CN105524667A - 一种航空替代燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航空替代燃料及其制备方法。该方法以废弃油脂为原料，将脱色脱胶、脱盐脱水、加氢精制以及加氢裂化异构过程进行有机结合制备航空替代燃料，航空替代燃料包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种。该方法工艺简单，能够降低废弃油脂预处理成本，且所制得的航空替代燃料满足国际航空燃料的标准。本发明所提供的航空替代燃料的制备方法为废弃油脂资源化利用提供了一条新途径，拓展了废弃油脂资源化利用渠道，显著提高了油品附加值，实现了废弃油脂的循环利用，并由此进一步促进了社会的可持续发展。

Description

一种航空替代燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于废弃油脂综合利用技术领域，具体涉及一种航空替代燃料及其制备方法。
背景技术
随着经济和航空业的快速发展，我国对航空煤油的需求越来越大，原油进口数量迅速提高，对国家原油市场的依赖性日益加大。要达到国际运输协会承诺的目标，在现有燃油机制下仅仅依靠航空器轻量化和高效环保航空动力技术不能达到上述指标，还需要依靠航空替代燃料技术的发展，特别是生物基航空替代燃料。低空开放，通航领域发展潜力巨大，通航重油发动机是未来主流动力，急需寻找未来燃料的供应来源，根据废弃生物油的组成特点，其将成为通航重要的可持续的燃料来源。
废弃油脂主要包括地沟油(餐饮废油)，劣质植物油及其油脚皂脚和木本植物油料。
餐饮废油主要来自餐厨垃圾处理(厨余物处理)，包括下水道中的油腻漂浮物、宾馆酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)，其经过简单加工、提炼出的油俗称地沟油。地沟油食用危害性大，其主要危害物—黄曲霉素的毒性是砒霜的100倍。目前，国内处理地沟油(废食用油)的方法主要是采用生物酶法或化学法生产生物柴油或加工成肥皂，但由于生产柴油品质有待进一步提高和销售问题，造成目前仍有大量地沟油回到餐桌上，给人们的健康造成危害。利用废弃油脂制备航空替代燃料可以提高废弃油脂下游产品附加值，增加下游企业净利润，利用经济手段抑制地沟油返回餐桌的生存空间。因此，废弃油脂制备航空新型液体燃料不仅具有一定社会使命，避免地沟油回到餐桌上影响人们健康，而且还可以在一定程度上缓解能源危机，有利于国防安全，实现改善全球气候变化和保持经济利益的使命。
目前，实现废弃油脂制备航空替代燃料需要克服以下几个问题：第一，地沟油存在腐蚀性物质，其对改性、精制提出了更高的要求；第二，地沟油中主要来源是生物燃料，除含有大量酸、酯外，还含有大量长碳链有机物，燃烧中容易积碳，影响发动机性能、寿命和安全性；第三，地沟油与石油基航空燃料的组分和性能均有显著差异，难以满足严格的航空燃料标准。因此，必须设计技术可行的改性和精制工艺以达到或接近航空用油标准。但是如果一味追求将其加工改性与石油基航空煤油成分一致，势必成本高，技术难度大，经济上不合理。也就是需要协调废弃油脂制备航空替代燃料工艺技术和航空发动机适用性的互相关联关系。
因此，目前存在的问题是急需研究开发一种技术可行、经济合理的航空替代燃料及其制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种航空替代燃料及其制备方法。本发明提供的航空替代燃料的制备方法在工艺中充分考虑副产品的有效利用，提高了物料和能量转换效率，提升了废弃油脂资源化利用行业整体技术水平与经济性，有效降低了污染物和碳排放。本发明方法制备得到的航空替代燃料可以满足国际航空燃料标准。
为此，本发明一方面提供了一种航空替代燃料，其由废弃油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，其中所述航空煤油中的碳和氢的含量大于98wt％。
在本发明的一些实施例中，所述航空煤油的热值为42.5-43.8kJ/kg；优选所述航空煤油的热值为43-43.8kJ/kg。
本发明中，优选所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃。
本发明另一方面提供了一种如本发明第一方面所述的航空替代燃料的制备方法，其包括：
步骤A，对废弃油脂进行预处理获得预处理粗油；
步骤B，对预处理粗油进行加氢精制处理脱除氧、硫和氮获得航空重油Ⅰ；
步骤C，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ；
