环烷烃燃料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了环烷烃燃料及其制备方法。环烷烃燃料的制备方法包括：在溶剂存在的情况下，采用负载型金属

【技术实现步骤摘要】
环烷烃燃料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及能源
，尤其涉及环烷烃燃料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人类对塑料制品使用的日益增加，废弃塑料已成为全球性问题。目前，处理这些废弃塑料品的主要方法是将其机械回收进行循环利用，但是这种方法对塑料品质的破坏限制了该方法的广泛应用，例如，只有7％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)被循环利用。因此，为了在尽量减少向环境中排放塑料同时将废塑料降解转化为高价值的化工产品，对环境保护和循环经济的发展具有积极意义。汽油、航空煤油或柴油是国际上需求量巨大的运输燃料。目前，汽油、航空煤油和柴油主要是以原油为原料，经精馏、裂解、重整等工艺制备，具有不可再生性。随着石油资源的日益减少和国际原油价格不断攀升，使得汽油、航空煤油或柴油的价格也随之上涨。
[0003]废塑料作为化石资源使用终端的废弃物，可以做为一种新型资源用于燃料的合成与制备。该工艺技术的实现，不仅对废塑料的升值利用具有重要意义，同时可以一定程度上减少对化石资源的依赖。目前利用废塑料制备燃料的合成方法存在以下问题：1)步骤复杂，需要两步不同的反应(废塑料醇解为单体和加氢脱氧单体)；2)加氢脱氧步骤需要较高的反应温度(200
‑
400℃)；3)需要两种不同的催化剂。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种环烷烃燃料的制备方法，该方法简易、高效、成本低，可以在低温条件下进行，可以实现一锅法直接将芳香含氧废塑料完全加氢脱氧制备得到环烷烃燃料。
[0006]在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种环烷烃燃料的制备方法，该制备方法包括：
[0007]在溶剂存在的情况下，采用负载型金属
‑
固体酸催化剂催化芳香含氧废塑料发生加氢脱氧反应，得到所述环烷烃燃料；
[0008]其中，所述负载型金属
‑
固体酸催化剂包括活性金属和固体酸载体，所述活性金属负载在所述固体酸载体上；
[0009]所述活性金属包括Ru、Ir、Pd、Pt、Rh、Ni、Fe、Co、和Cu中的至少一种；所述固体酸载体包括沸石分子筛、无定型硅铝材料、杂多酸、磷酸锆、钨酸锆、酸性黏土、磷酸氧铌、五氧化二铌、和酸性阳离子交换树脂中的至少一种。
[0010]进一步地，所述沸石分子筛包括H
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ZSM
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5、H
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Y、H
‑
USY、H
‑
β、H
‑
MOR、H
‑
MCM
‑
22、和H
‑
SAPO分子筛中的至少一种。
[0011]进一步地，基于所述负载型金属
‑
固体酸催化剂的总质量，所述活性金属的含量为0.1～50wt％；
[0012]和/或，基于所述负载型金属
‑
固体酸催化剂的总质量，所述活性金属的含量为1～30wt％。
[0013]进一步地，所述负载型金属
‑
固体酸催化剂的制备方法包括：
[0014]将金属可溶性盐溶液加入到所述固体酸载体中进行等体积浸渍，然后在50～120℃下干燥2～24h，再在300～700℃下焙烧0～6h，得到所述负载型金属
‑
固体酸催化剂，
[0015]其中，所述金属可溶性盐中的金属与所述活性金属中的金属对应。
[0016]进一步地，所述负载型金属
‑
固体酸催化剂在使用前需进行还原处理；
[0017]和/或，所述还原处理包括：在间歇式反应釜中，将所述负载型金属
‑
固体酸催化剂置于0.1～20MPa氢气气氛下，在180～300℃条件下还原0.5～6h；
[0018]和/或，所述还原处理包括：在管式炉中，将所述负载型金属
‑
固体酸催化剂置于常压氢气气氛下，氢气流速为10～200ml/min，在300～600℃条件下还原0.5～6h。
[0019]进一步地，所述溶剂包括烷烃和/或水。
[0020]进一步地，所述芳香含氧废塑料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮和聚苯醚中的至少一种。
[0021]进一步地，所述加氢脱氧反应的条件包括：温度100～400℃，氢气压力0.1～20MPa，搅拌速率100～2000rpm，反应时间0～96h。
[0022]进一步地，所述环烷烃燃料包括C6～C15范围内的环烷烃燃料；
[0023]和/或，所述环烷烃燃料包括汽油、航空煤油和柴油中的至少一种。
[0024]在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种环烷烃燃料，是利用前面所述的制备方法制备得到的。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少可以取得以下有益效果：
[0026]负载型金属
‑
固体酸多功能催化剂中的固体酸载体具有丰富的酸性位点，可有效活化C
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O键，在易活化氢的活性金属组分的协同作用下，高效催化芳香含氧废塑料加氢脱氧，使得废塑料降解反应在温和温度压力条件下进行，并同时提高产物环烷烃燃料的选择性和收率，环烷烃燃料的收率可达到90％以上，保证了产品燃油的油品性质；本专利技术可以实现一锅法直接将芳香含氧废塑料完全加氢脱氧制备得到环烷烃燃料，且工艺简单、高效、成本低、能耗低，是一条以芳香含氧废塑料为原料制备高密度航空燃油绿色简易的新生产路线；本专利技术既提供了解决废塑料环境污染问题的方法，还有助于降低对化石能源的依赖。
附图说明
[0027]图1实施例1中反应产物GC图；
[0028]图2为实施例1反应产物中主产物环己烷的GC
‑
MS图；
[0029]图3为实施例1反应产物中主产物异丙基环己烷的GC
‑
MS图；
[0030]图4为实施例1反应产物中主产物C15双环产物的GC
‑
MS图。
具体实施方式
[0031]下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文
献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0032]在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种环烷烃燃料的制备方法，该制备方法包括：
[0033]在溶剂存在的情况下，采用负载型金属
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固体酸催化剂催化芳香含氧废塑料发生加氢脱氧反应，得到所述环烷烃燃料；
[0034]其中，所述负载型金属
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固体酸催化剂包括活性金属和固体酸载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环烷烃燃料的制备方法，其特征在于，包括：在溶剂存在的情况下，采用负载型金属
‑
固体酸催化剂催化芳香含氧废塑料发生加氢脱氧反应，得到所述环烷烃燃料；其中，所述负载型金属
‑
固体酸催化剂包括活性金属和固体酸载体，所述活性金属负载在所述固体酸载体上；所述活性金属包括Ru、Ir、Pd、Pt、Rh、Ni、Fe、Co、和Cu中的至少一种；所述固体酸载体包括沸石分子筛、无定型硅铝材料、杂多酸、磷酸锆、钨酸锆、酸性黏土、磷酸氧铌、五氧化二铌、和酸性阳离子交换树脂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沸石分子筛包括H
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ZSM
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5、H
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Y、H
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USY、H
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β、H
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MOR、H
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MCM
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22、和H
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SAPO分子筛中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，基于所述负载型金属
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固体酸催化剂的总质量，所述活性金属的含量为0.1～50wt％；和/或，基于所述负载型金属
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固体酸催化剂的总质量，所述活性金属的含量为1～30wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述负载型金属
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固体酸催化剂的制备方法包括：将金属可溶性盐溶液加入到所述固体酸载体中进行等体积浸渍，然后在50～120℃下干燥2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斯宝，魏俊德，刘国柱，刘洁怡，王莅，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：