RU2510389C1 - Способ получения реактивного топлива из биоэтанола - Google Patents
Способ получения реактивного топлива из биоэтанола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510389C1 RU2510389C1 RU2012144527/04A RU2012144527A RU2510389C1 RU 2510389 C1 RU2510389 C1 RU 2510389C1 RU 2012144527/04 A RU2012144527/04 A RU 2012144527/04A RU 2012144527 A RU2012144527 A RU 2012144527A RU 2510389 C1 RU2510389 C1 RU 2510389C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- bioethanol
- hydrogenation
- ethanol
- converting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения реактивного топлива из биоэтанола. Способ осуществляют путем конверсии биоэтанола на первой стадии на цеолитном катализаторе, содержащем железо, при температуре 300-350°С и объемной скорости 2 ч-1 по жидкому исходному этанолу, затем на второй стадии гидрированием полученного продукта конверсии этанола на промышленном 3% или 5% платиносодержащем катализаторе при температуре 250-300°С в течение 1,5-3 часов в автоклаве с периодической подачей водорода, с последующей разгонкой полученного после гидрирования продукта и выделением целевой фракции, выкипающей после 135°С, плотностью при 20°С не менее 790 кг/м3 и содержащей нафтеновые продукты. Способ позволяет получать реактивное биотопливо для авиационных газотурбинных двигателей, которое является более экологичным по сравнению с традиционными видами топлив. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способу получения реактивного топлива из биоэтанола.
Авиационная отрасль уже давно стремится стать более экологичной, однако технологии, связанные с использованием традиционных видов топлива, уже практически исчерпали свой потенциал. Поэтому конструкторы и авиакомпании постоянно ищут новые пути, направленные на снижение вредных выбросов в атмосферу при эксплуатации коммерческих авиалайнеров.
Известен способ получения высокооктанового бензина и пропан-бутановой фракции из низкомолекулярных спиртов (метанола, этанола) в присутствии катализаторов на основе железоалюмосиликата типа МП с силикатным модулем SiO2/Al2O3=20-160, SiO2/Fe2O3=30-5000 и модифицированных смесью компонента: смеси оксидов меди, цинка и олова в количестве 0,5-10,0 мас%. Октановое число полученной жидкой фракции составляет 88-95% [патент РФ №2330719, приоритет 09.01.2001].
Известен способ получения жидких продуктов, используемых для получения моторного топлива с целью последующего гидрирования полученной фракции высокоароматических углеводородов на Re-, Pt-содержащих цеолитных катализаторах при температуре 350-400С°, объемной скорости по жидкому сырью 1-2 ч-1 и давлении 0,1 МПа, с выходом высокомолекулярных ароматических углеводородов не более 18% [Третьяков В.Ф., Макарфи Ю.И., Третьяков К.В., Французова Н.А., Талышинский P.M. Каталитическая конверсия биоэтанола в углеводородные топлива // Катализ в промышленности, 2010. - №5. - С.10-31].
Однако данные способы не пригодны для получения биотоплива для авиационных газотурбинных двигателей.
Технический результат изобретения - получение реактивного биотоплива.
Технический результат достигается способом получения реактивного топлива путем конверсии биоэтанола на первой стадии на цеолитном катализаторе, содержащем железо, при температуре 300-350°С и объемной скорости 2 ч-1 по жидкому исходному этанолу, затем на второй стадии гидрированием полученного продукта конверсии этанола на платиносодержащем катализаторе при температуре 250-300°С в течение 1,5-3 часов в автоклаве с последующей разгонкой полученного после гидрирования продукта и выделением целевой фракции, выкипающей после 135°С.
На первой стадии процесс конверсии осуществляется на высококремнеземном цеолитном (ВКЦ) катализаторе, приготовленном с использованием в качестве органической структурообразующей добавки гексаметилендиамина. В качестве источника кремния использовали жидкое стекло состава: 9 мас.%. Na2O, 29 мас.%. SiO2, 68 мас.%. H2O. Источником алюминия использовались 9-водный азотнокислый алюминий или 18-водный сернокислый алюминий квалификации «чда».
Для получения железосодержащих цеолитов использовали 7-водное железо азотнокислое. Модифицирование синтезированных ВКЦ проводили обработкой преимущественно растворами азотнокислых солей цинка и железа.
Кристаллизацию полученной реакционной массы проводили в автоклавах из нержавеющей стали при 150-180°С в течение 4-6 сут. После окончания кристаллизации твердую фазу отделяли от жидкой фильтрованием, промывали водой, сушили при 110°С и прокаливали при 600°С. Перевод натриевой формы цеолита в Н-форму проводили обработкой ВКЦ 25% водным раствором хлористого аммония и затем сушили и прокаливали цеолит при 600°С.
Для процесса конверсии этанола использовали катализатор с силикатным модулем 50 и модулем по железу 500.
