本申请涉及人工合成高密度燃料,具体涉及一种高密度碳氢燃料及其制备方法。
背景技术:
1、高密度液体碳氢燃料是密度大于0.9g/cm3的液体合成燃料,具有较高的密度和体积燃烧热值,在燃料箱固定不变的前提下能提供更多能量,是提升武器装备机动性能的有效手段。
2、目前高密度燃料主要依赖人工合成,人工合成高密度燃料的主流方法都有费托合成、生物质转化、煤炭气化和催化裂化等等。这些工艺通过改变原料的成分和结构,控制反应条件和催化剂的选择,实现高密度燃料的合成和提纯。其中,重质油生产高密度燃料是目前合成高密度燃料的一个重要手段,但是大多以重质原油为原料,而以煤基重质油为原料是目前人工合成高密度燃料的另一个发展方向,但煤基重质油为原料合成高密度燃料并没有一个较为完善的技术。目前,以煤焦油为原料合成高密度燃料工艺主要有加氢精制和催化加氢,这两种方法所合成的高密度燃料的密度和热值都较低,且未能充分利用煤焦油中环状化合物。
技术实现思路
1、为了解决本领域存在的上述不足,本申请旨在提供一种高密度碳氢燃料及其制备方法。
2、根据本申请的一方面,提供一种高密度碳氢燃料的制备方法,包括:
3、将煤焦油在170-210℃条件下分馏,富集酚类分子群;
4、将酚类分子群放入全混釜反应器中,并添加乙酸苄酯和zsm-5分子筛,进行增环反应,得增环产物;
5、将增环产物进行催化加氢脱氧处理,制得高密度碳氢燃料;
6、其中,所述酚类分子群、乙酸苄酯和zsm-5分子筛的摩尔比为1:(1-2):(0.004-0.01)。
7、根据本申请的一些实施例,zsm-5分子筛的比表面积为240m2/g。
8、根据本申请的一些实施例,zsm-5分子筛的装填密度为0.4~0.7t/m3。
9、根据本申请的一些实施例,增环反应温度为200-280℃,反应时间为3.5-5h。
10、根据本申请的一些实施例,环产物进行催化加氢脱氧处理之前,还包括:提纯处理。
11、根据本申请的一些实施例,提纯处理包括:向增环产物中添加甲醇进行稀释,得稀释液;将稀释液进行过滤后,将滤液蒸馏提纯。
12、根据本申请的一些实施例,增环产物进行催化加氢脱氧处理包括:在氢气气氛下,向提纯处理后的增环产物中添加水和pd/c催化剂进行加氢脱氧反应。
13、根据本申请的一些实施例,pd/c催化剂的贵金属含量为5%;
14、pd/c催化剂与增环产物的比为1:(20-60)。
15、根据本申请的一些实施例,加氢脱氧反应温度为180-250℃,反应时间为10-15h;氢气的氢气分压为6mpa。
16、根据本申请的另一方面,还提供一种上述的制备方法制备的高密度碳氢燃料,高密度碳氢燃料的密度>1.06g/ml,净热值为39-43mj/l,冰点≤-55℃,粘度109.71-127mm2/s。
17、与现有技术相比,本申请至少包括如下有益效果:
18、本申请提供一种高密度碳氢燃料及其制备方法,以乙酸苄酯为改性剂,以zsm-5分子筛为催化剂,通过改性剂和酚类物质的反应实现了增环改性,生成不饱和的多环化合物,还可以有效提升煤焦油的品质。
19、本申请的高密度碳氢燃料制备方法中,在170-210℃下对煤焦油进行分馏富集酚类分子群,在此温度区间内可以获得更多的环加成反应物,也更容易富集酚类分子群。
1.一种高密度碳氢燃料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述zsm-5分子筛的比表面积为240m2/g。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述zsm-5分子筛的装填密度为0.4~0.7t/m3。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述增环反应温度为200-280℃,反应时间为3.5-5h。
5.根据权利要求1-4中任一所述的制备方法,其特征在于,所述环产物进行催化加氢脱氧处理之前,还包括:提纯处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述提纯处理包括:向所述增环产物中添加甲醇进行稀释,得稀释液;将所述稀释液进行过滤后,将滤液蒸馏提纯。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述增环产物进行催化加氢脱氧处理包括:在氢气气氛下,向提纯处理后的所述增环产物中添加水和pd/c催化剂进行加氢脱氧反应。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述pd/c催化剂的贵金属含量为5%;
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述加氢脱氧反应温度为180-250℃,反应时间为10-15h;所述氢气的氢气分压为6mpa。
10.权利要求1-9任一所述的制备方法制备的高密度碳氢燃料,其特征在于,所述高密度碳氢燃料的密度>1.06g/ml,净热值为39-43mj/l,冰点≤-55℃,粘度109.71-127mm2/s。