长柄扁桃油催化炼制燃料及化学品的研究

发布时间：2022-12-04 03:27

　　通过可再生生物质长柄扁桃油作为原料催化炼制燃料及化学品,在其生长周期内降低碳排放,并有助于解决化石能源短缺、α-烯烃产能不足以及二氧化碳排放等多重难题。通过催化转移氢化的工艺对植物油进行结构调整,由于植物油甲酯具有特殊的碳骨架结构,针对其特性设计烯烃复分解操作,得到α-烯烃以及航空燃料的前驱体,开展加氢脱氧异构化制备生物航空燃料的研究。本论文针对植物油催化炼制过中所带来的化学品及潜在生物航空燃料前驱体进行研究,并根据原料特点,设计相关催化转化实验,主要研究内容及结果如下:1)基于植物油的结构组分特点,通过钯碳催化甲酸铵加氢,调整植物油脂肪酸组成,研究发现在反应时间为90分钟,催化剂用量为3%,反应温度为70℃,甲酸铵与长柄扁桃油比例为1:2,在该条件下,长柄扁桃油进行催化转移氢化,可得到油酸甲酯含量为95.23%。2)通过植物油甲酯的烯烃复分解实验开辟了植物油作为生物质能源新的利用途径,也为α-烯烃的制备提供了新的思路。研究发现反应时间为90分钟,催化剂用量为30mg,反应温度为40℃,乙烯气体流速为40mL/min的条件下,对植物油甲酯进行烯烃复分解实验,通过GC-MS检测,其转化率... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 长柄扁桃概述
    1.2 生物质研究发展现状
        1.2.1 木质纤维素及淀粉类植物
        1.2.2 藻类
        1.2.3 油料植物
        1.2.4 植物油制备生物柴油开发利用研究
    1.3 植物油氢化技术进展研究
        1.3.1 超声波氢化
        1.3.2 磁场氢化
        1.3.3 电化学催化氢化
        1.3.4 催化转移氢化
    1.4 烯烃复分解技术的研究与应用
        1.4.1 烯烃复分解技术概述
        1.4.2 烯烃复分解催化剂发展
        1.4.3 烯烃复分解反应类型
        1.4.4 烯烃交叉复分解在生物质中应用研究
    1.5 生物质航空燃料研究现状
        1.5.1 生物航空燃料简介
        1.5.2 生物航空燃料研究进展
        1.5.3 加氢脱氧催化剂的研究现状
第二章 实验材料及表征
    2.1 实验原料
    2.2 实验试剂与仪器
        2.2.1 主要实验试剂
        2.2.2 主要实验仪器
    2.3 实验结果表征方法
        2.3.1 气相色谱质谱联用仪
        2.3.2 X射线粉末衍射(XRD)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 氮气吸附-脱附
        2.3.5 程序升温-脱附(NH_3-TPD)
        2.3.6 吡啶-原位红外光谱(Py-FTIR)
        2.3.7 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.8 电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)
        2.3.9 化学吸附仪
第三章 长柄扁桃油催化转移氢化及其甲酯化反应
    3.1 引言
    3.2 长柄扁桃油的催化转移氢化
    3.3 长柄扁桃油催化转移氢化工艺
        3.3.1 反应原理
    3.4 影响催化转移氢化反应的因素
        3.4.1 反应温度对催化转移氢化实验的影响
        3.4.2 反应时间对催化转移氢化实验的影响
        3.3.4 反应物比例对催化转移氢化实验的影响
    3.5 氢化长柄扁桃油转酯化实验
        3.5.1 反应原理
        3.5.2 实验方法
    3.6 实验结果与分析
        3.6.1 单因素影响实验结果与分析
            3.6.1.1 反应温度对催化转移氢化实验的影响
            3.6.1.2 反应时间对催化转移氢化实验的影响
            3.6.1.3 催化剂用量对催化转移氢化实验的影响
            3.6.1.4 反应物比例对催化转移氢化实验的影响
    3.7 长柄扁桃油及氢化长柄扁桃油脂肪酸组成气质联用仪分析
    3.8 小结
第四章 氢化长柄扁桃油甲酯的烯烃复分解实验研究
    4.1 引言
    4.2 溶剂的无水无氧处理
    4.3 氢化长柄扁桃油甲酯的烯烃复分解
    4.4 反应物的分离与检测
    4.5 氢化长柄扁桃油甲酯烯烃复分解工艺
    4.6 影响氢化长柄扁桃油甲酯烯烃复分解实验的因素
        4.6.1 反应温度对氢化长柄扁桃油甲酯烯烃复分解实验的影响
        4.6.2 反应时间对氢化长柄扁桃油甲酯烯烃复分解实验的影响
        4.6.3 不同催化剂对氢化长柄扁桃油甲酯烯烃复分解实验的影响
        4.6.4 反应时间对烯烃复分解连续反应的影响
    4.7 氢化长柄柄扁桃油甲酯烯烃复分解实验结果气质联用仪分析
    4.8 小结
第五章 癸酸甲酯催化加氢制备航空燃料
    5.1 引言
    5.2 脂肪酸甲酯加氢脱氧
    5.3 加氢脱氧催化剂的制备
        5.3.1 介孔H/ZSM-22分子筛催化剂的制备
        5.3.2 介孔Pt/ZSM-22分子筛的制备
    5.4 癸酸甲酯加氢脱氧
    5.5 结果与讨论
        5.5.1 催化剂的表征
        5.5.2 介孔Pt/ZSM-22分子筛催化剂加氢脱氧性能
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]适应多种原料的生物航煤生产技术的开发[J]. 聂红,孟祥堃,张哲民,渠红亮.  中国科学:化学. 2014(01)
[2]利用沙生植物长柄扁桃油制备生物柴油[J]. 陈俏,李聪,方治国,陈邦,申烨华.  西北大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]长柄扁桃种仁蛋白粉的提取方法研究[J]. 藏小妹,陈邦,李聪,张驰,申烨华,张应龙.  西北大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]氯化锌活化法制备长柄扁桃壳活性炭[J]. 李冰,李洋,许宁侠,张弛,申烨华,张应龙.  西北大学学报(自然科学版). 2010(05)
[5]烯烃复分解反应研究进展[J]. 吴红飞,张凌燕,张立超.  石化技术. 2010(03)
[6]长柄扁桃油脂肪酸成分分析[J]. 李聪,李国平,陈俏,白斌,申烨华,张应龙.  中国油脂. 2010(04)
[7]关环复分解反应（RCM）的研究新进展[J]. 陈杏芬,杨定乔.  广州化工. 2005(03)
[8]钌催化烯烃复分解反应的研究进展[J]. 李蕊琼,傅尧,刘磊,郭庆祥.  有机化学. 2004(09)
[9]关环复分解反应（RCM）及其催化剂研究进展[J]. 朱杰,张学景,邹永.  有机化学. 2004(02)
[10]植物油氢化技术研究进展（Ⅰ）[J]. 刘军海,裘爱泳.  中国油脂. 2003(08)

硕士论文
[1]沙生植物长柄扁桃种子油及副产品开发研究[D]. 李冰.西北大学 2010



本文编号：3707514