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1 科學問題

生物原油的氧含量問題：生物原油中高達6.74 wt%的氧會導致燃料腐蝕性增強、密度和黏度升高，不符合航空燃料標準。

碳鏈長度調控：航空燃料的理想碳鏈長度為C8-C16，而生物原油的分子量分布較寬（平均碳數差異大）。

催化劑穩定性：傳統貴金屬催化劑成本高且易失活，亟需開發高效、廉價且可重復使用的非貴金屬催化劑。

2 研究方案

催化劑設計與合成

催化劑組成：采用沸石ZSM-5負載的Fe-Mo?C納米顆粒（Fe含量5 wt%），通過600°C碳化法制備。

結構表征：XRD和STEM證實Mo?C納米顆粒尺寸為3 nm，均勻分散于ZSM-5載體上，Fe的引入抑制了Mo?C晶粒長大。

生物原油升級工藝

反應條件：在400°C、1500 psi H?壓力下反應2小時，催化劑與生物原油質量比為6:100。

產物分析：通過元素分析、TGA、MALDI-TOF-MS和GC×GC等手段評估燃料性能。

SAF前驅體篩選

蒸餾切割：選擇150°C至230°C餾分，平均碳數10.6，以控制冰點和閃點。

性能測試：通過Tier beta預篩測試驗證燃料的密度（0.783 g/ml）、黏度（-20°C時為4-8 cSt）、冰點（<-40°C）等指標符合標準。

3 結論

主要成果

高效脫氧：Fe-Mo?C/ZSM-5催化劑實現了生物原油中氧的完全脫除（從6.74 wt%降至0 wt%），H/C比提升至1.96。

燃料性能優化：升級后燃料的HHV達46.5 MJ/kg，分子量分布集中于C8-C16（占59.4 wt%），與傳統航空燃料（62.1 wt%）接近。

催化劑穩定性：三次循環使用后，催化劑仍保持100%脫氧活性，且Mo?C納米結構未發生明顯燒結。

不足與展望

經濟性優化：當前SAF前驅體產率為56 wt%，需進一步提高原料利用率。

碳分布調控：升級油呈現雙峰碳分布（C8和C18），需開發后續異構化工藝以匹配航空燃料的單峰分布需求。

規?；魬?/span>：需驗證催化劑在連續流動反應器中的長期穩定性及工業化可行性。