步骤D，将航空重油Ⅱ分馏得到航空煤油和航空汽油；
其中，航空重油Ⅱ中含有25wt％-35wt％的航空汽油和65wt％-75wt％的航空煤油。
在本发明的制备方法中，所述加氢精制处理的催化剂包括Ni-Mo/Al2O3、Co-Mo/Al2O3和Ni-W/Al2O3中的一种或几种。
本发明中，所述加氢精制处理的催化剂的载体优选为γ-Al2O3；优选所述加氢精制处理的催化剂的载体比表面积为200-400m2/g；优选所述加氢精制处理的催化剂的载体的孔体积为0.5-1.0cm2/g。
在本发明的一些实施例中，所述加氢精制处理的条件为：氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
在本发明的制备方法中，所述加氢裂化异构处理的催化剂为Ni-Mo/B2O3-Al2O3和/或Ni-Co/B2O3-Al2O3。
在本发明的一些实施例中，所述加氢裂化异构处理的条件为：氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
根据本发明，对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理、脱色处理、脱颗粒型杂质处理和脱盐脱水处理中的一种或几种。
本发明中，所述脱胶质处理包括洗涤处理和/或溶剂萃取处理。
在本发明的一些实施例中，所述洗涤溶剂包括水、酸液和碱液中的至少一种；所述洗涤处理包括水洗、酸洗和碱洗中的至少一种。
在本发明的一些进一步的实施例中，所述洗涤处理的温度为60-70℃。
在本发明的另一些进一步的实施例中，所述酸液的添加量基于待处理油脂的重量计为0.02wt％-0.2wt％。
本发明中，所述酸为磷酸和/或盐酸。所述磷酸的浓度为80wt％-85wt％。所述盐酸的浓度为10-15wt％。
在本发明的其他的一些实施例中，所述碱液的浓度为5wt％-15wt％。优选所述碱为碳酸钠和/或氢氧化钾。
在本发明的一些实施例中，溶剂萃取处理的溶剂包括氯仿、正己烷和乙醚中的一种或几种。
本发明中，所述脱色处理优选采用脱色剂进行处理。
在本发明的一些实施例中，所述脱色剂包括天然漂土、活性白土和活性炭中的一种或几种；优选所述脱色剂为活性白土和/或活性炭。
本发明中，所述脱盐脱水处理包括破乳剂脱盐脱水处理和/或电脱盐脱水处理。
在本发明的一些实施例中，所述破乳剂脱盐脱水处理的温度为30-70℃；破乳剂溶液的用量基于待处理油脂的体积计为10-30mg/L；优选破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％。
本发明中，所述破乳剂为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。
本发明中，所述脱颗粒型杂质处理优选采用过滤处理进行。
在本发明的一些实施例中，对待处理油脂进行洗涤处理和脱色剂处理时，待处理油脂、洗涤溶剂和脱色剂的重量比为1:(0.4-0.7):(0.05-0.1)。
附图说明
下面将结合附图来说明本发明。
图1为本发明以废弃油脂制备航空替代燃料的流程图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
如前所述，废弃油脂与石油基航空煤油在成分与性能上均存在显著差异，设计技术可行的改性和精制工艺以达到或接近航空用油的难度大，需要克服的问题多，难以满足严格的航空燃料标准，且制备成本较高。本发明的发明人研究发现，通过将脱胶工艺与加氢技术有机结合，同时通过控制工艺条件，可以在实现副产品的有效利用的同时，提高物料和能量转换效率，提升了废弃油脂资源化利用行业整体技术水平与经济性，有效降低了污染物和碳排放，并且所制备得到的航空替代燃料可以满足国际航空燃料标准，本发明正是基于上述发现作出的。
本发明所涉及的航空替代燃料是由废弃油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种。优选所述航空替代燃料为航空煤油和/或含有航空煤油组分的航空重油。进一步优选所述航空替代燃料为航空煤油。
在本发明中，所述航空煤油中的碳和氢的总含量大于98wt％。该航空煤油的馏份分布为180-280℃，其中10wt％的回收温度为200-205℃，终馏点温度小于290℃。所述航空煤油的热值为42.5-43.8kJ/kg。优选所述航空煤油的热值为43-43.8kJ/kg。所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃。
