分子筛在甘蔗渣水热制备生物油中的应用
发布时间：2021-10-07 01:45
甘蔗渣具有来源广、可再生和廉价易得的优点,同时含有较低的灰分、较高的挥发分,以及较低的含氮量（0.4 wt.%）、含硫量（1.52 wt.%）,是一种环保的生物质原料。其直接水热液化得到的生物油因含氧量高、化学稳定性较差而不能直接作为燃料使用。ZSM-5是一种微孔型分子筛,具有较好的水热稳定性、表面酸性、良好的催化性能,在生物质水热液化制备生物油的过程中能够促进加氢异构化、脱氧、催化裂化,提高生物油的品性,同时还能降低固相残渣的产率,因此引起了普遍的关注。本文采用分步离子交换法对ZSM-5负载不同金属进行改性,并对改性前后的ZSM-5进行表征。首先探究ZSM-5分子筛添加比例、反应温度、停留时间等工艺条件对甘蔗渣水热液化产物的影响,利用GC-MS对生物油各相成分分析,筛选最佳反应条件;在此基础上,考察改性制备的NaZSM-5分子筛、FeZSM-5分子筛和NiZSM-5分子筛对甘蔗渣液化产物的影响;对甘蔗渣液化生物油做元素分析和能量分析,分析其催化前后氧含量变化,以及热值变化。通过GC-TCD对气相成分进行分析以探讨气相产物的形成机理;通过SEM和元素分析对残渣相进行剖析,探讨生物碳进一...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 生物质能研究背景
1.2 生物质的转化技术
1.2.1 物理转化技术
1.2.2 化学转化技术
1.2.3 生物转化技术
1.3 生物油提质改性研究
1.3.1 均相催化剂
1.3.2 多相催化剂
1.4 分子筛的改性
1.4.1 浸渍法
1.4.2 分步离子交换法
1.4.3 机械混合法
1.4.4 水热晶化法
1.5 研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 金属改性分子筛的制备与表征
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2金属改性分子筛的制备和表征实验
2.2.1 催化剂改性制备
2.2.2 分子筛的表征
2.3 改性分子筛的表征结果
2.3.1 SEM表征结果
2.3.2 XRD表征结果
2.3.3 BET表征结果
2.3.4 Py-IR表征结果
第3章 甘蔗渣催化水热液化工艺条件的研究
3.1 实验试剂与仪器
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验原料
3.2.1 原料预处理
3.2.2 原料的工业分析
3.3 水热液化反应装置
3.4 实验步骤
3.4.1 水热液化过程
3.4.2 产物收集与分离
3.5 产物分析方法
3.5.1 各产物产率分析
3.5.2 生物油成分分析
3.5.3 气相产物成分分析
3.6 结果与讨论
3.6.1 甘蔗渣的组成分析
3.6.2 分子筛的添加量对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.6.3 反应温度对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.6.4 停留时间对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.7 生物油性质分析
第4章 改性分子筛催化水热液化甘蔗渣的研究
4.1 实验试剂与仪器
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验仪器
4.2 实验装置与方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 改性分子筛对甘蔗渣催化水热液化产物的影响
4.3.2 改性分子筛对生物油各相成分分布的影响
4.3.3 改性分子筛对生物油性质的影响
4.3.4 催化机理研究
第5章 甘蔗渣催化水热液化残渣相和气相产物的研究
5.1 实验仪器
5.2 分析方法
5.2.1 残渣相分析方法
5.2.2 气相产物分析方法
5.3 残渣相分析
5.3.1 SEM分析
5.3.2 元素分析
5.3.3 碳回收意义
5.4 气相分析
第6章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国已成为全球最大可再生能源生产国[J]. 刘雪. 能源研究与利用. 2017(04)
[2]生物油含氧化合物加氢脱氧反应机理研究进展[J]. 徐冬梅,纪道玉,孟凡禹,张华倩,聂小雷,刘迪. 生物质化学工程. 2017(03)
[3]中美能源安全态势比较及中国的对策[J]. 刘劲松,刘书秀. 煤炭经济研究. 2017(01)
[4]2016年能源形势分析及2017年预测[J]. 肖宏伟. 发展研究. 2017(02)
[5]生物质固化成型设备及其成型影响因素分析[J]. 宁廷州,刘鹏,侯书林. 可再生能源. 2017(01)
[6]TPAOH处理制备的微介孔催化剂物化性质与噻吩烷基化性能研究[J]. 刘冬梅,王海彦,孔飞飞,毛艳红,王坤. 燃料化学学报. 2016(11)
[7]浅谈生物质燃料固化成型技术[J]. 周闯,罗向东,秦国辉,王玉鹏. 应用能源技术. 2016(08)
[8]生物质转化利用技术的研究进展[J]. 杜海凤,闫超. 能源化工. 2016(02)
[9]木质纤维素生物质水热液化的研究进展[J]. 王伟,闫秀懿,张磊,周菁辉. 化工进展. 2016(02)
[10]磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯[J]. 李凤义,刘宗章,张敏华. 化学工业与工程. 2015(02)
博士论文
[1]煤热解中间体和自由基表征及反应机理研究[D]. 李刚.大连理工大学 2015
[2]生物质水热液化制备生物油及其性质分析的研究[D]. 朱哲.天津大学 2014
[3]低脂微藻水热液化生物油实验研究与机理分析[D]. 盖超.山东大学 2014
[4]农作物秸秆水热液化过程及机理的研究[D]. 彭文才.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]玉米秸秆常压催化液化的研究及液化产物的分析[D]. 张娟.天津科技大学 2016
