本文關(guān)鍵詞：生物基含氧化合物加氫脫氧制航空燃料研究

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【摘要】：由可再生生物質(zhì)資源為原料制備生物航空燃料,可在其全生命周期內(nèi)降低碳排放,并有助于解決航空燃料短缺及二氧化碳排放(航空碳稅)的雙重難題。生物基含氧化合物的加氫精制是生物航空燃料制備的關(guān)鍵步驟,其中涉及的含氧化合物催化轉(zhuǎn)化問題也是催化領(lǐng)域極具潛力的新方向。本論文針對生物質(zhì)煉制過程中獲得的各類航空燃料前驅(qū)體,開展加氫脫氧制備航空燃料的研究工作,并構(gòu)建反應(yīng)原料、催化劑性質(zhì)及反應(yīng)性能的相互關(guān)聯(lián),主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：1)基于油脂原料特性與反應(yīng)需求,設(shè)計并實現(xiàn)了富含十六碳脂肪酸微藻油脂水解、脫羧及加氫多異構(gòu)化以及微藻分級萃取及加氫裂化制備航空燃料兩條技術(shù)路線,合成了關(guān)鍵加氫用雙功能催化劑； 2)對萜類醇、脂肪醇和油脂等不同含氧化合物在Pt/ZSM-22、Pt/MCF和Pt/Al_2O_3等金屬/酸雙功能催化劑上的反應(yīng)行為進行詳細研究,發(fā)現(xiàn)含氧化合物原料、雙功能催化劑載體酸性及產(chǎn)物分布上存在明顯關(guān)聯(lián),獲得了制備航空燃料所需的適宜條件,并對其反應(yīng)機理進行了剖析;3)開發(fā)了基于Mo~(5+)催化的酚類化合物常壓加氫脫氧催化體系,轉(zhuǎn)化率和選擇性均達到100%,并通過XPS等表征方法詳細揭示了Mo~(5+)的關(guān)鍵作用：4)對加氫脫氧反應(yīng)過程中水的影響開展了研究,發(fā)現(xiàn)水對Pt/ZSM-22催化劑的脂肪醇加氫異構(gòu)化存在明顯抑制作用；5)為避免水及硫、氮等雜原子的影響,結(jié)合限域合成、擇形催化與氫溢流等概念,設(shè)計并合成介孔KA沸石分子篩,并以此為載體構(gòu)建新型高分散鉑催化劑,該催化劑具有突出的雜質(zhì)耐受特性,以耐硫性為例該催化劑在3%H_2S存在條件下仍具有催化加氫性能。
【關(guān)鍵詞】：生物基含氧化合物 加氫脫氧 生物航空燃料 加氫異構(gòu) 金屬/酸雙功能催化劑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V31;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 背景介紹14-17
• 1.1.1 引言14
• 1.1.2 航空燃料及生物航空燃料簡介14-17
• 1.2 生物航空燃料研究現(xiàn)狀17-25
• 1.2.1 油脂催化煉制生物航空燃料17-18
• 1.2.2 木質(zhì)素解聚產(chǎn)物加氫脫氧研究18-22
• 1.2.3 木質(zhì)纖維素制備航空生物燃料22-25
• 1.3 論文的選題目的、意義及研究內(nèi)容25-28
• 1.3.1 論文選題目的及意義25
• 1.3.2 論文的研究內(nèi)容25-28
• 第二章 實驗部分28-38
• 2.1 實驗試劑及儀器28-29
• 2.2 加氫脫氧催化劑的合成29-34
• 2.2.1 介孔ZSM-22沸石分子篩的合成29-30
• 2.2.2 介孔ZSM-12沸石分子篩的合成30-31
• 2.2.3 介孔ZSM-5沸石分子篩的合成31
• 2.2.4 介孔二氧化硅泡沫(MCF)的合成31-32
• 2.2.5 介孔SAPO-11沸石分子篩的合成32
• 2.2.6 金屬Pt的引入方式32-33
• 2.2.7 介孔A型沸石分子篩的合成及Pt的可控引入33-34
• 2.3 加氫脫氧催化劑的表征方法34-35
• 2.4 加氫脫氧催化劑的催化性能測試35-38
• 第三章 微藻油脂加氫轉(zhuǎn)化制生物航空燃料38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 富含C16脂肪酸的微藻油脂加氫轉(zhuǎn)化38-45
• 3.2.1 實驗部分39
• 3.2.2 結(jié)果與討論39-45
• 3.3 微藻油脂的分級萃取及加氫轉(zhuǎn)化45-50
• 3.3.1 實驗部分45-46
• 3.3.2 結(jié)果與討論46-50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第四章 脂肪醇催化加氫制航空燃料52-66
• 4.1 引言52-53
• 4.2 直鏈脂肪醇加氫脫氧53-59
• 4.2.1 實驗部分53
• 4.2.2 結(jié)果與討論53-59
• 4.3 萜類醇加氫脫氧59-64
• 4.3.1 實驗部分59
• 4.3.2 結(jié)果與討論59-64
• 4.4 小結(jié)64-66
• 第五章 酚類木質(zhì)素解聚產(chǎn)物加氫脫氧66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 實驗部分66
• 5.3 結(jié)果與討論66-71
• 5.3.1 MoO_3的XRD與XPS分析66-68
• 5.3.2 MoO_3在酚類木質(zhì)素解聚產(chǎn)物反應(yīng)中的催化性能68-71
• 5.4 小結(jié)71-74
• 第六章 基于擇形催化與氫溢流構(gòu)建耐硫加氫催化劑74-82
• 6.1 引言74
• 6.2 實驗部分74-75
• 6.3 結(jié)果與討論75-80
• 6.3.1 催化劑NaA的XRD及BET表征75
• 6.3.2 催化劑Pt/Meso-NaA的形貌分析75-76
• 6.3.3 催化劑Pt/MKAZ的表征分析76-78
• 6.3.4 催化劑Pt/MKAZ萘加氫性能78-80
• 6.4 小結(jié)80-82
• 第七章 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-90
• 致謝90-92
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92-94
• 作者和導(dǎo)師簡介94-95
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書95-96

【參考文獻】

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本文編號：787097