摘要
石油的枯竭危机和日益加重的减排压力，使航空燃料的发展面临了巨大的挑战，探寻可再生的清洁燃料成为了世界各国的研究焦点。航空生物燃料作为可持续发展的清洁燃料受到了国内外研究者的重视。主要简述了航空燃料的组成、技术要求和制备原料，主要介绍了费托合成、酯类和脂肪酸加氢工艺、热化学转化法和生物转化法4种主要工艺，其中酯类和脂肪酸的加氢工艺便于投入生产，是最有应用前景的工艺，目前已有多家国内外企业应用4种工艺投入生产和销售，未来不久航空生物燃料会为缓解石油危机和减排压力做出巨大贡献。
关键词 生物质;生物燃料;航空燃料;催化;加氢;裂化
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）34-12258-04
Research progress and prospect of biomass preparation of aviation fuel
ZHAO Yongyan， CHEN Yubao*， YANG Shunping et al
（Key Laboratory of Advanced Technique & Preparation for Renewable Energy Materials of Ministry of Education， Yunnan Normal University， Kunming， Yunnan 650500）
Abstract Crude oil crises and increasing CO2 emissions pressure， make aviation fuels development face enormous challenges， exploring renewable and clean fuel became the focus of countries around the world. Aviation biofuel as cleaner fuels for sustainable development attracted the researchers" attention. The composition of aviation fuel， technology requirements and preparation materials were reviewed， four preparation techniques were introduced： Fischer-Tropsch synthesis， ester or fatty acids hydrogen process， thermal chemical conversion method， bio conversion method. Ester or fatty acids hydrogen process is the most easily to inputs production. Currently， all processes has been input production and sales， future soon bio-aviation fuel in easing crude oil crisis and CO2 emissions pressure will make huge contribution.
Key words Biomass; Biofuel; Aviation fuel; Catalysis; Hydrogenation; Pyrolysis
随着全球化经济和科技的发展，航空运输业也随之迅速发展，根据国际航空运输协会（IATA）的报告，目前全球经济的3.5%依靠航空业，每年有30亿的航空客运量，占全球贸易总额35%的货物通过航空运输。航空交通运输业的发展进一步加剧了对石油的消耗和对环境的污染。虽然喷气燃料目前只占全球石油消耗的6%，占全球碳排放总量的2%[1]，但其影响不容忽视。为了摆脱对石油的依赖，实现能源的自给与可再生利用以及有效的碳减排，各国各组织积极研究新技术，开发新能源。生物燃料源于可再生的生物质资源，在整个生命周期内，可以有效实现CO2的减排，同传统燃料相比，航空生物燃料具有在分子结构上和石油基喷气燃料相似，硫含量低、闪点高、燃烧后排放量低等特点，且具有不需要更换发动机和燃油系统的巨大优势，比其他替代能源更加受青睐，成为航空交通运输业减排，实现绿色、可持续循环发展目标的重要途径[2]。
1 航空燃料的组成及技术要求
1.1 航空燃料的组成
世界航空燃料主要有两大类：航空汽油（AVGAS）和航空涡轮燃料（AVTUR，也称喷气燃料），分别适用于不同类型的飞机发动机。由于普遍生产和广泛使用的喷气燃料多属于煤油型燃料，所以通常称之为航空煤油，简称“航煤”[3]。
航空煤油是含有8～16个碳不等的烃类物质组成的混合燃料[4]，主要组成成分是烷烃、环烷烃或环烷烃衍生物、芳香族化合物以及少量的烯烃。
1.2 航空生物燃料的技术要求
国内基本全面供应的是3号喷气燃料（RP-3）。2012年12月，ASTM国际材料组织发布了《含合成烃航空涡轮燃料的标准》（ASTM D7566），主要针对的是FT合成（FTSPK）和氢化处理（HEFA）两种工艺制备的航空生物燃料。将3号喷气燃料的标准技术要求与D7566-12a标准的技术要求进行对比，结果如表1所示。
表1 3号喷气燃料标准要求与D7566-12a调和燃料要求的不同点
项目标准3号喷
气燃料D7566-12a