油脂一步加氢制备航油组分的催化剂遴选及反应条件研究

发布时间：2017-10-01 10:05

  本文关键词：油脂一步加氢制备航油组分的催化剂遴选及反应条件研究

  更多相关文章： 生物质能 植物油 加氢脱氧 催化裂化 航空煤油

【摘要】：工业的迅速发展不仅造就了今天的发达经济,同时也带来了难以逆转的生态环境问题。人类开始迫切的寻求缓解危机和改善环境的方法。生物质能源与化石燃料组成相似,引起了人类的关注和重视,经过长时间的探索历程,由生物质制备替代燃料成为最具潜力的方法,尤其是以不可食用的油脂作为原料。近年来,航空运输业的发展势头迅猛,但是面临的环境保护责任也越来越大,因此清洁的航空燃料成为航空运输业迫切的需求。虽然油脂替代石化燃料的历史悠久,但是制备与石化燃料组分相近的技术到目前才成为发展的高潮,研究制备石油基燃料的常用方法是两步法,首先不饱和油脂加氢成为饱和油脂以及催化脱氧,第二步,催化选择性裂化和异构化获得需要的烃基产品。两步法操作繁杂且能耗大,因此近年来开始探索一步法直接催化获得品质较高的烃基燃料。一步法制备航空煤油组分的核心在于催化剂的构建和最佳反应条件的选取,目标是实现油脂的脱氧和选择性裂化异构化,主要获得C8~C16烃类组分。因此本研究开始对30多种新型催化剂进行了实验研究,以油酸甲酯为模型探针遴选了出了负载Pd为活性金属,Al2O3与分子筛BET组合为载体的催化剂,对比分析了油酸甲酯和小桐子油的催化反应,并对针对所选取的催化剂进行了反应条件的影响研究和最佳反应条件探索。实验选用的是高温高压反应釜,在比较温和的反应条件范围内针对小桐子油和橡胶籽油进行了实验研究,研究了影响实验结果的5个控制因素:反应温度,氢气压力,催化剂用量,反应时间和搅拌转速,最后采用优化实验确定各因素间的作用和最佳的反应条件。本实验对反应条件的影响研究首先进行了单因素实验,单因素实验确定的最佳反应条件分别为:小桐子油:反应温度为300℃,氢压为2.5MPa,油剂比为30:1,反应时间为5h,反应转速为100rpm;橡胶籽油:反应温度为310℃,氢压为3MPa,油剂比为15:1,反应时间为5h,反应转速为50rpm。在单因素最佳的反应条件下,小桐子油的反应结果为:总烃类含量为95.15%,C8~C16烃类为73.06%;橡胶籽油的反应结果为:总烃含量为99.23%,C8~C16烃类含量为70.52%。最后选取了小桐子油为代表原料,对有显著影响的三个因素:温度、氢压、转速做了优化实验,获得了可靠的模型,并确定了相应的最佳反应条件:反应温度为310℃,氢压为2.48MPa,转速为86.17rpm时为实验最佳实验参数,在此条件下预期的实验结果为总烃类含量99.20%,C8~C16烃类的百分含量为74.72%。为验证模型的可靠性,以此条件进行验证试验,验证实验分析结果,总烃类99.98%,C8~C16为73.86%。
【关键词】：生物质能 植物油 加氢脱氧 催化裂化 航空煤油
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V312
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 前言9-10
• 1.2 油脂与航空燃料10-14
• 1.2.1 油脂的组成及制备替代燃料的发展10-13
• 1.2.2 航空燃料的组成及特性13-14
• 1.3 制备航空煤油的研究现状14-21
• 1.3.1 生物航空煤油的研究进展14-16
• 1.3.2 生物航空煤油的制备工艺16-19
• 1.3.3 加氢工艺反应机理19-21
• 1.4 本文的研究目的和内容21-24
• 1.4.1 主要研究目的21-22
• 1.4.2 主要研究内容22-23
• 1.4.3 研究特色与创新点23-24
• 第2章 实验材料与方法24-31
• 2.1 原料与仪器24-27
• 2.1.1 化学试剂24
• 2.1.2 原材料24-25
• 2.1.3 实验仪器25-27
• 2.2 实验路线及实验方法27-31
• 2.2.1 实验路线27
• 2.2.2 实验方法27-29
• 2.2.3 数据处理29-31
• 第3章 催化剂的遴选31-45
• 3.1 以油酸甲酯为模型探针的催化剂遴选31-40
• 3.1.1 油酸甲酯的制备31
• 3.1.2 催化剂遴选31-40
• 3.2 遴选的催化剂对小桐子油的催化反应40-43
• 3.3 本章小结43-45
• 第4章 单因素实验研究分析45-58
• 4.1 油脂的组成特性及催化剂特点45-46
• 4.1.1 油脂的特性45-46
• 4.1.2 催化剂的特性46
• 4.2 温度对反应的影响46-51
• 4.2.1 温度对脱氧率和选择性的影响46-50
• 4.2.2 温度对芳烃的影响50-51
• 4.3 氢压对反应的影响51-53
• 4.4 催化剂用量对反应的影响53-54
• 4.5 时间对反应的影响54-55
• 4.6 搅拌转速对反应的影响55-56
• 4.7 本章小结56-58
• 第5章 响应面优化实验58-66
• 5.1 实验设计58-59
• 5.2 结果与分析59-65
• 5.2.1 实验方案与结果59-60
• 5.2.2 模型建立与显著性检验60-65
• 5.3 实验小结65-66
• 第6章 总结与展望66-69
• 6.1 研究总结66-67
• 6.2 建议与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及参与课题情况73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨晓梅;长链正构烷烃在多功能催化剂上的择形异构化[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2006年

，

本文编号：952815