中国团队从油酸而无需添加氢开发出可生产可再生航空范围的烃类和芳烃

作者：钱伯章发布时间：2016-08-26

来自浙江大学、中石化抚顺石油化工研究院、南京理工大学和新疆物理和化学技术学院的研究人员于2016年8月25日宣布，已经开发出一种“原子-经济”途径，可从油酸 (C18H34O2, 一种自然存在于各种动植物脂肪和油类中的脂肪酸) 无需添加氢供体，就可生产可再生航空范围烃类和芳烃。

来自浙江大学、中石化抚顺石油化工研究院、南京理工大学和新疆物理和化学技术学院的研究人员于2016年8月25日宣布，已经开发出一种“原子-经济”途径，可从油酸 (C18H34O2, 一种自然存在于各种动植物脂肪和油类中的脂肪酸) 无需添加氢供体，就可生产可再生航空范围烃类和芳烃。他们的工作论文已发表在美国化学学会《能源与燃料(Energy & Fuels)》期刊上。

过程中油酸的转化为100%, 十七烷 (C17H36, 为主要产品)的产率在80分钟350°C后可以达到71%。这个过程也产生19%的芳烃产率，芳烃是航空燃料的重要组成部分, 由于他们有保持燃油系统弹性体的膨胀能力。研究人员称,结果表明,他们的过程是一个复杂的反应系统,包括原位氢转移、芳构化、脱羧和裂解。

油酸原位氢转移、芳构化、脱羧和裂解机理

航空生物燃料是C8−C17烃类的复杂混合物,包括石蜡烃、芳烃和环烷烃。石蜡烃有较好的燃烧特性, 芳烃在航空燃料中不能超过25v%, 而航空燃料中的芳烃含量< 8%会引起收缩密封失效，导致泄漏和从系统中泄压。因此,芳烃仍然是关键组分,用于保持燃油系统弹性体的膨胀和燃料的单位质量能量输出。然而,航空燃料范围的芳烃从油和油脂的加氢处理或费托合成相对难以达到。

芳烃是至关重要的，但从油和油脂采用加氢脱氧(当反应物为单饱和油酸：棕榈油时，它含52.8%单饱和和12.2%多饱和脂肪酸，用催化剂Pt/Al2O3/SAPO-11，无芳烃检出，仅产生1.7%的芳烃)，或采用费托合成方法，是相对困难的，它们通常可从直馏煤油制取。如果开发一个系统,可以有效地使不饱和油酸转化成航空燃料范围的链烷烃和芳烃，同时不添加H2，这将是极其重要和有前途的。

在这项研究中, 研究团队探索了催化剂负载、反应物装载和反应温度对油酸转换和烃类与芳烃产率的影响。最佳反应条件为5% Pt/C催化剂，催化剂负载15毫克, 油酸装载75毫克，温度反应350°C，温度时间为80分钟。

根据他们的分析,他们测定了硬脂酸、多烯类和8-十七烷是系统中的中间产品。在Pt/C的催化下, 一部分油酸原料被脱羧为8-十七烷; 8-十七烷和油酸的另一部分被脱氢，通过β-氢去除成为多烯类。之后, 多烯类被环化，通过分子内Diels−Alder反应成为芳烃, Diels−Alder反应提供氢，使未反应的油酸氢化成为硬脂酸。最后, 硬脂酸脱羧成为十七烷。

greencarcongress，2016.8.25

China team develops pathway for producing renewable aviation-range hydrocarbons and aromatics from oleic acid without added H2

http://www.greencarcongress.com/2016/08/20160825-oleic.html