Процесс гидрирования полученной углеводородной фракции проводили в автоклаве объемом 100 мл при давлении водорода 90-100 атм в присутствии платиносодержащего катализатора. В качестве Pt-содержащего катализатора использовали промышленный катализатор 3% или 5% Pt на активированном угле.
После продувки реактора азотом и водородом реактор нагревали до 250-300°С, и при интенсивном перемешивании процесс проводился в течение 1,5-3 часов с периодической подачей водорода. После процесса гидрирования газовая и жидкая фазы анализировались на хроматографе «Кристалл-Люкс 4000М». Для идентификации полученных продуктов использовали хроматомасс-спектроскопию.
С помощью хроматомасс-спектрометра была получена хроматограмма продуктов гидрирования (фиг.1). Как видно из хроматограммы, в процессе гидрирования количество ароматических соединений уменьшается, а количество нафтеновых углеводородов соответственно увеличивается. Показано, что глубина гидрирования определяются временем гидрирования, давлением водорода в автоклавном реакторе и температурой.
Результаты гидрирования смесей, полученных конверсией этанола представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Результаты гидрирования смесей, полученных конверсией этанола | |||
| Состав жидкой фракции | мас.% | ||
| до гидрирования | после гидрирования | ||
| 1,5 ч | 3 ч | ||
| C1-C2 | 4,19 | 1,42 | 1 |
| С3 | 8,3 | 7,36 | 6,48 |
| С4 | 3,26 | 5,17 | 4,93 |
| С5 | 6,91 | 7,21 | 6,99 |
| бензол | 1,08 | 0,01 | 0,01 |
| С6 | 11,51 | 22,41 | 22,34 |
| толуол | 4,16 | 0,01 | 0 |
| С7 | 10,9 | 24,08 | 27,03 |
| этилбензол | 2,26 | 0,96 | 0,63 |
| мета-,пара-ксилол | 9,01 | 0,42 | 0,33 |
| C8 | 0,1 | 1,19 | 1,05 |
| орто-ксилол | 2,03 | 0,25 | 0,21 |
| С9 | 3,65 | 9,88 | 18,17 |
| метил-, этил-бензол | 15,53 | 10,05 | 1,34 |
| С10 ароматика | 17,11 | 9,58 | 9,49 |
| сумма | 100 | 100 | 100 |
| сумма ароматики | 51,18 | 21,28 | 12,01 |
Результаты гидрирования продуктов конверсии этанола приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы, количество ароматических углеводородов снижается по сумме от 51% в зависимости от глубины гидрирования до 12-21%. При этом в конечном продукте практически отсутствует бензол. Таким образом, полученная фракция после гидрирования может быть использована как реактивное или автомобильное топливо.
В таблице 2 приведены фактические численные значения нормируемых техническими требованиями (ТТ) основных показателей реактивного топлива.
| Таблица 2 | ||||
| Основные показатели реактивного топлива | ||||
| № | Показатель | Нормы по ТТ | Образец | |
| 1 | Плотность при 20°С, кг/м3, не менее | 755 | 790 | |
| 2 | Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее | 43120 | 43100 | |
| 3 | Высота некоптящего пламени, мм, не менее | 25 | 31 | |
| 4 | Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже | 28 | 25 | |
| 5 | Температура начала кристаллизации, °С, не выше | -60 | Ниже -60 | |
| 6 | Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более | 22 | 6,9 | |
| 7 | Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 топлива, не более | 4 | 3,0 | |
| 8 | Массовая доля общей серы, % не более | 0,1 | отсутствует | |
| 9 | Массовая доля нафталиновых углеводородов, %, не более | 1,5 | 0,06 | |
Как видно из таблицы, опытный образец, полученный предлагаемым способом, соответствует нормативным требованиям к синтетическому биотопливу для авиационных газотурбинных двигателей.
Таким образом, предлагаемый способ позволит получать реактивное топливо из биоэтанола для авиационных газотурбинных двигателей.
