航油作為一種重要的空中交通燃料,它的不可替代性和航空業(yè)碳減排的壓力,迫使航空業(yè)對生物航油的需求不斷加大。由于油脂原料的局限性,使得未來生物航油的原料將趨向多元化發(fā)展,逐漸延伸到糖、木質(zhì)纖維素等原料。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)具有儲量豐富、廉價易得的優(yōu)勢,以木質(zhì)纖維素為原料制備航油的技術(shù)近年來得到了大力發(fā)展。然而木質(zhì)纖維素組分中的碳鏈結(jié)構(gòu)與航油分子的碳鏈結(jié)構(gòu)不匹配,所以木質(zhì)纖維素制備航油的技術(shù)關(guān)鍵在于如何以中間分子,如CO和H₂小分子的費(fèi)托合成路線以及糠醛、乙酰丙酸等木質(zhì)纖維素解聚平臺分子的合成路線,通過合適的催化反應(yīng)合成長鏈正/異構(gòu)烷烴（C8～C16）。由于木質(zhì)纖維素解聚平臺分子保留了原料組分中的碳骨架以及多種功能官能團(tuán),比較容易通過合成方法來調(diào)控燃料的品質(zhì)和特性,所以近年來有關(guān)木質(zhì)纖維素解聚平臺分子催化合成航油的技術(shù)途徑及其催化工藝的報道不斷涌現(xiàn)。為了充分認(rèn)識此類航油技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?本文以糠醛、乙酰丙酸、多元醇等幾種重要平臺分子的碳鏈構(gòu)建方式為線索總結(jié)了合成航油的各種技術(shù)途徑和相應(yīng)的催化工藝。并結(jié)合作者的研究工作,從技術(shù)應(yīng)用性和化工過程實(shí)現(xiàn)的角度分析了各種技術(shù)途徑的優(yōu)缺... 

【文章來源】：化工進(jìn)展. 2019,38(03)北大核心EICSCD

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木質(zhì)纖維素催化合成航油技術(shù)的過程示意圖1.1酸催化的羥烷基化

]。催化效率：Nafion-212>Nafion-115>Amberlyst-15>Amberlyst-36>72%H2SO4>AC-SO3H>磷酸鋯>H-USY>HZSM-5。其中，Nafion-212具有催化效率高和循環(huán)穩(wěn)定性較好的優(yōu)勢。雖然Amberlyst-36和Amberlyst-15的催化效率也較高，但催化劑循環(huán)使用的穩(wěn)定性較差。Li等[34]評價了固體酸催化2-甲基呋喃與4-甲基-3-戊烯-2-酮生成C12～C15含氧化合物的反應(yīng)。結(jié)果表明，Nafion-212催化劑表現(xiàn)出良好的催化活性主要是由圖1木質(zhì)纖維素催化合成航油技術(shù)的過程示意圖圖2Corma等報道的2-甲基呋喃與羰基化合物的羥烷基化/烷基化途徑［11］··1271

的羥醛縮合反應(yīng)（aldolcondensation）是實(shí)現(xiàn)碳鏈增長與構(gòu)建的另一種重要方式。主要是以糠醛、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、乙酰丙酸與一些含α-H的羰基化合物（醛、酮），經(jīng)羥醛縮合反應(yīng)構(gòu)建新的C—C鍵，最后制備長鏈烷烴燃料。由于此類反應(yīng)能在室溫或溫和條件下實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)的類似性較強(qiáng)，下面以糠醛或5-HMF為例來說明。1.2.1與醛、酮的縮合途徑糠醛作為重要的含有醛基的化合物，可以與各種含有活潑α-H的醛、酮化合物經(jīng)羥醛縮合實(shí)現(xiàn)碳鏈增長或構(gòu)建，形成不同分子結(jié)構(gòu)和大小的含氧圖3張濤等報道的2-甲基呋喃與羰基化合物的羥烷基化/烷基化途徑［20］圖42-甲基呋喃和5-甲基糠醛生成的C15和C16含氧化合物［19］··1272

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]百噸/年規(guī)模生物質(zhì)水相合成航油類烴過程的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化[J]. 張琦,李宇萍,陳倫剛,王鐵軍,劉琪英,張興華,談金,李凱,馬隆龍.  天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(01)
[2]木質(zhì)纖維素基平臺化合物催化轉(zhuǎn)化制備液體燃料及燃料添加劑[J]. 朱晨杰,杜風(fēng)光,應(yīng)漢杰,歐陽平凱.  化工學(xué)報. 2015(08)
[3]生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制5-羥甲基糠醛的酸催化研究新進(jìn)展[J]. 歐陽四余,徐瓊,伏再輝,張超,劉賢響,尹篤林.  化工進(jìn)展. 2014(05)
[4]適應(yīng)多種原料的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)[J]. 聶紅,孟祥堃,張哲民,渠紅亮.  中國科學(xué):化學(xué). 2014(01)
[5]生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制糠醛工藝的研究進(jìn)展[J]. 高美香,劉宗章,張敏華.  化工進(jìn)展. 2013(04)
[6]油脂和木質(zhì)纖維素催化轉(zhuǎn)化制備生物液體燃料[J]. 張家仁,鄧甜音,劉海超.  化學(xué)進(jìn)展. 2013(Z1)
[7]纖維素選擇性催化轉(zhuǎn)化為重要平臺化合物的研究進(jìn)展[J]. 鄧?yán)?廖兵,郭慶祥.  化工進(jìn)展. 2013(02)
[8]MgO/NaY催化糠醛和丙酮合成航空燃料中間體的性能研究[J]. 黃曉明,章青,王鐵軍,劉琪英,馬隆龍,張琦.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2012(08)
[9]航空生物燃料生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J]. 陳凱,錢璟,楊智淵,柳華,夏祖西.  石油化工. 2012(08)
[10]航空生物燃料技術(shù)發(fā)展背景與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 胡徐騰,齊泮侖,付興國,何皓,黃格省,李頂杰.  化工進(jìn)展. 2012(08)



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