生物油精制过程中模型的建立

发布时间：2021-07-31 10:19

　　生物油是一种清洁可再生的生物质能源,但由于其稳定性差、含氧量高、pH值低等特点,生物油经过提质后才可以大规模应用于工业生产中。而研究生物油提质机理非常复杂,通过建立生物油精制过程中的相关模型有助于研究生物油的提质机理,从而优化反应过程。在生物油催化热裂解工艺中,催化剂失活是导致生产成本较高的主要原因。而生物油与石蜡油共炼制过程中催化剂失活的主要形式主要是结焦失活。本文将催化剂失活与结焦量关联起来,用结焦速率反映共炼制过程中导致催化剂失活的毒物浓度。根据结焦量实验数据求取结焦经验方程Cc（wt%）=Atn,在此基础上建立了关于反应温度和结焦速率的催化剂失活动力学模型：-da/dt=1.13×10-7exp（83.788×106/RT）·a·rc1.33。生物油共炼制过程不仅与原料和反应条件有关,同时也受到内扩散的影响。文中采用固定床反应器研究生物油与石蜡油的共炼制过程,研究了温度、质量空速以及催化剂的粒径对共炼制反应的影响,同时引入效率因子η衡量内扩散对共炼制过程的影响。通过极细催化剂颗粒的实验数据,建立生物油共炼制过程中排除内扩散影响的反应动力学方程,基于动力学参数以及气固催化理论,提... 

【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】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 选题背景与意义
第二章 文献综述
    2.1 生物质
    2.2 生物质快速热裂解技术
    2.3 生物油
        2.3.1 生物油组成
        2.3.2 生物油用途
    2.4 生物油精制工艺
        2.4.1 催化加氢
        2.4.2 催化裂化
        2.4.3 溶剂添加和酯化
        2.4.4 乳化
        2.4.5 蒸汽重整
        2.4.6 共炼制技术
    2.5 生物油催化裂化过程中催化剂失活动力学模型
        2.5.1 生物油催化裂化过程催化剂失活类型
        2.5.2 催化剂结焦类型
        2.5.3 催化剂失活动力学
    2.6 内扩散对生物油催化裂化过程的影响
    2.7 生物油分析方法以及分子结构模型建立
        2.7.1 柱色谱分离法
        2.7.2 气相色谱质谱法
        2.7.3 分子结构模型
    2.8 本课题研究内容
第三章 生物油共炼制过程中催化剂失活动力学
    3.1 背景
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与催化剂
        3.2.2 反应设备与流程
        3.2.3 分析仪器与分析方法
    3.3 实验结果与分析
    3.4 模型建立
        3.4.1 催化剂失活动力学
        3.4.2 结焦量经验公式
    3.5 模型求解
    3.6 结论
第四章 生物油共炼制传递过程对反应的影响
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂与反应原料
        4.2.2 实验流程
        4.2.3 产物分析
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 不同温度和催化剂粒径条件下的液体收率
    4.4 效率因子计算方法
        4.4.1 反应动力学方程
        4.4.2 内部效率因子
    4.5 计算结果
        4.5.1 反应动力学方程求解
        4.5.2 Thiele模数和计算内扩散效率因子
    4.6 结论
第五章 生物油与催化裂解精制油组分和分子结构
    5.1 前言
    5.2 实验操作与检测仪器
        5.2.1 精制生物油制备
        5.2.2 柱色谱分离法实验操作
        5.2.3 使用仪器及操作参数
    5.3 检测结果与讨论
        5.3.1 红外光谱分析
        5.3.2 GC-MS结果与讨论
        5.3.3 生物油和精制生物油的元素分析以及凝胶渗透色谱检测结果
        5.3.4 核磁共振结果
    5.4 分子结构模型推算
    5.5 结论
第六章 结论
参考文献
致谢
在校期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]过滤与分离技术在废油中的应用研究[J]. 朱华星,张贤明,韩超,颜欢,陈彬.  重庆工商大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]柱色谱分离法预测塔河常压渣油脱沥青油杂质含量的研究[J]. 宁爱民,沈本贤,刘纪昌,仝玉军.  石油炼制与化工. 2015(02)
[3]生物质油精制燃料油技术的研究进展[J]. 耿雁,来世鹏.  煤气与热力. 2014(09)
[4]内扩散对煤和石油焦水蒸气气化反应性能的影响[J]. 林善俊,周志杰,霍威,丁路,于广锁.  燃料化学学报. 2014(08)
[5]催化加氢改性生物质油轻质组分[J]. 胡恩柱,徐玉福,李文东,刘天霞,胡献国.  石油学报(石油加工). 2013(03)
[6]生物油模型化合物催化裂解机理[J]. 马文超,陈娇娇,王铁军,陈冠益,马隆龙,张琦.  农业工程学报. 2013(09)
[7]生物油模型化合物催化裂化制备芳香烃的实验研究[J]. 陈娇娇,陈冠益,马文超,马隆龙,王铁军,张琦,吕微.  燃料化学学报. 2013(02)
[8]生物油精制技术研究进展[J]. 顾帅,杨洪雪,苗玮,许庆利,颜涌捷.  林产化学与工业. 2012(02)
[9]生物油提质用催化剂研究进展[J]. 张军,高继光,简士钊.  广东化工. 2011(10)
[10]催化裂化集总反应动力学模型研究进展[J]. 段良伟,薛高平,翁惠新.  化工进展. 2010(S2)

硕士论文
[1]生物油与石油馏分共炼制结焦机理的研究[D]. 李善玲.华东理工大学 2014



本文编号：3313280