废机油热解制柴油的亲油性催化剂制备及其性能研究

发布时间：2020-10-09 13:37

　　随着交通运输、机械加工等行业的迅猛发展,作为一种危险废弃物,废机油的环境污染问题日益凸显,其处理处置已经成为了必须关注的重点环境问题之一。与此同时,交通运输业对柴油和汽油的需求也日益扩大。因此开展废机油热解制备高品质柴油,在实现废机油资源化利用的同时,可以缓解我国石油资源的紧缺现状,成为了一个具有环保和经济双重价值的重要研究方向。论文针对废机油的疏水特性,创新性的提出了催化剂的亲油性改性思路,开展了亲油性CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备及其催化热解废机油制备高品质柴油的实验研究。主要研究内容及结论如下:(1)采用溶胶凝胶法制备NiO/Al_2O_3、NiO/SiO_2、CeO_2/Al_2O_3和CeO_2/SiO_2四种催化剂,通过热重分析和热解实验,以热解油产率为依据对废机油热解催化剂进行了筛选,得出催化剂对热解油产率大小的影响具有如下顺序:CeO_2/Al_2O_3NiO/SiO_2CeO_2/SiO_2NiO/Al_2O_3。综合热重分析和热解实验结果,筛选出CeO_2/Al_2O_3作为废机油催化热解制柴油的催化剂。(2)以CeO_2/Al_2O_3为废机油热解催化剂,研究了CeO_2负载量、催化剂投加量、反应时间和反应温度四个影响因素对废机油催化热解反应的影响。发现CeO_2负载量为25wt.%,投加量为1.8g/30.0g废机油,反应时间为60min,反应温度为330℃时,热解油产率达到最大值85.33%。油品分析结果表明,使用25wt.%CeO_2/Al_2O_3催化热解得到的热解油凝点都维持在-10℃左右,十六烷值指数范围为31.28~37.30,碳原子数范围为6~26,密度范围为0.876~0.889g/cm~3。除凝点外,与轻柴油(国VI标准)还有一定差距。(3)采用十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠和钛酸酯偶联剂对25wt.%CeO_2/Al_2O_3催化剂进行亲油性改性。以亲油化度最大(69.7%)的改性催化剂研究其催化热解废机油的效果,通过单因素实验和正交实验研究,发现在改性催化剂投加量为1.8g/30.0g废机油,反应时间为50min,反应温度为340℃时,热解油产率达到最大值92.33%。(4)使用改性催化剂催化热解废机油制备的热解油,其凝点降低到-15℃左右,密度降低到0.824~0.836g/cm~3,十六烷值指数提高到55.82~61.37。上述指标均达到了-10#轻柴油(国VI标准)规定的范围。综上所述,从实验测定的指标来看,采用亲油性改性的25wt.%CeO_2/Al_2O_3催化剂,成功利用废机油制备出了满足国VI标准的-10#轻柴油,其产率达到了92.33%。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X703;O643.36
【部分图文】：

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图 1-2 2016 年我国石油进口格局Figure 1-2 The Pattern of China’s Petroleum Import in 2016综上所述，目前我国废机油被大量废弃导致环境污染、资源浪费等严重问题。与此，石油资源的现状也不容乐观，在这双重压力之下对废机油进行回收再利用制备油成为了一种有价值的解决方案，不仅对环境保护有着重要的意义，而且还可以有限的石油资源[8-10]。废机油处理处置现状由于废机油的大量废弃以及其带来的严重危害，国内外对废机油的处理处置都非视，但是还没有非常完善以及高效的处理手段来应对废弃机油。目前，国外废机油的处理主要集中于将废机油作为添加剂或者辅助用料改善沥青

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中科技大学硕士学位论还可直接利用废机油本身含有的各种金属以及金属氧机油可以不需要在预处理中去除金属及其氧化物杂质催化剂的制备成本。时在微波加热的情况下探索了废机油热解产物（热解油索了热解条件对其产生的影响。研究结果表明热解油分是轻质脂肪烃和芳香烃；热解气的产率最大值为 4。根据 SuShiungLam 等的研究结果，废机油微波热解

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一种无机微孔材料，由于其结构以及独特的孔道[38]。ZSM 5/50H 分子筛为催化剂，废机油和废塑料为原反应温度、不同油固比等影响因素对燃料油产率和塑料可以克服废塑料单独裂解时存在的问题，当1、裂解温度为 420℃、油固比为 1.5 时，燃料油产[18]在废机油的微波热解中，采用热解焦作为催化与热解气的比例以及组成成分均有较大影响。当，热解油和热解气的产率分别为65%和33%，而热，他们对热解焦在废机油微波热解过程中的催化机

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