木质纤维素解聚平台分子催化合成航油技术的进展
发布时间：2022-01-25 02:10
航油作为一种重要的空中交通燃料,它的不可替代性和航空业碳减排的压力,迫使航空业对生物航油的需求不断加大。由于油脂原料的局限性,使得未来生物航油的原料将趋向多元化发展,逐渐延伸到糖、木质纤维素等原料。木质纤维素类生物质具有储量丰富、廉价易得的优势,以木质纤维素为原料制备航油的技术近年来得到了大力发展。然而木质纤维素组分中的碳链结构与航油分子的碳链结构不匹配,所以木质纤维素制备航油的技术关键在于如何以中间分子,如CO和H2小分子的费托合成路线以及糠醛、乙酰丙酸等木质纤维素解聚平台分子的合成路线,通过合适的催化反应合成长链正/异构烷烃（C8～C16）。由于木质纤维素解聚平台分子保留了原料组分中的碳骨架以及多种功能官能团,比较容易通过合成方法来调控燃料的品质和特性,所以近年来有关木质纤维素解聚平台分子催化合成航油的技术途径及其催化工艺的报道不断涌现。为了充分认识此类航油技术的发展潜力,本文以糠醛、乙酰丙酸、多元醇等几种重要平台分子的碳链构建方式为线索总结了合成航油的各种技术途径和相应的催化工艺。并结合作者的研究工作,从技术应用性和化工过程实现的角度分析了各种技术途径的优缺...
【文章来源】：化工进展. 2019,38(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
木质纤维素催化合成航油技术的过程示意图1.1酸催化的羟烷基化
]。催化效率：Nafion-212>Nafion-115>Amberlyst-15>Amberlyst-36>72%H2SO4>AC-SO3H>磷酸锆>H-USY>HZSM-5。其中，Nafion-212具有催化效率高和循环稳定性较好的优势。虽然Amberlyst-36和Amberlyst-15的催化效率也较高，但催化剂循环使用的稳定性较差。Li等[34]评价了固体酸催化2-甲基呋喃与4-甲基-3-戊烯-2-酮生成C12～C15含氧化合物的反应。结果表明，Nafion-212催化剂表现出良好的催化活性主要是由图1木质纤维素催化合成航油技术的过程示意图图2Corma等报道的2-甲基呋喃与羰基化合物的羟烷基化/烷基化途径［11］··1271
的羟醛缩合反应（aldolcondensation）是实现碳链增长与构建的另一种重要方式。主要是以糠醛、5-羟甲基糠醛（5-HMF）、乙酰丙酸与一些含α-H的羰基化合物（醛、酮），经羟醛缩合反应构建新的C—C键，最后制备长链烷烃燃料。由于此类反应能在室温或温和条件下实现，反应的类似性较强，下面以糠醛或5-HMF为例来说明。1.2.1与醛、酮的缩合途径糠醛作为重要的含有醛基的化合物，可以与各种含有活泼α-H的醛、酮化合物经羟醛缩合实现碳链增长或构建，形成不同分子结构和大小的含氧图3张涛等报道的2-甲基呋喃与羰基化合物的羟烷基化/烷基化途径［20］图42-甲基呋喃和5-甲基糠醛生成的C15和C16含氧化合物［19］··1272
【参考文献】：
期刊论文
[1]百吨/年规模生物质水相合成航油类烃过程的物质与能量转化[J]. 张琦,李宇萍,陈伦刚,王铁军,刘琪英,张兴华,谈金,李凯,马隆龙. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(01)
[2]木质纤维素基平台化合物催化转化制备液体燃料及燃料添加剂[J]. 朱晨杰,杜风光,应汉杰,欧阳平凯. 化工学报. 2015(08)
[3]生物质转化制5-羟甲基糠醛的酸催化研究新进展[J]. 欧阳四余,徐琼,伏再辉,张超,刘贤响,尹笃林. 化工进展. 2014(05)
[4]适应多种原料的生物航煤生产技术的开发[J]. 聂红,孟祥堃,张哲民,渠红亮. 中国科学:化学. 2014(01)
[5]生物质转化制糠醛工艺的研究进展[J]. 高美香,刘宗章,张敏华. 化工进展. 2013(04)
[6]油脂和木质纤维素催化转化制备生物液体燃料[J]. 张家仁,邓甜音,刘海超. 化学进展. 2013(Z1)
