藻类生物油中特征含氮化合物的脱除
发布时间：2021-01-17 14:51
可再生能源的开发利用因能源危机和环境问题的加剧成为世界各国的普遍关切,在各种应对策略中,采用生物质资源（如藻类）水热液化制备生物油是一种有前途的能源生产方式。然而,部分原料成分在上述过程中转化为吡咯、喹啉、吲哚和胺类等含氮物质,直接用于能量供给会引发NOX排放风险,因此含氮物质的脱除是其作为替代能源或化学品原料前的必经过程。目前脱氮方法主要分为化学法和物理法,化学法中的非加氢裂解反应过程较为简单易控,而物理法中吸附脱氮较为温和,均具有良好的应用前景。为简化研究过程并且避开不必要的干扰,本论文选取有代表性的特征含氮物质为研究对象,采用两种方法进行比对研究,为未来制定有效的工艺策略提供研究基础。裂解实验结果显示:在高温（800 oC）下,吡咯能发生充分热裂解,氮元素以氮气形式脱除,产物多为低碳不饱和烃。ZSM-5能有效地降低吡咯裂解温度（约300 oC）,即在500 oC下能发生裂解并产生与热裂解近似的产物分布。但喹啉和吲哚在低于750 oC不能充分裂解,因此裂解方法用于脱除含氮物...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吡咯800oC热裂解GC-MS图谱
图 2-4 不同温度下吡咯热裂解 GC-MS 图谱：a、750oC；b、700oC；Fig.2-4 GC-MS chromatogram of pyrolysis products of pyrrole at different temperature：a、750oC；b、700oC图 2-4 为两种不同温度下得到的吡咯裂解图谱。从图中可以看出，随着温度的降低，吡咯裂解产物的峰越来越少，750oC 下有一些低碳不饱和烃生成，700oC时仅有微微一些烃类产生，而在更低温度 650oC 下几乎没有低碳烃类等裂解化合物产生。时间的最后基线稍微有些漂移，是因为色谱柱使用时间较长，且在高温下持续检测的缘故，但并不影响定性结果的准确性。较低的温度不能提供足够的能量使吡咯开环裂解，结合吡咯在 800oC 裂解图谱综合分析得出，吡咯在750-800oC 的高温下可以发生裂解反应，温度低于 750oC 则不能进行充分地裂解。2.2.2 吡咯催化裂解上述实验结果分析可知，低温不能使吡咯进行充分的裂解反应，而要使其达到开环断裂必然要借助高温这一条件。高温对设备和投资的要求都较高，能量消
图 2-5 ZSM-5 分子筛的扫描电镜图（Si/Al=80）Fig.2-5 SEM images of ZSM-5 molecular sieve（Si/Al=80）ZSM-5 分子筛是一种硅铝酸盐，具有很广的硅铝比，在化学组成、晶物化性质方面具有许多独特性质，因此在很多有机催化反应中显现出了化效能。近年来，ZSM-5 分子筛在工业上得到越来越广泛的应用，成工的一种颇有前途的新型催化剂。图 2-5 是 ZSM-5 分子筛的 SEM 图，分子筛的形貌是由纳米棒状晶体聚集成球状颗粒，颗粒间和晶体间分布多大小不一的孔道。本部分用它来作含氮杂环裂解反应的催化剂，主要比为 80 的 ZSM-5 在不同温度下对吡咯裂解的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性氧化铝吸附剂脱除焦化蜡油中氮化物的研究[J]. 李红跃,王雷,潘一,赵德智,刘宝玉. 石化技术与应用. 2016(04)
[2]新型改性硅胶对碱氮的吸附行为[J]. 李红跃,王雷,张曼,赵德智,刘宝玉,王立新. 应用化工. 2016(06)
[3]Photocatalytic Denitrogenation of Model Oil over Cu2O/TiO2[J]. 郑柳萍,李玲,颜桂炀,黄莹莹,林美,郑斌权. 结构化学. 2013(08)
[4]浅析当前中国石油开采的现状及其措施[J]. 马玲. 中国石油和化工标准与质量. 2013(01)
[5]脱除页岩油中碱性氮化物的工艺研究[J]. 袁萌萌,曹祖宾,韩冬云,李广欣,翟学研. 石化技术与应用. 2010(04)
[6]喹啉和异喹啉热解机理的密度泛函理论研究(英文)[J]. 凌丽霞,章日光,王宝俊,谢克昌. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009(05)