本发明所述用语“废弃油脂”主要包括地沟油(即餐饮废油)，劣质植物油及其油脚皂脚和木本植物油料。
根据本发明的一些实施方式，本发明所涉及的航空替代燃料的制备方法包括：
步骤A，对废弃油脂进行预处理获得可进行加氢精制的合格的预处理粗油；
步骤B，对预处理粗油进行加氢精制处理脱除氧、硫和氮获得航空重油Ⅰ；
步骤C，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ,所述航空重油Ⅱ中航空汽油占25wt％-35wt％，航空煤油占65wt％-75wt％；
步骤D，将航空重油Ⅱ分馏得能够满足ASTMD7566国际标准的航空煤油和航空汽油。
本发明的发明人研究发现，在对废弃油脂进行加氢精制处理和加氢裂化异构处理之前，需要对废弃油脂进行预处理。
本发明中，对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理、脱色处理、脱颗粒型杂质处理和脱盐脱水处理中的一种或几种。本发明对废弃油脂进行预处理的目的是为了获得可进行加氢精制的合格的预处理粗油；因此，本发明在对油脂进行预处理时，对上述处理方式的使用没有特别的限制，以能够获得可进行加氢精制的合格的预处理粗油为准，例如根据需要，上述处理方式可以单独或以组合的方式用于对废弃油脂进行预处理，并且根据需要上述任何一种处理方式均可以重复使用。
例如，在本发明的一些具体实施方式中，对废弃油脂进行预处理可以包括：
步骤S1，对废弃油脂进行脱胶质处理和脱色处理获得粗油脱色脱胶质粗油；
步骤S2，对脱色脱胶质粗油进行破乳剂和/或电脱盐脱水处理获得预处理粗油。
又如，在本发明的一些具体实施方式中，对废弃油脂进行预处理可以包括：
步骤T1，对废弃油脂进行过滤处理获得脱颗粒型杂质粗油；
步骤T2，对脱颗粒型杂质粗油进行脱胶质处理和脱色处理获得脱色脱胶质粗油；
步骤T3，对脱色脱胶质粗油进行破乳剂和/或电脱盐脱水处理获得预处理粗油。
再如，在本发明的一些具体实施方式中，对废弃油脂进行预处理可以包括：
步骤L1，对废弃油脂进行脱胶质处理获得脱胶质粗油；
步骤L2，对脱胶质粗油进行过滤处理获得脱颗粒型杂质粗油；
步骤L3，对脱颗粒型杂质粗油进行脱胶质处理和脱色处理获得脱色脱胶质粗油；
步骤L4，对脱色脱胶质粗油进行破乳剂和/或电脱盐脱水处理获得预处理粗油。
在本发明的一些实施例中，所述脱颗粒型杂质处理优选采用过滤处理进行，例如可以将废弃油脂预热至50-80℃，优选预热到60℃，然后在抽真空状态下进行抽滤来去除颗粒型杂质。需要了解的是，在对废弃油脂进行多胶质处理之前进行过滤处理，所脱除的是大颗粒杂质；而在在对废弃油脂进行多胶质处理之前进行过滤处理，所脱除的是小颗粒杂质。
本发明的发明人研究发现，上述预处理过程中，经过脱色脱胶质处理，可以脱除废弃油脂中的色素、胶质物质和微量金属，还可去除油脂中微量的皂磷脂及多环芳香烃等。
在本发明的一些实施例中，所述脱色处理优选采用脱色剂进行处理。
在本发明的另一些实施例中，所述脱胶质处理包括洗涤处理和/或溶剂萃取处理。
本发明的发明人进一步研究发现，当采用洗涤处理和脱色剂处理来对待处理油脂进行脱色和脱胶质处理时，在洗涤处理和脱色剂处理过程中的控制条件包括：水洗浓度和温度、脱色剂选择和脱色剂的用量。
在本发明的一些实施例中，在洗涤处理和脱色剂处理过程中，废弃油脂、洗涤溶剂和脱色剂的重量比为1:(0.4-0.7):(0.05-0.1)。该过程中，优选所述洗涤处理的温度为60-70℃。
根据本发明方法，所述洗涤处理的溶剂包括水、酸液和碱液中的至少一种。与此相对应，所述洗涤处理包括水洗、酸洗和碱洗中的至少一种。
在本发明的一些实施例中，对废弃油脂进行水洗处理和脱色剂处理，分离后获得脱色脱胶质粗油。
而对于胶质含量较高的废弃油脂需要增加酸洗和碱洗，如劣质植物油及其油脚皂脚。劣质植物油及其油脚皂脚也是生物油的重要来源。由于棉籽油品质不如大豆油和菜籽油，因此，也是加工生物柴油的原料来源。而在植物油(如大豆油、菜籽油等)加工过程中，精炼食用油时所产生的下脚料也是精炼油厂处理的难题。但同时也可作为制备航空燃料的废弃油脂。但需要严格的预处理，以达到可以进行加氢精制的原料要求。
根据本发明，可以先对废弃油脂进行酸洗和/或碱洗处理，再进行水洗处理和脱色剂处理，分离后获得脱色脱胶质粗油；也可以先对废弃油脂进行水洗处理和脱色剂处理，再进行酸洗和/或碱洗处理，分离后获得脱色脱胶质粗油。
在本发明的制备方法中，所述酸液的添加量基于待处理油脂的重量计为0.02wt％-0.2wt％。所述酸为磷酸和/或盐酸。在本发明的一些实施例中，所述磷酸的浓度为80wt％-85wt％；在本发明的另一些实施例中，所述盐酸的浓度为10wt％。在本发明的其他的一些实施例中，所述碱液的浓度为5wt％-15wt％。所述碱为碳酸钠和/或氢氧化钾。
