負(fù)載型非晶態(tài)催化劑對(duì)生物油催化提質(zhì)性能研究

發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 16:05

【摘要】：隨著化石能源的不斷消耗和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻,生物質(zhì)能作為一種來(lái)源豐富,清潔的可再生能源受到廣泛關(guān)注。生物質(zhì)快速熱解得到的生物油是很有前景的液體燃料。但是,生物油中含有的大量含氧化合物使其熱值低、穩(wěn)定性差、腐蝕性強(qiáng),無(wú)法直接作為車用運(yùn)輸燃料利用,需要進(jìn)一步進(jìn)行改質(zhì)提升。催化加氫是最有前景的生物油精制技術(shù)。然而生物油的不穩(wěn)定性增加了開發(fā)催化劑的難度,根據(jù)生物油的特性開發(fā)出高活性的催化劑和高效的加氫技術(shù)十分重要。非晶態(tài)催化劑在催化反應(yīng)中表現(xiàn)出很高的活性和選擇性,得到的關(guān)注日益增多。然而它的熱穩(wěn)定性差,實(shí)際應(yīng)用受到限制。通過負(fù)載一種高比表面積的載體是提高其穩(wěn)定性是一種有效手段。本文采用化學(xué)還原法制備了負(fù)載型非晶態(tài)Ni B/Si O2-Al2O3催化劑,以苯酚為含氧模型化合物,對(duì)催化劑的加氫脫氧性能及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ni B/Si O2-Al2O3催化劑具有更強(qiáng)的Br?nsted酸性,更高的熱穩(wěn)定性,加氫脫氧活性隨著溫度的升高而增大,在250℃反應(yīng)2 h后環(huán)己烷的選擇性達(dá)到98.5%。由于生物油成分復(fù)雜,熱穩(wěn)定性差,催化加氫過程中容易產(chǎn)生聚合結(jié)焦。針對(duì)這一問題,我們提出一種新的生物油提質(zhì)工藝-乳化加氫。首先以十氫萘和正丁醇為乳化劑,通過乳化作用提高生物油熱穩(wěn)定性,然后通過催化加氫進(jìn)一步改善生物油的品質(zhì)。本研究分別考察了乳化劑的組成,乳化劑的量,反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等不同條件對(duì)生物油加氫效果的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)十氫萘的比例較高時(shí),生物油乳化較差,當(dāng)提高正丁醇的比例時(shí),生物油能夠很好的乳化。提高乳化劑的量能夠有效降低結(jié)焦量,提高油相產(chǎn)率,生物油與乳化劑的比例從30:30提高到30:10時(shí),固體結(jié)焦率從3.5%增加為10.8%,而油相產(chǎn)率從54.7%降至23.0%。反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度也有較大影響,反應(yīng)時(shí)間由2 h增加到4 h后,脫氧率由27.5%增大到34.6%;反應(yīng)溫度從240℃提高到280℃時(shí),脫氧率由26.8%增大到34.6%。GC-MS分析結(jié)果表明,反應(yīng)前后物質(zhì)組分發(fā)生了明顯的變化,酸類,酮類分別由生物油中的32.5%降至提質(zhì)油的7.2%和5.8%,酯類由生物油中的5.0%增加到提質(zhì)油的52.5%。總之,生物油乳化加氫處理后,油品品質(zhì)得到較大改善,穩(wěn)定性顯著提高。
【圖文】：

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