生物航空煤油的研究进展
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航空燃料分为航空汽油和航空煤油，航空煤油是 供航空涡轮发动机上使用的，航空汽油是供航空活塞 发动机使用的[5]。以美国为首的西方国家军用和民用 航空煤油的标准是不一样的，我国的标准是从前苏联 沿用过来的，但采用两个通用的标准。
哥本哈根气候变化大会的召开以及欧盟航空排 放交易体系的出台，表明降低温室气体排放，改善人 类生活环境，已经成为世界共识[6，7]。为此各国都在寻 找一种新型的传统航油替代品，来逐步缓解原油价格 上涨所带来的成本压力，同时保护环境，让天空更蓝。 而与传统航油相比，生物航油可以减少 60%耀80%的二 氧化碳排放量。因此可以这么说，开发航空生物燃料 是航空行业减排的根本途径。
美国 Solena 公司与英国航空公司进行合作，以费 托方法用于农业和城市废物转化为航空燃料，并且已 经计划建造一套工业化生物质合成航空生物燃料的 装置[11]。费托法所得到的生物燃料特性不像其他方法 那样取决于原料，而是取决于操作条件[12]。费托合成的 原料主要有农林作物秸秆、林业加工废弃料、农业废 弃生物质和生活固体废物等固体生物质，这些原料都 是来源广泛且廉价，因此发展潜力巨大。但是费托合 成法也有缺点，就是工业路线成本很昂贵。 2.2 天然油脂加氢脱氧裂化异构化转化路线
勃发展。
1 生物航空煤油发展的背景
我国在 2004 年成为仅次于美国的世界第二大航 空燃料消费的国家，且每年消费量以 10%速度增长， 到 2010 年全球航空煤油的消费量大约是 2.3 亿 t。与 汽车排放的尾气中的 CO2 相比较，传统航空煤油在飞 机发动机中燃烧后产生的温室气体几乎都在大气平 流层中排放，带来的温室效应及危害远远大于其他行 业[3]。目前，全球航空运输业每年航空煤油消耗量约为 2 亿 t，其排放量约占总排放量的 2%，随着航空业的不 断发展，这一比重还将不断上升[4]。
2 生物航空煤油的制备工艺
生物航空煤油的制备工艺都是在生物柴油的制
作者简介：刘强（1993-），男，江西赣州人，硕士，初级工程师，研究方向：环保材料的开发与研究。
20
襍2018 Vol.11.No.5襊
生物航空煤油的研究进展
行业交流
备路线基础上发展起来的，有不同的制备路线，其最 终目的都是将原料转化为与传统航空煤油性质、结构 相同的产品，以符合现有飞机发动机燃烧的条件。不 同的制备工艺路线会影响产物的性能、组分以及产物 的成本[8]。
生物能源从 20 世纪 70 年代被人们研究开发以来 已经取得了巨大的进步，产品在各个方面都有应用， 生物乙醇是到目前为止应用最为成熟、广泛的生物能 源，生物乙醇是在以粮食和食用油为原料的第一代生 物燃料技术发展得到的[1]。发展到现在已经是第三代 生物燃料技术，原料也从粮食逐渐转变为秸秆、动植 物油脂、海洋藻类等非人类主粮的原料，而这些原料 是人类制备生物燃料的理想选择[2]。生物燃料因原料 来源广泛、环保、符合循环经济，对促进经济发展、改 善环境方面作用巨大，可以预见未来生物质燃料将蓬
天然油脂加氢脱氧裂化异构法是在生物柴油的 基础上发展而来的，该方法首先在氢气氛围下，用于 从原料脂肪和油（植物油和生物油）中去除氧气的。目 前的工艺路线主要是分两段式进行，第一步是对预处 理过的动植物油脂在催化剂作用下加氢脱氧处理，将 动植物油脂中氧原子以 H2O 或 CO2 的形式去除掉，以 增加油脂的稳定性，把不饱和键转变成饱和键，以提 高油脂饱和度，加氢脱氧的结果是得到直链烷烃。第 二步是将第一步得到的直链烷烃在催化剂催化下裂 化和异构化处理，进行裂化和异构化是提高产品的低 温流动性及降低其黏度，以达到航空燃料冰点为-47 益 的要求。
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生物航空煤油的研究进展
刘强 ，，邱敬贤 ，，彭芬 ，，何曦 ，
（1. 航天凯天环保科技股份有限责任公司，湖南 长沙 410100； 2. 长沙环保（服务）工业技术研究院，湖南 长沙 410100）