根据本发明，当采用溶剂萃取处理来对待处理油脂进行脱色和脱胶质处理时，在溶剂萃取过程中的控制条件包括：溶剂萃取的温度和溶剂选择。
在本发明的一些实施例中，优选所述溶剂萃取处理的溶剂包括氯仿、正己烷和乙醚中的一种或几种。
本发明的发明人研究发现，经过脱盐脱水处理可进一步降低待处理油脂中的水含量、金属含量和盐含量。
在本发明的一些实施例中，所述脱盐脱水处理包括破乳剂脱盐脱水处理和/或电脱盐脱水处理。
本发明对脱盐脱水的具体方式没有特别的限制，例如在该处理过程中，既可以单独采用破乳剂脱盐脱水处理的方式或电脱盐脱水处理的方式对待处理油脂进行处理，也可以将破乳剂脱盐脱水处理的方式与电脱盐脱水处理的方式相结合，用于对待处理油脂进行处理，以脱盐脱水效果最佳为准。
在本发明的一些实施例中，脱盐脱水工艺可采用加破乳剂溶液的方式来进行，破乳剂可以使待处理油脂中的水集聚，并使盐溶于水中，从而将水和盐从待处理油脂中分出。破乳条件控制对改善待处理油脂品质有较大影响，主要是含水率和盐度的降低。破乳条件控制包括破乳剂的选择、破乳剂脱盐脱水处理的温度、破乳剂溶液的用量以及破乳剂溶液的浓度等。
本发明中，优选所述破乳剂为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。
在本发明的一些实施例中，所述破乳剂脱盐脱水处理的温度为30-70℃。
在本发明的另一些实施例中，破乳剂溶液的用量基于待处理油脂的体积计为10-30mg/L。
在本发明的其他实施例中，破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％。
本发明的发明人研究发现，在对废弃油脂预处理时，破乳剂和脱色剂对过程经济性有重大影响。其选择需要考虑多种因素，如破乳剂或脱色剂类型和浓度、温度和水浓度。
在本发明的制备方法中，所述脱色剂包括天然漂土、活性白土和活性炭中至少一种；优选所述脱色剂为活性白土和/或活性炭。
根据本发明，所述废弃油脂经过预处理后，所获得的预处理粗油可达到水含量小于300ppm，金属含量小于10ppm。这有利于加氢精制处理和加氢裂化异构处理的顺利进行。
在本发明的一些实施例中，步骤B中，所述加氢精制处理的催化剂包括Ni-Mo/Al2O3、Co-Mo/Al2O3和Ni-W/Al2O3中的一种或几种。在本发明的另一些实施例中，步骤B中，加氢条件为：氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。加氢精制的主要产物为航空重油Ⅰ，收率60wt％-75wt％，脱氧率99.9wt％，氮、硫含量均小于1wt％。
催化剂本发明人研究发现，采用γ-Al2O3作为氢精制处理的催化剂的载体较有利于对预处理粗油进行加氢精制；尤其是由比表面积为200-400m2/g，孔体积为0.5-1.0cm2/g的γ-Al2O3载体制得的催化剂用于对预处理粗油进行加氢精制处理具有较高的反应活性和选择性。
根据本发明，所述加氢精制催化剂能够获得较高的脱氮、脱氧和脱硫效率。
根据本发明，所述航空重油Ⅰ为航空煤油、航空汽油和柴油的混合物，其中航空煤油的含量至少为80wt％，优选85wt％≤航空煤油的含量≤90wt％，而航空汽油和柴油的总含量不高于20wt％；优选10wt％＜航空汽油和柴油的总含量＜15wt％。根据本发明的一些实施例，上述航空重油Ⅰ可以直接用于通航活塞发动机，可以在5000米高空使用。根据本发明的另一些实施例，可以对上述航空重油Ⅰ进行分馏，所获得的主产物为能够满足ASTMD7566国际标准的航空煤油，所获得的副产物为航空汽油和柴油。根据本发明的一些优选的实施例，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ。
在本发明的一些实施例中，步骤C中，加氢裂化异构催化剂为Ni-Mo/B2O3-Al2O3和/或Ni-Co/B2O3-Al2O3。加氢条件为：氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。加氢裂化异构产物(即航空重油Ⅱ)收率高于70wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤D中，对加氢裂化异构产物(即航空重油Ⅱ)进一步分馏得到高产率的能够满足ASTMD7566国际标准的航空煤油以及少量的航空汽油。
根据本发明，所述加氢裂化异构催化剂为多孔催化剂，在进行加氢裂化异构加氢反应时，不仅能够获得较高的催化活性，而且显示出较高的煤油选择性。
