP/或 N1-CcVB2O3-Al2O3。
[0021 ]在本發(fā)明的一些實施例中，所述加氫裂化異構(gòu)處理的條件為:氫分壓為8-10MPa，氫油比為800-1200m3/m3，溫度為320_400°C，空塔流速為0.5-2^1。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，對廢棄油脂進行預(yù)處理包括脫膠質(zhì)處理、脫色處理、脫顆粒型雜質(zhì)處理和脫鹽脫水處理中的一種或幾種。
[0023]本發(fā)明中，所述脫膠質(zhì)處理包括洗滌處理和/或溶劑萃取處理。
[0024]在本發(fā)明的一些實施例中，所述洗滌溶劑包括水、酸液和堿液中的至少一種;所述洗滌處理包括水洗、酸洗和堿洗中的至少一種。
[0025]在本發(fā)明的一些進一步的實施例中，所述洗滌處理的溫度為60_70°C。
[0026]在本發(fā)明的另一些進一步的實施例中，所述酸液的添加量基于待處理油脂的重量計為0.02wt % -0.2wt %。
[0027]本發(fā)明中，所述酸為磷酸和/或鹽酸。所述磷酸的濃度為80wt%-85wt%。所述鹽酸的濃度為10_15wt%。
[0028]在本發(fā)明的其他的一些實施例中，所述堿液的濃度為5wt%_15wt%。優(yōu)選所述堿為碳酸鈉和/或氫氧化鉀。
[0029]在本發(fā)明的一些實施例中，溶劑萃取處理的溶劑包括氯仿、正己烷和乙醚中的一種或幾種。
[0030]本發(fā)明中，所述脫色處理優(yōu)選采用脫色劑進行處理。
[0031]在本發(fā)明的一些實施例中，所述脫色劑包括天然漂土、活性白土和活性炭中的一種或幾種;優(yōu)選所述脫色劑為活性白土和/或活性炭。
[0032]本發(fā)明中，所述脫鹽脫水處理包括破乳劑脫鹽脫水處理和/或電脫鹽脫水處理。
[0033]在本發(fā)明的一些實施例中，所述破乳劑脫鹽脫水處理的溫度為30_70°C;破乳劑溶液的用量基于待處理油脂的體積計為10_30mg/L;優(yōu)選破乳劑溶液的濃度為2wt %-1Owt %。
[0034]本發(fā)明中，所述破乳劑為聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚和/或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。
[0035]本發(fā)明中，所述脫顆粒型雜質(zhì)處理優(yōu)選采用過濾處理進行。
[0036]在本發(fā)明的一些實施例中，對待處理油脂進行洗滌處理和脫色劑處理時，待處理油脂、洗滌溶劑和脫色劑的重量比為1:(0.4-0.7):(0.05-0.1)。
【附圖說明】
[0037]下面將結(jié)合附圖來說明本發(fā)明。
[0038]圖1為本發(fā)明以廢棄油脂制備航空替代燃料的流程圖。
【具體實施方式】
[0039]為使本發(fā)明更加容易理解，下面將結(jié)合實施例和附圖來詳細說明本發(fā)明，這些實施例僅起說明性作用，并不局限于本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0040]如前所述，廢棄油脂與石油基航空煤油在成分與性能上均存在顯著差異，設(shè)計技術(shù)可行的改性和精制工藝以達到或接近航空用油的難度大，需要克服的問題多，難以滿足嚴格的航空燃料標(biāo)準(zhǔn)，且制備成本較高。本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，通過將脫膠工藝與加氫技術(shù)有機結(jié)合，同時通過控制工藝條件，可以在實現(xiàn)副產(chǎn)品的有效利用的同時，提高物料和能量轉(zhuǎn)換效率，提升了廢棄油脂資源化利用行業(yè)整體技術(shù)水平與經(jīng)濟性，有效降低了污染物和碳排放，并且所制備得到的航空替代燃料可以滿足國際航空燃料標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明正是基于上述發(fā)現(xiàn)作出的。
[0041]本發(fā)明所涉及的航空替代燃料是由廢棄油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油組分的航空重油中的至少一種。優(yōu)選所述航空替代燃料為航空煤油和/或含有航空煤油組分的航空重油。進一步優(yōu)選所述航空替代燃料為航空煤油。
[0042]在本發(fā)明中，所述航空煤油中的碳和