[2]碱改性HZSM-5催化剂对生物质热解影响研究[D]. 孟清霞.郑州大学 2015
[3]松子壳生物油制备和催化改性试验研究[D]. 孙焱.东北农业大学 2014
[4]ZSM-5分子筛合成、改性及液化气芳构化研究[D]. 陈艳艳.山东理工大学 2014
[5]ZSM-5分子筛催化剂的原位合成、改性及MTP反应性能研究[D]. 刘烨.浙江大学 2010
[6]SAPO-34分子筛的合成、改性及在MTO中的应用[D]. 韩敏.大连理工大学 2009
[7]水热法催化液化农业废生物质的研究[D]. 王立华.湖南大学 2008
本文编号：3421131
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 生物质能研究背景
1.2 生物质的转化技术
1.2.1 物理转化技术
1.2.2 化学转化技术
1.2.3 生物转化技术
1.3 生物油提质改性研究
1.3.1 均相催化剂
1.3.2 多相催化剂
1.4 分子筛的改性
1.4.1 浸渍法
1.4.2 分步离子交换法
1.4.3 机械混合法
1.4.4 水热晶化法
1.5 研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 金属改性分子筛的制备与表征
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2金属改性分子筛的制备和表征实验
2.2.1 催化剂改性制备
2.2.2 分子筛的表征
2.3 改性分子筛的表征结果
2.3.1 SEM表征结果
2.3.2 XRD表征结果
2.3.3 BET表征结果
2.3.4 Py-IR表征结果
第3章 甘蔗渣催化水热液化工艺条件的研究
3.1 实验试剂与仪器
3.1.1 实验试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验原料
3.2.1 原料预处理
3.2.2 原料的工业分析
3.3 水热液化反应装置
3.4 实验步骤
3.4.1 水热液化过程
3.4.2 产物收集与分离
3.5 产物分析方法
3.5.1 各产物产率分析
3.5.2 生物油成分分析
3.5.3 气相产物成分分析
3.6 结果与讨论
3.6.1 甘蔗渣的组成分析
3.6.2 分子筛的添加量对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.6.3 反应温度对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.6.4 停留时间对甘蔗渣催化水热液化的影响
3.7 生物油性质分析
第4章 改性分子筛催化水热液化甘蔗渣的研究
4.1 实验试剂与仪器
4.1.1 实验试剂
4.1.2 实验仪器
4.2 实验装置与方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 改性分子筛对甘蔗渣催化水热液化产物的影响
4.3.2 改性分子筛对生物油各相成分分布的影响
4.3.3 改性分子筛对生物油性质的影响
4.3.4 催化机理研究
第5章 甘蔗渣催化水热液化残渣相和气相产物的研究
5.1 实验仪器
5.2 分析方法
5.2.1 残渣相分析方法
5.2.2 气相产物分析方法
5.3 残渣相分析
5.3.1 SEM分析
5.3.2 元素分析
5.3.3 碳回收意义
5.4 气相分析
第6章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国已成为全球最大可再生能源生产国[J]. 刘雪. 能源研究与利用. 2017(04)
[2]生物油含氧化合物加氢脱氧反应机理研究进展[J]. 徐冬梅,纪道玉,孟凡禹,张华倩,聂小雷,刘迪. 生物质化学工程. 2017(03)
[3]中美能源安全态势比较及中国的对策[J]. 刘劲松,刘书秀. 煤炭经济研究. 2017(01)
[4]2016年能源形势分析及2017年预测[J]. 肖宏伟. 发展研究. 2017(02)
[5]生物质固化成型设备及其成型影响因素分析[J]. 宁廷州,刘鹏,侯书林. 可再生能源. 2017(01)
[6]TPAOH处理制备的微介孔催化剂物化性质与噻吩烷基化性能研究[J]. 刘冬梅,王海彦,孔飞飞,毛艳红,王坤. 燃料化学学报. 2016(11)
[7]浅谈生物质燃料固化成型技术[J]. 周闯,罗向东,秦国辉,王玉鹏. 应用能源技术. 2016(08)
[8]生物质转化利用技术的研究进展[J]. 杜海凤,闫超. 能源化工. 2016(02)
[9]木质纤维素生物质水热液化的研究进展[J]. 王伟,闫秀懿,张磊,周菁辉. 化工进展. 2016(02)
[10]磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯[J]. 李凤义,刘宗章,张敏华. 化学工业与工程. 2015(02)
博士论文
[1]煤热解中间体和自由基表征及反应机理研究[D]. 李刚.大连理工大学 2015
[2]生物质水热液化制备生物油及其性质分析的研究[D]. 朱哲.天津大学 2014
[3]低脂微藻水热液化生物油实验研究与机理分析[D]. 盖超.山东大学 2014
[4]农作物秸秆水热液化过程及机理的研究[D]. 彭文才.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]玉米秸秆常压催化液化的研究及液化产物的分析[D]. 张娟.天津科技大学 2016
[2]碱改性HZSM-5催化剂对生物质热解影响研究[D]. 孟清霞.郑州大学 2015
[3]松子壳生物油制备和催化改性试验研究[D]. 孙焱.东北农业大学 2014
[4]ZSM-5分子筛合成、改性及液化气芳构化研究[D]. 陈艳艳.山东理工大学 2014
[5]ZSM-5分子筛催化剂的原位合成、改性及MTP反应性能研究[D]. 刘烨.浙江大学 2010
[6]SAPO-34分子筛的合成、改性及在MTO中的应用[D]. 韩敏.大连理工大学 2009
[7]水热法催化液化农业废生物质的研究[D]. 王立华.湖南大学 2008
本文编号：3421131
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