本发明所述用语“航空替代燃料”是指非石油基型航空燃料，由废弃油脂制得，包括航空煤油和含有航空煤油组分的航空重油。其中，航空煤油能够满足ASTMD7566国际标准的要求，可以用于10,000米的高空；而含有航空煤油组分的航空重油中含有至少为80wt％的航空煤油组分以及不大于20wt％的航空汽油组分和柴油组分；优选85wt％≤航空煤油组分的含量≤90wt％；优选10wt％＜航空汽油组分和柴油组分的总含量＜15wt％，可以直接用于通航活塞发动机，在5000米高空使用，本发明中亦称为航空重油Ⅰ。
本发明所述“航空煤油”一词在没有特别指定或说明的情况下是指非石油基型航空煤油，由废弃油脂制得。
本发明所述“航空汽油”一词在没有特别指定或说明的情况下是指非石油基型航空汽油，由废弃油脂制得。
本发明所述“柴油”一词在没有特别指定或说明的情况下是指非石油基型柴油，由废弃油脂制得。
本发明中所述用语“待处理油脂”是指需要采用任意一种预处理方式或加氢精制或加氢裂化异构化处理的油脂，既可以是作为原料的废弃油脂，也可以是采用本发明所涉及的航空替代燃料的制备方法对废弃油脂进行处理的任一步骤所获得的中间产物。
本发明中所述用语“脱杂质粗油”是指脱除了颗粒型杂质的粗油，亦即待处理油脂经过过滤处理脱除了其中的颗粒型杂质所获得的产物。
本发明中所述用语“脱胶质粗油”是指脱除了胶质的粗油，亦即待处理油脂经过脱胶质处理脱除了其中的胶质所获得的产物。
本发明中所述用语“脱色脱胶质粗油”是指脱除了颜色和胶质的粗油，亦即待处理油脂经过脱胶质处理和脱色剂处理脱除了其中的胶质、颜色和盐等所获得的产物。
本发明中所述用语“预处理粗油”是指经过预处理获得的粗油，亦即废弃油脂经过预处理后所获得的产物，本发明中要求预处理粗油能够满足加氢精制的进料要求。
本发明中所述用语“空塔流速”即空速，是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，其反映了装置的处理能力；本发明中所述的控速为体积空速。
从上述可以看出，本发明用于制备航空替代燃料的方法的工艺特点是根据产品需求进行调节，灵活性较大。
本发明提供的航空替代燃料及其制备方法具有以下优点：
(1)本发明提供的航空替代燃料的制备方法工艺简单，显著降低了废弃生物油脂预处理的成本，制得的航空替代燃料满足国际航空燃料的标准；
(2)本发明提供的航空替代燃料的制备方法为废弃油脂资源化利用提供了一条新路径，拓展了地沟油资源化利用渠道，显著提高油品附加值，同时废弃油脂循环利用也促进了社会的可持续发展。
实施例
实施例1：以地沟油为原料制备航空替代燃料，如图1所示，该制备过程包括以下步骤：
1.脱出颗粒型杂质。
将地沟油预热至60℃，然后在抽真空状态下进行抽滤，去除大颗粒杂质，制得脱杂质粗油。
2.脱除胶质和颜色。
向脱杂质粗油中通入温度为60-70℃的水，添加量为脱杂质粗油量的40wt％-70wt％，然后再加入活性白土或活性炭，添加量为脱杂质粗油量的5wt％-10wt％，搅拌30min后静置分离，获得脱色脱胶质粗油。
检测结果表明，在该步骤中除脱除油脂中的色素、胶态物质和微量金属外，还可去除油脂中微量的皂磷脂及多环芳香烃等。
3.脱盐脱水。将脱色脱胶质粗油加热至30-70℃，加入破乳剂聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚，或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚，用量控制在10-30mg/L，破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％。进一步降低其中的水含量，金属含量和盐含量，获得预处理粗油。
4.对预处理粗油进行加氢精制处理脱氧脱硫脱氮制备航空重油Ⅰ。
加氢精制催化剂可选用Ni-Mo/A12O3、Co-Mo/A12O3或Ni-W/Al2O3，氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
该步骤的主要产物为航空重油Ⅰ(航空煤油以及少量航空汽油和柴油)，收率60wt％-75wt％。
检测结果表明，该步骤的脱氧率为99.9wt％，产物中氮、硫含量均小于1wt％。
5.对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构制得航空重油Ⅱ。
加氢裂化异构催化剂可选Ni-Mo/B2O3-A12O3或Ni-Co/B2O3-A12O3，氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
