本文關(guān)鍵詞：糠醇縮合產(chǎn)物加氫反應(yīng)規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 生物質(zhì) 糠醇縮合物 加氫脫氧 烴類燃料

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及人口的急劇增加,需要更多的能源來滿足社會發(fā)展的需求,而如今石油資源的供應(yīng)不足與全球能源危機,促使探究石油補充替代能源十分緊迫,生物質(zhì)作為一種可再生的清潔能源受到越來越多的國家和研究機構(gòu)的高度關(guān)注。文獻中一般采用糠醛/丙酮、2-甲基呋喃、乙酰丙酸為原料,經(jīng)過增長碳鏈和貴金屬加氫脫氧反應(yīng),生產(chǎn)通過汽油、柴油等生物燃料,本論文采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物燃料技術(shù)路線,以源于生物質(zhì)的糠醇為原料,在一定溫度及硫酸的催化作用下,通過自身的縮合達到擴鏈的目的,然后再經(jīng)過催化加氫脫氧得到碳數(shù)為C10-C20的烴類燃料。本文研究的重點是糠醇擴鏈產(chǎn)物以非貴金屬Ni為主體的加氫脫氧反應(yīng)規(guī)律,為由生物質(zhì)通過化學催化法生成新一代的汽柴油烴類燃料的技術(shù)路線積累基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。首先研究糠醇擴鏈產(chǎn)物的組成。通過紅外光譜,液相色譜等方法對糠醇縮合物進行檢測,發(fā)現(xiàn)糠醇自縮合產(chǎn)物中包括二聚物,三聚物,四聚物以及少量的高聚物,產(chǎn)物溶于丙酮、乙醇、甲苯等溶劑,但難溶于水及正辛烷。并以雷尼鎳為催化劑進行糠醇縮合物的初步加氫,氣質(zhì)聯(lián)用分析產(chǎn)物中二聚物含量最多。接著考察了Ni/HZSM-5(50)催化劑對單呋喃環(huán)模型化合物的加氫脫氧催化活性,發(fā)現(xiàn)該催化劑對四氫呋喃有較好的開環(huán)和加氫脫氧活性,加氫后產(chǎn)物開環(huán)比例為54.3%,而目標產(chǎn)物正戊烷占32%,將該催化劑進一步用于多呋喃環(huán)糠醇縮合物的加氫反應(yīng),發(fā)現(xiàn)在加氫產(chǎn)物中開環(huán)比例為43.5%,非極性物質(zhì)占21.2%,開環(huán)比例和脫氧量均低于單呋喃環(huán)化合物,因此使用二次加氫工藝,即將第一次加氫產(chǎn)物產(chǎn)物過濾后補充一定溶劑及新的催化劑,再次進行加氫脫氧反應(yīng)。接下來使用二次加氫工藝考察催化劑用量,催化劑種類,第二次加氫,溫度,溶劑,攪拌速率等工藝因素對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)催化劑的酸強度較大時,會有相當多的溶劑乙醇生產(chǎn)乙醚、乙烷,使用酸性較弱的Al2O3負載Mo-Ni時乙醇副反應(yīng)程度降低,催化劑對縮合產(chǎn)物的催化活性較好;在對縮合產(chǎn)物進行第一次加氫后加壓蒸餾,再對剩余餾分進行第二次加氫的工藝條件下累計非極性產(chǎn)物比例達到52.9%;二次加氫反應(yīng)溫度升高到340℃,非極性產(chǎn)物增加到53.9%。最后本論文還研究了縮合物以甲苯作為溶劑,使用一次加氫工藝的反應(yīng)規(guī)律。主要考察了升溫方式,反應(yīng)時間及原料濃度等因素對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)階梯升溫(溫度先升到260℃反應(yīng)3 h,接著再升到340℃再反應(yīng)3 h)的方式有助于更多的非極性物質(zhì)生成,產(chǎn)物中非極性產(chǎn)物占比為44.3%。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì) 糠醇縮合物 加氫脫氧 烴類燃料
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O621.251
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-13
• 2 文獻綜述13-24
• 2.1 生物質(zhì)生產(chǎn)生物柴油13-16
• 2.1.1 酯交換技術(shù)生產(chǎn)第一代生物柴油13
• 2.1.2 催化加氫技術(shù)生產(chǎn)第二代生物柴油13-15
• 2.1.3 生物柴油新進展15-16
• 2.2 糠醛基物質(zhì)增長碳鏈16-18
• 2.2.1 糠醛丙酮縮合增長碳鏈16
• 2.2.2 2-甲基呋喃增長碳鏈16-17
• 2.2.3 5-羥甲基糠醛增長增長碳鏈17-18
• 2.2.4 糠醇自身縮合增長碳鏈18
• 2.3 糠醛基擴鏈物質(zhì)制備烴類燃料18-21
• 2.3.1 糠醛丙酮縮合物制備烴類燃料18-19
• 2.3.2 2-甲基呋喃擴鏈產(chǎn)物制備烴類燃料19-20
• 2.3.3 5-羥甲基糠醛擴鏈產(chǎn)物制備烴類燃料20
• 2.3.4 糠醇縮合物加氫脫氧制備烴類燃料20-21
• 2.4 制烷烴的技術(shù)路線、研究方案以及章節(jié)內(nèi)容安排21-24
• 2.4.1 技術(shù)路線21-22
• 2.4.2 研究方案22-23
• 2.4.3 主要章節(jié)內(nèi)容23-24
• 3 糠醇縮合物的制備及表征24-34
• 3.1 實驗試劑及主要儀器24
• 3.2 糠醇縮合物制備24-26
• 3.3 糠醇縮合物的表征26-33
• 3.3.1 糠醇及其縮合物的紅外光譜分析26-27
• 3.3.2 糠醇及其縮合物的液相色譜分析27-29
• 3.3.3 糠醇縮合物的氣質(zhì)聯(lián)用分析29-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)規(guī)律研究34-64
• 4.1 實驗試劑及主要儀器34
• 4.2 糠醇縮合物加氫反應(yīng)的實驗裝置34-36
• 4.3 分析方法36-38
• 4.3.1 氣相色譜分析36
• 4.3.2 相對質(zhì)量校正因子36-37
• 4.3.3 理論加氫量和實際加氫量的計算方法37-38
• 4.3.4 氣質(zhì)聯(lián)用分析38
• 4.4 Ni/HZSM-5（50）催化劑活性考察38-46
• 4.4.1 加氫催化劑Ni/HZSM-5（50）的制備及活化39
• 4.4.2 Ni/HZSM-5（50）催化四氫糠醇加氫39-41
• 4.4.3 Ni/HZSM-5（50）催化糠醇縮合物加氫41-43
• 4.4.4 糠醇縮合物加氫脫氧產(chǎn)物氣相色譜分析方法確定43-46
• 4.5 Ni/HZSM-5（50）催化劑用量對加氫反應(yīng)的影響46-50
• 4.5.1 加氫反應(yīng)實驗條件46-47
• 4.5.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果47-48
• 4.5.3 乙醇加氫反應(yīng)實驗的研究48-50
• 4.6 Ni/HZSM-5（50）與Mo-Ni-Al2O3催化劑對加氫反應(yīng)的影響50-55
• 4.6.1 Ni/HZSM-5（50）與Mo-Ni-Al2O3催化劑的加氫能力對比50-52
• 4.6.2 第二次加氫工藝的改進52-55
• 4.7 第二次催化加氫溫度對加氫反應(yīng)的影響55-59
• 4.7.1 加氫反應(yīng)的實驗條件55-56
• 4.7.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果56-59
• 4.8 甲苯對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響59-61
• 4.8.1 加氫反應(yīng)的實驗條件59-60
• 4.8.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果60-61
• 4.9 攪拌對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響61-63
• 4.9.1 加氫反應(yīng)的實驗條件61-62
• 4.9.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果62-63
• 4.10 本章小結(jié)63-64
• 5 糠醇縮合產(chǎn)物加氫反應(yīng)一次加氫工藝條件的研究64-74
• 5.1 直接升溫及階梯升溫對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響64-69
• 5.1.1 加氫反應(yīng)的實驗條件64-65
• 5.1.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果65-66
• 5.1.3 直接升溫產(chǎn)物的氣質(zhì)聯(lián)用表征66-69
• 5.2 反應(yīng)時間對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響69-71
• 5.2.1 加氫反應(yīng)的實驗條件69
• 5.2.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果69-71
• 5.3 反應(yīng)物濃度對糠醇縮合物加氫脫氧反應(yīng)的影響71-73
• 5.3.1 加氫反應(yīng)的實驗條件71
• 5.3.2 糠醇縮合物加氫實驗結(jié)果71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 本文結(jié)論74-75
• 6.2 本文展望75-76
• 參考文獻76-79
• 附錄A79-88
• 個人簡歷與發(fā)表論文88-89
• 致謝89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫紹暉;段運明;馬國杰;孫培勤;陳俊武;;第二代生物柴油技術(shù)研究進展[J];化工時刊;2015年02期

