本文關鍵詞：生物油合成航空煤油環(huán)烷烴以及芳烴的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：商業(yè)運輸燃料的迫切需求,嚴格的環(huán)境立法,化石燃料的日益消耗使通過生物質(zhì)獲取碳氫發(fā)動機燃料受到全球范圍的廣泛關注,并成為能源化工領域的熱點研究課題之一。針對生物油定向合成航空液體燃料中環(huán)烷烴和芳烴組分的科技難題,本論文首次提出并實現(xiàn)了生物油向航空煤油轉(zhuǎn)化的方法。重點研究了生物油定向合成C8-C15芳烴和C8-C15環(huán)烷烴催化過程中基本規(guī)律以及合成機理。主要的過程方法以及獲得的主要創(chuàng)新成果如下：一、生物油催化裂解制備低碳芳烴以及低碳烯烴 生物油是一種棕黑色的液體,主要由一系列不同分子量的氧化物組成,因此生物油脫氧是其向化石燃料轉(zhuǎn)化的關鍵。本文選取HZSM-5(25)催化劑,研究了生物油制備低碳芳烴和輕烯烴的催化過程以及機理。在最佳的反應條件(T=550℃, WHSV=0.5h-1)下,芳烴以及輕烯烴的產(chǎn)率達分別為29.2%Cmol以及17.4%Cmol。芳烴的質(zhì)量分布為97.4%。與此同時,在最佳條件下研究了分子篩催化劑的穩(wěn)定性。由于積碳的堵塞以及脫鋁,催化劑失活,可在氧氣中燃燒除去積碳從而使催化劑獲得再生。 二、低碳芳烴低溫烷基化制備航煤范圍的C8-C15芳烴的研究 航空煤油主要由鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴組成,其典型的碳數(shù)范圍為C8-C15,因此有必要對上述C6-C8低碳芳烴的碳鏈加長。本文選取[bmim]Cl-2AlCl3室溫離子液體為催化劑,以以上生物油制備的烯烴為烷基化試劑,研究了烷基化過程及其規(guī)律,發(fā)現(xiàn)芳烴烷基化可在0-80℃的低溫常壓下進行。通過調(diào)節(jié)反應時間與反應溫度可以改變C8-C15芳烴的分布。在T=80℃,t=3h的條件下C8-C15的重量分布達到最大為71.8%,且有較高的選擇性為85.4%。并且合成的芳烴基本滿足航煤的特性要求。于此同時在最佳反應條件下研究了離子液體催化劑的穩(wěn)定性。離子液體在循環(huán)使用18h以后,單環(huán)芳烴芳烴以及多環(huán)芳烴的轉(zhuǎn)化率的降低不是很明顯,說明離子液體的穩(wěn)定性較好。 三、C8-C15芳烴催化加氫制備C8-C15環(huán)烷烴的研究 航煤中環(huán)烷烴的組分可通過C8-C15芳烴的催化加氫來制備。選取5%Pd/Ac為催化劑,在溫度T=210℃,壓力P=5ME時間t=6h的條件下所有芳烴加氫飽和。C8-C15環(huán)烷烴的分布與C8-C15芳烴的分布沒有明顯的變化,所制備的環(huán)烷烴基本滿足航煤的特性要求。
【關鍵詞】：生物油 航空煤油 C_8-C_(15)芳烴 C_8-C_(15)環(huán)烷烴 烷基化
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ203;V312
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 研究背景及文獻綜述10-29
• 1.1 前言10-11
• 1.2 生物質(zhì)資源及其利用11-15
• 1.2.1 生物油介紹11-12
• 1.2.2 生物油的利用12-13
• 1.2.3 生物油催化裂解提質(zhì)13-15
• 1.3 烷基化過程15-17
• 1.4 航空煤油的來源17-22
• 1.4.1 石油精煉制備航空煤油17
• 1.4.2 非傳統(tǒng)的油品來源17-18
• 1.4.3 費托合成技術技術制備航空煤油18-20
• 1.4.4 甘油三酯的加氫制備航空煤油20-22
• 1.5 本文思路22-23
• 參考文獻23-29
• 第二章 實驗部分29-36
• 2.1 催化劑的制備29-30
• 2.1.1 實驗所用的試劑29
• 2.1.2 HZSM-5催化劑的處理29
• 2.1.3 1-丁基3-甲基咪唑氯鋁酸鹽離子液體催化劑制備29
• 2.1.4 Pd/AC催化劑的制備29-30
• 2.2 實驗系統(tǒng)30-33
• 2.2.1 生物油原料30-31
• 2.2.2 實驗裝置及實驗過程31-32
• 2.2.3 實驗評價指標32-33
• 2.3 催化劑的表征33-35
• 2.3.1 熱重分析(TGA)33
• 2.3.2 傅里葉紅外分析33
• 2.3.3 核磁分析33
• 2.3.4 元素分析33-34
• 2.3.5 NH3-TPD測試34
• 2.3.6 燃燒熱及動力學粘度分析34-35
• 參考文獻35-36
• 第三章 生物油催化裂解制備低碳芳烴以及低碳烯烴的研究36-47
• 3.1 前言36
• 3.2 反應溫度對生物油在分子篩HZSM-5上催化裂解制備低碳芳烴以及烯烴的影響36-40
• 3.3 生物油催化裂解以及熱裂解的對比40-42
• 3.4 生物油催化裂解催化劑(HZSM-5)穩(wěn)定性的研究42-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 參考文獻46-47
• 第四章 低碳芳烴以及低碳烯在離子液體中烴烷基化的研究47-60
• 4.1 前言47
• 4.2 溫度以及時間對低碳芳烴以及烯烴烷基化的影響47-53
• 4.3 離子液體催化劑壽命的研究53-54
• 4.4 離子液體的表征54-58
• 4.5 小結(jié)58-59
• 參考文獻59-60
• 第五章 C8-C15芳烴催化加氫60-66
• 5.1 前言60
• 5.2 溫度芳香烴加氫的影響60-63
• 5.3 合成的生物航空燃料的特性63-64
• 5.4 小結(jié)64-65
• 參考文獻65-66
• 總結(jié)與展望66-68
• 碩士期間發(fā)表的論文目錄68-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董聰聰;孫愛軍;李春喜;孟洪;王子鎬;;氯鋁酸鹽離子液體催化苯與丙烯的烷基化反應[J];北京化工大學學報(自然科學版);2006年05期

  本文關鍵詞：生物油合成航空煤油環(huán)烷烴以及芳烴的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：415198