航空重油Ⅰ经裂化异构后，航空煤油收率高于70wt％。
6.将航空重油Ⅱ进一步分馏得到65wt％-75wt％航空煤油和25wt％-35wt％航空汽油。
实施例2以劣质植物油及其油脚皂脚为原料制备航空替代燃料，如图1所示，该制备过程包括以下步骤：
1.酸洗、碱洗脱除胶质。
将劣质植物油及其油脚皂脚预热至90℃，加入磷酸清洗过滤，添加量为劣质植物油及其油脚皂脚的0.05wt％-0.20wt％，再用浓度为5.0wt％-8.0wt％的碳酸钠或氢氧化钾水溶液清洗脱出皂脚，获得脱胶质粗油。
2.脱除颗粒型杂质。
将脱胶质粗油预热至60℃，然后在抽真空状态下进行抽滤，去除颗粒杂质，制得脱胶质杂质粗油。
3.脱色脱胶质。
向脱胶质杂质粗油中通入温度为60-70℃水，添加量为脱胶质杂质粗油的10wt％-20wt％，然后再加入活性白土或活性炭，添加量为脱胶质杂质粗油的5wt％-10wt％，分离过滤。脱除油脂中的色素、胶态物质和微量金属，还可去除油脂中微量的皂磷脂及多环芳香烃等，获得脱色脱胶质粗油。
4.脱盐脱水。经过脱色脱胶质粗油加热至30-70℃，加入破乳剂聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚，或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚，用量控制在10-30mg/L，破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％。进一步降低其中的水含量，金属含量和盐含量，获得预处理粗油。
5.对预处理粗油进行加氢精制处理制得航空重油Ⅰ。
加氢精制催化剂可选用Ni-Mo/A12O3、Co-Mo/A12O3或Ni-W/Al2O3，氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
该步骤的主要产物为航空重油Ⅰ(航空煤油以及少量航空汽油和柴油)，收率60wt％-75wt％，脱氧率99.9wt％，氮、硫含量均小于1wt％。
6.对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构制得航空重油Ⅱ。
加氢裂化异构催化剂可选Ni-Mo/B2O3-A12O3或Ni-Co/B2O3-A12O3，氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
航空重油Ⅰ经裂化异构后，航空煤油收率高于70wt％。
7.将航空重油Ⅱ进一步分馏得到65wt％-75wt％航空煤油和25wt％-35wt％航空汽油。
实施例3以地沟油为原料制备航空替代燃料，如图1所示，该制备过程包括以下步骤：
1.脱出杂质、胶质和颜色。
将地沟油预热至60-80℃，然后进行溶剂萃取，采用氯仿、正己烷和乙醚等作为提取剂。溶剂蒸发后，得到脱除了杂质、胶质和盐的脱色脱胶质粗油。
2.脱盐脱水。
将脱色脱胶质粗油加热至30-70℃，加入破乳剂聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚，或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚，用量控制在10-30mg/L，破乳剂溶液浓度为2wt％-10wt％。进一步降低其中的水含量，金属含量和盐含量，获得预处理粗油。
3.对预处理粗油进行加氢精制脱氧脱硫脱氮制备航空重油Ⅰ。
加氢精制催化剂可选用Ni-Mo/A12O3、Co-Mo/A12O3或Ni-W/Al2O3，氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
该步骤的主要产物为航空重油Ⅰ(航空煤油以及少量航空汽油和柴油)，收率60wt％-75wt％。
检测结果表明，该步骤的脱氧率99.9wt％，产物中的氮、硫含量均小于1wt％。
4.对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构制备航空煤油。
加氢裂化异构催化剂可选Ni-Mo/B2O3-A12O3或Ni-Co/B2O3-A12O3，氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
航空重油Ⅰ经裂化异构后，航空重油Ⅱ的收率高于70wt％。
5.将航空重油Ⅱ进一步分馏得到65wt％-75wt％航空煤油和25wt％-35wt％航空汽油。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (13)