[7]纤维素选择性催化转化为重要平台化合物的研究进展[J]. 邓理,廖兵,郭庆祥. 化工进展. 2013(02)
[8]MgO/NaY催化糠醛和丙酮合成航空燃料中间体的性能研究[J]. 黄晓明,章青,王铁军,刘琪英,马隆龙,张琦. 燃料化学学报. 2012(08)
[9]航空生物燃料生产工艺研究进展[J]. 陈凯,钱璟,杨智渊,柳华,夏祖西. 石油化工. 2012(08)
[10]航空生物燃料技术发展背景与应用现状[J]. 胡徐腾,齐泮仑,付兴国,何皓,黄格省,李顶杰. 化工进展. 2012(08)
本文编号：3607711
【文章来源】：化工进展. 2019,38(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
木质纤维素催化合成航油技术的过程示意图1.1酸催化的羟烷基化
]。催化效率：Nafion-212>Nafion-115>Amberlyst-15>Amberlyst-36>72%H2SO4>AC-SO3H>磷酸锆>H-USY>HZSM-5。其中，Nafion-212具有催化效率高和循环稳定性较好的优势。虽然Amberlyst-36和Amberlyst-15的催化效率也较高，但催化剂循环使用的稳定性较差。Li等[34]评价了固体酸催化2-甲基呋喃与4-甲基-3-戊烯-2-酮生成C12～C15含氧化合物的反应。结果表明，Nafion-212催化剂表现出良好的催化活性主要是由图1木质纤维素催化合成航油技术的过程示意图图2Corma等报道的2-甲基呋喃与羰基化合物的羟烷基化/烷基化途径［11］··1271
的羟醛缩合反应（aldolcondensation）是实现碳链增长与构建的另一种重要方式。主要是以糠醛、5-羟甲基糠醛（5-HMF）、乙酰丙酸与一些含α-H的羰基化合物（醛、酮），经羟醛缩合反应构建新的C—C键，最后制备长链烷烃燃料。由于此类反应能在室温或温和条件下实现，反应的类似性较强，下面以糠醛或5-HMF为例来说明。1.2.1与醛、酮的缩合途径糠醛作为重要的含有醛基的化合物，可以与各种含有活泼α-H的醛、酮化合物经羟醛缩合实现碳链增长或构建，形成不同分子结构和大小的含氧图3张涛等报道的2-甲基呋喃与羰基化合物的羟烷基化/烷基化途径［20］图42-甲基呋喃和5-甲基糠醛生成的C15和C16含氧化合物［19］··1272
【参考文献】：
期刊论文
[1]百吨/年规模生物质水相合成航油类烃过程的物质与能量转化[J]. 张琦,李宇萍,陈伦刚,王铁军,刘琪英,张兴华,谈金,李凯,马隆龙. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(01)
[2]木质纤维素基平台化合物催化转化制备液体燃料及燃料添加剂[J]. 朱晨杰,杜风光,应汉杰,欧阳平凯. 化工学报. 2015(08)
[3]生物质转化制5-羟甲基糠醛的酸催化研究新进展[J]. 欧阳四余,徐琼,伏再辉,张超,刘贤响,尹笃林. 化工进展. 2014(05)
[4]适应多种原料的生物航煤生产技术的开发[J]. 聂红,孟祥堃,张哲民,渠红亮. 中国科学:化学. 2014(01)
[5]生物质转化制糠醛工艺的研究进展[J]. 高美香,刘宗章,张敏华. 化工进展. 2013(04)
[6]油脂和木质纤维素催化转化制备生物液体燃料[J]. 张家仁,邓甜音,刘海超. 化学进展. 2013(Z1)
[7]纤维素选择性催化转化为重要平台化合物的研究进展[J]. 邓理,廖兵,郭庆祥. 化工进展. 2013(02)
[8]MgO/NaY催化糠醛和丙酮合成航空燃料中间体的性能研究[J]. 黄晓明,章青,王铁军,刘琪英,马隆龙,张琦. 燃料化学学报. 2012(08)
[9]航空生物燃料生产工艺研究进展[J]. 陈凯,钱璟,杨智渊,柳华,夏祖西. 石油化工. 2012(08)
[10]航空生物燃料技术发展背景与应用现状[J]. 胡徐腾,齐泮仑,付兴国,何皓,黄格省,李顶杰. 化工进展. 2012(08)
本文编号：3607711
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