【摘要】：隨著全球經濟的快速發(fā)展,各國對于能源的需求迅速增加,而化石燃料因其不可再生、儲量有限的特點,導致能源供應問題日趨凸顯,開發(fā)可再生能源的任務更加緊迫。生物油被認為是一種重要的化石燃料替代品,是近年來國內外研究的重點之一。但熱解生物油存在著高黏度、高腐蝕性、高含水率、對設備損耗大等問題,使其無法作為普通燃料直接使用,所以生物油必須經過精制轉化為更優(yōu)質的燃料油。本文通過甲醇原位制氫加氫的轉化路徑,將甲醇水相重整制氫與生物油原位加氫耦合的原位加氫體系來對生物油進行加氫精制,為生物油提質,進而深化利用提供了新思路。本研究以Ni/CMK-3為催化劑,利用N2等溫吸附脫附、X射線衍射(XRD)、H2程序升溫還原(H2-TPR)等方法對催化劑進行了表征。研究了不同Ni負載量、反應溫度、反應初壓及反應時間下,甲醇水相重整制氫與鄰甲酚原位加氫的耦合反應研究。結果表明,當Ni負載量為20%、反應溫度為230℃、反應前冷壓為0.1Mpa、物料物質的量比(水/甲醇/模型化合物)為50:5:1、反應時間9h的條件下,鄰甲酚轉化率最高為50.53%;試驗對比了甲醇、甲酸、甘油、異丙醇作為供氫溶劑對原位加氫反應的影響,其中以甲酸為供氫溶劑時,鄰甲酚的轉化率最高達82.2%。對比了甲酚三種同分異構體原位加氫的效果,發(fā)現(xiàn)鄰甲酚和間甲酚的反應效果相差不大,而對甲酚的轉化率則低于鄰甲酚和間甲酚,并對20%Ni/CMK-3在原位加氫實驗中的使用壽命進行了討論。研究采用等體積浸漬法制備了一系列負載型Ni基催化劑,利用XRD、H2-TPR、NH3-TPD等技術手段表征了催化劑的理化特性,研究了載體、助劑對Ni基催化劑理化特性的影響,測試了230℃反應溫度、0.1MPa冷壓下,催化劑對鄰甲酚原位加氫反應的反應性能。結果表明,在負載型鎳基催化劑作用下,甲醇水相重整制氫反應可以與鄰甲酚的原位加氫反應相耦合;以CMK-3為載體的催化劑活性明顯優(yōu)于其他三種載體,鄰甲酚的轉化率為45.35%;助劑的添加對催化劑性能影響顯著,Fe的引入使原位加氫體系的轉化率降至40.49%,助劑Ce、Cu的加入提高了Ni/CMK-3催化劑的原位加氫反應性能,轉化率分別提高至64.6%、66.8%,且Cu的添加改變了產物的分布,在產物中出現(xiàn)了新產物甲苯;本文對原位加氫反應路徑及反應機理進行了討論。采用模型化合物配比和生物質熱解的方法得到模擬生物油及真實生物油,將原位加氫體系應用于模擬生物有體系及真實生物油體系中,對催化劑效果,供氫溶劑的選擇進行了探索。實驗結果表明反應后的生物油產物主要為酸,酯及少量酚類物質;較高的溶劑水醇比、合適的供氫溶劑、均有利于酚類物質轉化;超聲攪拌及輔助加熱可以有效地提高生物油反應物轉化率,尤其利于酚類和酸類物質轉化,且可能對防止催化劑結焦有一定效果。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TK6
【圖文】：

圖 1-1 生物質熱解精制反應流程[33]Fig.1-1 Technological process of pyrolysis fuel’s upgrading from biomass藝路線進行優(yōu)化，不僅有利于產品的進一步精制，也有利于產業(yè)的工業(yè)研究預計會成為加氫精制研究的主要方向之一。，研究者也致力于增加工藝中的供氫效率，選擇合適的供氫溶劑，采

生物油各組分反應溫度[14]

半連續(xù)式漿態(tài)床反應器流程圖

【參考文獻】

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本文編號：2762044