Claims (1)
- Способ получения реактивного топлива путем конверсии биоэтанола на первой стадии на цеолитном катализаторе, содержащем железо, при температуре 300-350°С и объемной скорости 2 ч-1 по жидкому исходному этанолу, затем на второй стадии гидрированием полученного продукта конверсии этанола на промышленном 3% или 5% платиносодержащем катализаторе при температуре 250-300°С в течение 1,5-3 часов в автоклаве с периодической подачей водорода, с последующей разгонкой полученного после гидрирования продукта и выделением целевой фракции, выкипающей после 135°С, плотностью при 20°С не менее 790 кг/м3 и содержащей нафтеновые продукты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144527/04A RU2510389C1 (ru) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Способ получения реактивного топлива из биоэтанола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144527/04A RU2510389C1 (ru) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Способ получения реактивного топлива из биоэтанола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2510389C1 true RU2510389C1 (ru) | 2014-03-27 |
Family
ID=50343075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012144527/04A RU2510389C1 (ru) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Способ получения реактивного топлива из биоэтанола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510389C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024023161A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques et procédé de préparation associé |
| WO2024023162A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7994377B2 (en) * | 2006-05-30 | 2011-08-09 | IFP Energies Nouvelles | Method of converting ethanol to base stock for diesel fuel |
-
2012
- 2012-10-19 RU RU2012144527/04A patent/RU2510389C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7994377B2 (en) * | 2006-05-30 | 2011-08-09 | IFP Energies Nouvelles | Method of converting ethanol to base stock for diesel fuel |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| V.F. TRET'YAKOV ET AL., "Synthesis of motor fuels from bioethanol", Chemistry and Technology of Fuels and Oils, vol.44(6), 2008, pp.409-414. * |
| ИСА ЮСУФ. Конверсия этанола на цеолитных катализаторах: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.- М., 2009. * |
| ЯНОВСКИЙ Л.С. и др. Российские авиационные керосины из альтернативного сырья. - Двигатель, 2012, 3(81), с.6-8. * |
| ЯНОВСКИЙ Л.С. и др. Российские авиационные керосины из альтернативного сырья. - Двигатель, 2012, 3(81), с.6-8. ИСА ЮСУФ. Конверсия этанола на цеолитных катализаторах: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.- М., 2009. V.F. TRET'YAKOV ET AL., "Synthesis of motor fuels from bioethanol", Chemistry and Technology of Fuels and Oils, vol.44(6), 2008, pp.409-414. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024023161A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques et procédé de préparation associé |
| WO2024023162A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques |
| FR3138444A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-02 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques et procédé de préparation associé |
| FR3138443A1 (fr) * | 2022-07-27 | 2024-02-02 | Totalenergies Onetech | Composition renouvelable de carburéacteur à teneur élevée en composés naphténiques |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Catalytic hydrodeoxygenation of high carbon furylmethanes to renewable jet‐fuel ranged alkanes over a rhenium‐modified iridium catalyst | |
| Du et al. | Production of aromatic hydrocarbons by catalytic pyrolysis of microalgae with zeolites: Catalyst screening in a pyroprobe | |
| Fanchiang et al. | Catalytic fast pyrolysis of furfural over H-ZSM-5 and Zn/H-ZSM-5 catalysts | |
| CN108130112B (zh) | 一锅法或一步法制备柴油或航空煤油的方法 | |
| Runnebaum et al. | Conversion of 4-methylanisole catalyzed by Pt/γ-Al 2 O 3 and by Pt/SiO 2-Al 2 O 3: Reaction networks and evidence of oxygen removal | |
| JP2023526666A (ja) | 高密度ポリエチレンの効率的および選択的な価値ある炭化水素への変換 | |
| RU2429910C1 (ru) | Катализатор и способ совместной переработки низкооктановых углеводородных фракций и алифатических спиртов и/или диметилового эфира | |
| RU2454388C1 (ru) | Способ получения высокомолекулярных ароматических углеводородов | |
| Tarazanov et al. | Assessment of the chemical stability of furfural derivatives and the mixtures as fuel components | |
| RU2510389C1 (ru) | Способ получения реактивного топлива из биоэтанола | |
| Kang et al. | One-pot production of hydrocarbon oils from biomass derived γ-valerolactone | |
| Tabassum et al. | A review on synthesis and transformation of ethanol into olefins using various catalysts | |
| Bendeddouche et al. | Highly efficient catalytic o ne‐pot biofuel production from lignocellulosic biomass derivatives | |
| Erofeev et al. | Conversion of gas-condensate straight-run gasolines to high-octane gasolines over zeolite catalysts modified with metal nanopowders | |
| RU2446135C1 (ru) | Способ получения жидких углеводородов | |
| Xia et al. | Catalytic conversion of biomass derivative γ-valerolactone to aromatics over Zn/ZSM-5 catalyst | |
| Yun et al. | Mechanisms of thiophene conversion over the modified Y zeolites under catalytic cracking conditions | |
| CN102863986A (zh) | 一种煤焦油加氢提质的方法 | |
| CA3016531C (en) | Method and catalyst for producing high octane components | |
| Graf et al. | Hydroprocessing and Blending of a Biomass-Based DTG-Gasoline | |
| KR101268831B1 (ko) | 선택적 고리 열림 반응용 니켈 담지 촉매 | |
| Tret’yakov et al. | Production of aviation fuel by bioethanol conversion on zeolite catalysts | |
| RU2248341C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения экологически чистого высокооктанового бензина | |
| Niu et al. | Effects of porosity and acidity on deoxygenation and denitrogenation in catalytic pyrolysis of protein-rich microalgae with metal-doped zeolites | |
| Velichkina | Hydrogen-free domestic technologies for conversion of low-octane gasoline distillates on zeolite catalysts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181020 |