摘要：为了解决日益短缺不可再生的石化能源和减少温室气体的排放，各国研究人员都在积极寻求可替代 的新能源，生物航空煤油的研究因此得到了快速的进展。论述了生物航空煤油发展的历史、制备工艺及生物航空 煤油的试飞情况，最后对生物航空煤油的发展提出建议。
新能源是相对于常规能源的一种说法，生物质能 源、太阳能、风能、核能等都属于新能源。这其中风能、 太阳能只能因地制宜地开发，不适合大规模的开发， 核能也因储量及会产生对人体有害的放射性废料而 备受关注，不适合大规模推广。生物能源因其可再生、 原料来源广且易得、廉价、排放低、符合循环经济理念 而受到各国和研究人员的关注。
目前制备生物质燃料的路线主要分为两大类：第 一 种 是 热 化 学 过 程 路 线 ；第 二 种 是 生 物 化 学 过 程 路 线[9]。这两大类也是 ASTM7566 标准中列出来的，表示 可以按此路线合成出合格的生物航空煤油。除此之外 还有一些其他工艺路线。 2.1 气化-费托合成路线
费托合成是德国 Kaiser Wilhelm 研究院的化学家 Franz Fischer 和 Hans Tropsch 于 1923 年开发，随后在 工业生产进行了推广。费托合成法过程是将生物质气 化后得到合成气，合成气再经过催化剂作用转化为液 态烃[10]。根据反应温度的不同，可以分为高温费托法和 低温费托法，高温费托合在铁基催化剂催化作用下得 到性能较好的汽油、柴油、溶剂油和烯烃等产品，低温 费托合成在钴基催化剂催化作用下得到性能稳定的 煤油、柴油、润滑油基础油、石脑油馏分等产品。
关键词：生物能源；生物航空煤油；工艺路线 中图分类号：F416；X382 文献标志码：A 文章编号：1674-0912（2018）05-0020-04
能源对于现代社会来说是至关重要的，交通、航 运、工业等都离不开能源，进入 21 世纪以来能源成为 当今社会关注的焦点。能源分为常规能源和新能源， 常规能源一般主要指煤、石油、天然气等在人类生产 生活很普遍使用的能源。常规能源中的化石能源是最 为常用和重要的能源，这些能源是远古地球生物体经 过漫长的演变而成的，因此是不可再生的。三次石油 危机都对社会经济产生了严重的重创，而目前地球上 石化存储量只能维持几十年的开采量，为了解决日益 短缺不可再生的石化能源，各国和研究人员都在积极 寻求可替代的新能源。
哥本哈根气候变化大会的召开以及欧盟航空排 放交易体系的出台，表明降低温室气体排放，改善人 类生活环境，已经成为世界共识[6，7]。为此各国都在寻 找一种新型的传统航油替代品，来逐步缓解原油价格 上涨所带来的成本压力，同时保护环境，让天空更蓝。 而与传统航油相比，生物航油可以减少 60%耀80%的二 氧化碳排放量。因此可以这么说，开发航空生物燃料 是航空行业减排的根本途径。
美国 Solena 公司与英国航空公司进行合作，以费 托方法用于农业和城市废物转化为航空燃料，并且已 经计划建造一套工业化生物质合成航空生物燃料的 装置[11]。费托法所得到的生物燃料特性不像其他方法 那样取决于原料，而是取决于操作条件[12]。费托合成的 原料主要有农林作物秸秆、林业加工废弃料、农业废 弃生物质和生活固体废物等固体生物质，这些原料都 是来源广泛且廉价，因此发展潜力巨大。但是费托合 成法也有缺点，就是工业路线成本很昂贵。 2.2 天然油脂加氢脱氧裂化异构化转化路线
勃发展。
1 生物航空煤油发展的背景
我国在 2004 年成为仅次于美国的世界第二大航 空燃料消费的国家，且每年消费量以 10%速度增长， 到 2010 年全球航空煤油的消费量大约是 2.3 亿 t。与 汽车排放的尾气中的 CO2 相比较，传统航空煤油在飞 机发动机中燃烧后产生的温室气体几乎都在大气平 流层中排放，带来的温室效应及危害远远大于其他行 业[3]。目前，全球航空运输业每年航空煤油消耗量约为 2 亿 t，其排放量约占总排放量的 2%，随着航空业的不 断发展，这一比重还将不断上升[4]。
2 生物航空煤油的制备工艺
生物航空煤油的制备工艺都是在生物柴油的制
作者简介：刘强（1993-），男，江西赣州人，硕士，初级工程师，研究方向：环保材料的开发与研究。
20
襍2018 Vol.11.No.5襊
生物航空煤油的研究进展
行业交流