1.一种航空替代燃料，其由废弃油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，其中所述航空煤油中的碳和氢的含量大于98wt％。
2.根据权利要求1所述的航空替代燃料，其特征在于，所述航空煤油的热值为42.5-43.8kJ/kg；优选所述航空煤油的热值为43-43.8kJ/kg；优选所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃。
3.一种如权利要求1或2所述的航空替代燃料的制备方法，其包括：
步骤A，对废弃油脂进行预处理获得预处理粗油；
步骤B，对预处理粗油进行加氢精制处理脱除氧、硫和氮获得航空重油Ⅰ；
步骤C，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ；
步骤D，将航空重油Ⅱ分馏得到航空煤油和航空汽油；
其中，航空重油Ⅱ中含有25wt％-35wt％的航空汽油和65wt％-75wt％的航空煤油。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加氢精制处理的催化剂包括Ni-Mo/Al2O3、Co-Mo/Al2O3和Ni-W/Al2O3中的一种或几种；优选所述加氢精制处理的条件为：氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加氢精制处理的催化剂的载体优选为γ-Al2O3；优选所述加氢精制处理的催化剂的载体比表面积为200-400m2/g；优选所述加氢精制处理的催化剂的载体的孔体积为0.5-1.0cm2/g。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述加氢裂化异构处理的催化剂为Ni-Mo/B2O3-Al2O3和/或Ni-Co/B2O3-Al2O3；优选所述加氢裂化异构处理的条件为：氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的方法，其特征在于，对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理、脱色处理、脱颗粒型杂质处理和脱盐脱水处理中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述脱胶质处理包括洗涤处理和/或溶剂萃取处理；和/或
所述脱色处理优选采用脱色剂进行处理；和/或
所述脱盐脱水处理包括破乳剂脱盐脱水处理和/或电脱盐脱水处理；和/或
所述脱颗粒型杂质处理优选采用过滤处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述洗涤溶剂包括水、酸液和碱液中的至少一种；所述洗涤处理包括水洗、酸洗和碱洗中的至少一种；和/或
溶剂萃取处理的溶剂包括氯仿、正己烷和乙醚中的一种或几种；和/或
所述脱色剂包括天然漂土、活性白土和活性炭中的一种或几种；优选所述脱色剂为活性白土和/或活性炭。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述洗涤处理的温度为60-70℃。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，
所述酸液的添加量基于待处理油脂的重量计为0.02wt％-0.2wt％；优选所述酸为磷酸和/或盐酸；优选所述磷酸的浓度为80wt％-85wt％；优选所述盐酸的浓度为10-15wt％；
所述碱液的浓度为5wt％-15wt％；优选所述碱为碳酸钠和/或氢氧化钾。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述破乳剂脱盐脱水处理的温度为30-70℃；破乳剂溶液的用量基于待处理油脂的体积计为10-30mg/L；优选破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％；优选所述破乳剂为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。
13.根据权利要求3-12中任意一项所述的方法，其特征在于，对待处理油脂进行洗涤处理和脱色剂处理时，待处理油脂、洗涤溶剂和脱色剂的重量比为1:(0.4-0.7):(0.05-0.1)。
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