2 孫紹暉;孫培勤;常春;陳俊武;;我國生物質(zhì)能源現(xiàn)代化應(yīng)用前景展望(三)——生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)經(jīng)濟評估[J];中外能源;2014年08期

3 孫紹暉;孫培勤;馬國杰;衡明星;陳俊武;;單糖化學催化制取運輸燃料[J];化學進展;2010年09期

4 熊良軍;李為民;;第二代生物柴油研究進展[J];化工進展;2010年05期

5 劉保健;黃寧選;李文清;;糠醛和呋喃的生產(chǎn)、合成進展[J];化工時刊;2007年02期

6 姚立紅,蘇長安,齊立權(quán),劉春景,胡予敏,趙虹;α-呋喃酯的結(jié)構(gòu)與紅外光譜特征[J];光譜學與光譜分析;1999年01期

7 滕雅娣,蘇顯英;糠醇樹脂聚合工藝的研究[J];遼寧化工;1998年03期

8 李宗猛，王文清，，戴緒綺，黃乃瑜;呋喃脲醛樹脂結(jié)構(gòu)分析及其酸固化反應(yīng)原理[J];粘接;1995年06期

9 張民權(quán);氣相色譜的定量方法及定量校正因子的測定[J];新疆工學院學報;1995年01期

10 張民權(quán);劉曉玲;劉月娥;;氣相色譜定量校正因子的測定[J];新疆化工;1994年01期

本文編號：992801