生物油水相与甲醇加氢共裂化制备芳香烃的催化剂优化研究
发布时间：2020-12-14 15:48
获得高品质的生物油对于生物质能源的利用具有重要意义,催化裂化是提高生物油品质的有效手段。但是,生物油的直接裂化因其缺氢特性易导致催化剂结焦失活等问题。生物油水相中含有反应活性较高的小分子酸酮类物质而不含有大分子高沸点聚合物,相比全组分生物油更适合作为反应原料进行裂化研究。因此,本文以生物油水相为原料,采用具有供氢能力的两段式加氢-甲醇共裂化的工艺手段,通过加氢和裂化催化剂的分段优化,实现生物油水相与甲醇高效加氢共裂化制备芳香烃。首先对生物油水相与甲醇进行加氢共裂化研究,分别考察了不同金属氧化物负载的Ni基加氢催化剂和甲醇掺混比例对它们加氢共裂化制备芳香烃的影响。研究发现,从经济性以及油相产率和品质上考虑,以生物油水相与甲醇按照2:1 比例混合为反应原料和1 5%Ni/Zr02作为加氢催化剂较为合适。在该工况下,生物油水相中酚类等高不饱和度含氧化合物通过加氢较好的转化为醇类等富氢化合物,使加氢产物表现出良好的裂化性能,裂化过程的油相产率最高可以达到19.28%,芳香烃含量高达94.57%。为了减少活性金属Ni的用量,并探究双金属加氢催化剂的影响,制备了单金属5%Ni和双金属5%Ni-5%...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１生物油族内化合物对比??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｏｉｌ?ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ??
Ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅ??ＨＹＤ??图２．３愈创木酚加氢脱氧路线??Ｆｉｇ．２．３?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｙｄｒｏｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｕａｉａｃｏｌ??Ｋｏｎｇ等［７２］以环己酮为模型底物进行催化加氢，研宄发现反应产物中只含有少量的??环己烯和相当数量的环己醇和醛缩产物，推测出如图２．４加氢脱氧路线。在环己酮加氢??脱氧过程中，环己酮催化加氢生成环己醇，一部分环己醇脱水生成环己烯，环己烯快速??氢化制得环己烷；另一部分环己醇与环己酮发生反应脱水生成多环类物质。??０?ＯＨ??６费十〇?－??Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｌ?Ｃｙｃｉｏｈｅｘｅｎｅ?Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ??（ｂ）??２－Ｈｙ?ｄｒｏｘｙ?ｂｉｃｙｃｌｏｈ?ｅｘａ?ｎ?ｅ?Ｂｉ?ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ??图２．４苯酮加氢脱氧路线??Ｆｉｇ．２．４?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈ
３．２．３实验装置及流程??本章主要研宄不同加氢催化剂对生物油轻质组分模型化合物与甲醇家加氢共裂化??的影响，反应装置流程图如图３．１所示，加氢反应在固定床反应器Ａ中进行，裂化反应??在固定床反应器Ｂ中进行，在进行加氢共裂化反应时，固定床反应器Ａ和固定床反应??器Ｂ采用串联形式进行连接反应。实验气体环境为Ｈ２，流量为ｌＯＯｍｌ／ｍｉｎ，反应过程中??系统压力维持在４ＭＰａ，１１２作为载气能及时带走挥发产物，同时使反应器内压强保持恒??定；原料通过给料泵进入反应系统，在通过Ｈ２的作用下先进入雾化段雾化之后，首先??进入加氢段作用于加氢催化剂上，产生的中间产物再经过裂化催化剂到达裂化反应段。??根据之前的研究，加氢段反应温度控制在２５０°Ｃ，裂化反应段反应温度控制在４００°Ｃ，??加氢催化剂和裂化催化剂实验用量均为２ｇ，反应物的质量空速（ＷＨＳＶ）恒为２ｈ＇反??应时间为６ｈ。反应结束后
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质选择性催化热解制备芳香烃的研究进展[J]. 王体朋,张润禾,彭立,郭浩强,陆强,董长青. 生物质化学工程. 2018(04)
[2]生物燃料加氢脱氧催化剂研究进展[J]. 徐海升,王豪,王博. 生物质化学工程. 2017(06)
[3]Ni-Cu-Ce-B/γ-Al2O3对苯酚选择性加氢制备环己酮的催化性能研究[J]. 徐海升,王博,王豪. 现代化工. 2017(05)
[4]减压蒸馏生物油与乙醇在ZSM-5/MCM-41上共催化裂化[J]. 李美惠,马文超,毕亚东,陈冠益,陈慧. 燃料化学学报. 2015(03)
[5]生物质能源的发展研究[J]. 刘乐,凌小燕,李骅,李旭辉,高翔. 中国农机化学报. 2014(05)
[6]乳化剂及助乳化剂提高生物油/柴油乳化性能[J]. 谭文英,许勇,王述洋. 农业工程学报. 2013(24)
[7]国外生物质快速热解反应器现状[J]. 林木森. 化学工业与工程技术. 2010(05)
[8]生物质热裂解生物油性质的研究进展[J]. 黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,邓春健. 农机化研究. 2007(11)
[9]生物质能利用技术的研究及发展[J]. 马隆龙. 化学工业. 2007(08)
[10]生物质能源转化技术与应用(Ⅰ)[J]. 蒋剑春. 生物质化学工程. 2007(03)
博士论文
[1]基于分子蒸馏技术的生物油分级品位提升研究[D]. 郭祚刚.浙江大学 2012
本文编号：2916633
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１生物油族内化合物对比??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｏｉｌ?ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ??
Ｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅ??ＨＹＤ??图２．３愈创木酚加氢脱氧路线??Ｆｉｇ．２．３?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｙｄｒｏｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｕａｉａｃｏｌ??Ｋｏｎｇ等［７２］以环己酮为模型底物进行催化加氢，研宄发现反应产物中只含有少量的??环己烯和相当数量的环己醇和醛缩产物，推测出如图２．４加氢脱氧路线。在环己酮加氢??脱氧过程中，环己酮催化加氢生成环己醇，一部分环己醇脱水生成环己烯，环己烯快速??氢化制得环己烷；另一部分环己醇与环己酮发生反应脱水生成多环类物质。??０?ＯＨ??６费十〇?－??Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｌ?Ｃｙｃｉｏｈｅｘｅｎｅ?Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ??（ｂ）??２－Ｈｙ?ｄｒｏｘｙ?ｂｉｃｙｃｌｏｈ?ｅｘａ?ｎ?ｅ?Ｂｉ?ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ??图２．４苯酮加氢脱氧路线??Ｆｉｇ．２．４?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈ
３．２．３实验装置及流程??本章主要研宄不同加氢催化剂对生物油轻质组分模型化合物与甲醇家加氢共裂化??的影响，反应装置流程图如图３．１所示，加氢反应在固定床反应器Ａ中进行，裂化反应??在固定床反应器Ｂ中进行，在进行加氢共裂化反应时，固定床反应器Ａ和固定床反应??器Ｂ采用串联形式进行连接反应。实验气体环境为Ｈ２，流量为ｌＯＯｍｌ／ｍｉｎ，反应过程中??系统压力维持在４ＭＰａ，１１２作为载气能及时带走挥发产物，同时使反应器内压强保持恒??定；原料通过给料泵进入反应系统，在通过Ｈ２的作用下先进入雾化段雾化之后，首先??进入加氢段作用于加氢催化剂上，产生的中间产物再经过裂化催化剂到达裂化反应段。??根据之前的研究，加氢段反应温度控制在２５０°Ｃ，裂化反应段反应温度控制在４００°Ｃ，??加氢催化剂和裂化催化剂实验用量均为２ｇ，反应物的质量空速（ＷＨＳＶ）恒为２ｈ＇反??应时间为６ｈ。反应结束后
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质选择性催化热解制备芳香烃的研究进展[J]. 王体朋,张润禾,彭立,郭浩强,陆强,董长青. 生物质化学工程. 2018(04)
[2]生物燃料加氢脱氧催化剂研究进展[J]. 徐海升,王豪,王博. 生物质化学工程. 2017(06)
[3]Ni-Cu-Ce-B/γ-Al2O3对苯酚选择性加氢制备环己酮的催化性能研究[J]. 徐海升,王博,王豪. 现代化工. 2017(05)
[4]减压蒸馏生物油与乙醇在ZSM-5/MCM-41上共催化裂化[J]. 李美惠,马文超,毕亚东,陈冠益,陈慧. 燃料化学学报. 2015(03)
[5]生物质能源的发展研究[J]. 刘乐,凌小燕,李骅,李旭辉,高翔. 中国农机化学报. 2014(05)
[6]乳化剂及助乳化剂提高生物油/柴油乳化性能[J]. 谭文英,许勇,王述洋. 农业工程学报. 2013(24)
[7]国外生物质快速热解反应器现状[J]. 林木森. 化学工业与工程技术. 2010(05)
[8]生物质热裂解生物油性质的研究进展[J]. 黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,邓春健. 农机化研究. 2007(11)
[9]生物质能利用技术的研究及发展[J]. 马隆龙. 化学工业. 2007(08)
[10]生物质能源转化技术与应用(Ⅰ)[J]. 蒋剑春. 生物质化学工程. 2007(03)
博士论文
[1]基于分子蒸馏技术的生物油分级品位提升研究[D]. 郭祚刚.浙江大学 2012
本文编号：2916633
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