备路线基础上发展起来的，有不同的制备路线，其最 终目的都是将原料转化为与传统航空煤油性质、结构 相同的产品，以符合现有飞机发动机燃烧的条件。不 同的制备工艺路线会影响产物的性能、组分以及产物 的成本[8]。
生物能源从 20 世纪 70 年代被人们研究开发以来 已经取得了巨大的进步，产品在各个方面都有应用， 生物乙醇是到目前为止应用最为成熟、广泛的生物能 源，生物乙醇是在以粮食和食用油为原料的第一代生 物燃料技术发展得到的[1]。发展到现在已经是第三代 生物燃料技术，原料也从粮食逐渐转变为秸秆、动植 物油脂、海洋藻类等非人类主粮的原料，而这些原料 是人类制备生物燃料的理想选择[2]。生物燃料因原料 来源广泛、环保、符合循环经济，对促进经济发展、改 善环境方面作用巨大，可以预见未来生物质燃料将蓬
天然油脂加氢脱氧裂化异构法是在生物柴油的 基础上发展而来的，该方法首先在氢气氛围下，用于 从原料脂肪和油（植物油和生物油）中去除氧气的。目 前的工艺路线主要是分两段式进行，第一步是对预处 理过的动植物油脂在催化剂作用下加氢脱氧处理，将 动植物油脂中氧原子以 H2O 或 CO2 的形式去除掉，以 增加油脂的稳定性，把不饱和键转变成饱和键，以提 高油脂饱和度，加氢脱氧的结果是得到直链烷烃。第 二步是将第一步得到的直链烷烃在催化剂催化下裂 化和异构化处理，进行裂化和异构化是提高产品的低 温流动性及降低其黏度，以达到航空燃料冰点为-47 益 的要求。
行业交流
生物航空煤油的研究进展
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生物航空煤油的研究进展
刘强 ，，邱敬贤 ，，彭芬 ，，何曦 ，
（1. 航天凯天环保科技股份有限责任公司，湖南 长沙 410100； 2. 长沙环保（服务）工业技术研究院，湖南 长沙 410100）
摘要：为了解决日益短缺不可再生的石化能源和减少温室气体的排放，各国研究人员都在积极寻求可替代 的新能源，生物航空煤油的研究因此得到了快速的进展。论述了生物航空煤油发展的历史、制备工艺及生物航空 煤油的试飞情况，最后对生物航空煤油的发展提出建议。
新能源是相对于常规能源的一种说法，生物质能 源、太阳能、风能、核能等都属于新能源。这其中风能、 太阳能只能因地制宜地开发，不适合大规模的开发， 核能也因储量及会产生对人体有害的放射性废料而 备受关注，不适合大规模推广。生物能源因其可再生、 原料来源广且易得、廉价、排放低、符合循环经济理念 而受到各国和研究人员的关注。
目前制备生物质燃料的路线主要分为两大类：第 一 种 是 热 化 学 过 程 路 线 ；第 二 种 是 生 物 化 学 过 程 路 线[9]。这两大类也是 ASTM7566 标准中列出来的，表示 可以按此路线合成出合格的生物航空煤油。除此之外 还有一些其他工艺路线。 2.1 气化-费托合成路线
费托合成是德国 Kaiser Wilhelm 研究院的化学家 Franz Fischer 和 Hans Tropsch 于 1923 年开发，随后在 工业生产进行了推广。费托合成法过程是将生物质气 化后得到合成气，合成气再经过催化剂作用转化为液 态烃[10]。根据反应温度的不同，可以分为高温费托法和 低温费托法，高温费托合在铁基催化剂催化作用下得 到性能较好的汽油、柴油、溶剂油和烯烃等产品，低温 费托合成在钴基催化剂催化作用下得到性能稳定的 煤油、柴油、润滑油基础油、石脑油馏分等产品。
关键词：生物能源；生物航空煤油；工艺路线 中图分类号：F416；X382 文献标志码：A 文章编号：1674-0912（2018）05-0020-04
能源对于现代社会来说是至关重要的，交通、航 运、工业等都离不开能源，进入 21 世纪以来能源成为 当今社会关注的焦点。能源分为常规能源和新能源， 常规能源一般主要指煤、石油、天然气等在人类生产 生活很普遍使用的能源。常规能源中的化石能源是最 为常用和重要的能源，这些能源是远古地球生物体经 过漫长的演变而成的，因此是不可再生的。三次石油 危机都对社会经济产生了严重的重创，而目前地球上 石化存储量只能维持几十年的开采量，为了解决日益 短缺不可再生的石化能源，各国和研究人员都在积极 寻求可替代的新能源。