[7]喹啉降解菌的分离鉴定及在柴油脱氮中的应用[J]. 洪新,杨翔华. 辽宁石油化工大学学报. 2005(02)
[8]煤中吡咯型和吡啶型氮热解稳定性研究[J]. 刘海明,张军营,郑楚光,孟韵. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(11)
本文编号：2983078
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吡咯800oC热裂解GC-MS图谱
图 2-4 不同温度下吡咯热裂解 GC-MS 图谱：a、750oC；b、700oC；Fig.2-4 GC-MS chromatogram of pyrolysis products of pyrrole at different temperature：a、750oC；b、700oC图 2-4 为两种不同温度下得到的吡咯裂解图谱。从图中可以看出，随着温度的降低，吡咯裂解产物的峰越来越少，750oC 下有一些低碳不饱和烃生成，700oC时仅有微微一些烃类产生，而在更低温度 650oC 下几乎没有低碳烃类等裂解化合物产生。时间的最后基线稍微有些漂移，是因为色谱柱使用时间较长，且在高温下持续检测的缘故，但并不影响定性结果的准确性。较低的温度不能提供足够的能量使吡咯开环裂解，结合吡咯在 800oC 裂解图谱综合分析得出，吡咯在750-800oC 的高温下可以发生裂解反应，温度低于 750oC 则不能进行充分地裂解。2.2.2 吡咯催化裂解上述实验结果分析可知，低温不能使吡咯进行充分的裂解反应，而要使其达到开环断裂必然要借助高温这一条件。高温对设备和投资的要求都较高，能量消
图 2-5 ZSM-5 分子筛的扫描电镜图（Si/Al=80）Fig.2-5 SEM images of ZSM-5 molecular sieve（Si/Al=80）ZSM-5 分子筛是一种硅铝酸盐，具有很广的硅铝比，在化学组成、晶物化性质方面具有许多独特性质，因此在很多有机催化反应中显现出了化效能。近年来，ZSM-5 分子筛在工业上得到越来越广泛的应用，成工的一种颇有前途的新型催化剂。图 2-5 是 ZSM-5 分子筛的 SEM 图，分子筛的形貌是由纳米棒状晶体聚集成球状颗粒，颗粒间和晶体间分布多大小不一的孔道。本部分用它来作含氮杂环裂解反应的催化剂，主要比为 80 的 ZSM-5 在不同温度下对吡咯裂解的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性氧化铝吸附剂脱除焦化蜡油中氮化物的研究[J]. 李红跃,王雷,潘一,赵德智,刘宝玉. 石化技术与应用. 2016(04)
[2]新型改性硅胶对碱氮的吸附行为[J]. 李红跃,王雷,张曼,赵德智,刘宝玉,王立新. 应用化工. 2016(06)
[3]Photocatalytic Denitrogenation of Model Oil over Cu2O/TiO2[J]. 郑柳萍,李玲,颜桂炀,黄莹莹,林美,郑斌权. 结构化学. 2013(08)
[4]浅析当前中国石油开采的现状及其措施[J]. 马玲. 中国石油和化工标准与质量. 2013(01)
[5]脱除页岩油中碱性氮化物的工艺研究[J]. 袁萌萌,曹祖宾,韩冬云,李广欣,翟学研. 石化技术与应用. 2010(04)
[6]喹啉和异喹啉热解机理的密度泛函理论研究(英文)[J]. 凌丽霞,章日光,王宝俊,谢克昌. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009(05)
[7]喹啉降解菌的分离鉴定及在柴油脱氮中的应用[J]. 洪新,杨翔华. 辽宁石油化工大学学报. 2005(02)
[8]煤中吡咯型和吡啶型氮热解稳定性研究[J]. 刘海明,张军营,郑楚光,孟韵. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(11)
本文编号：2983078
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