本文關(guān)鍵詞：油脂一步加氫制備航油組分的催化劑遴選及反應(yīng)條件研究

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【摘要】：工業(yè)的迅速發(fā)展不僅造就了今天的發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì),同時(shí)也帶來了難以逆轉(zhuǎn)的生態(tài)環(huán)境問題。人類開始迫切的尋求緩解危機(jī)和改善環(huán)境的方法。生物質(zhì)能源與化石燃料組成相似,引起了人類的關(guān)注和重視,經(jīng)過長時(shí)間的探索歷程,由生物質(zhì)制備替代燃料成為最具潛力的方法,尤其是以不可食用的油脂作為原料。近年來,航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展勢頭迅猛,但是面臨的環(huán)境保護(hù)責(zé)任也越來越大,因此清潔的航空燃料成為航空運(yùn)輸業(yè)迫切的需求。雖然油脂替代石化燃料的歷史悠久,但是制備與石化燃料組分相近的技術(shù)到目前才成為發(fā)展的高潮,研究制備石油基燃料的常用方法是兩步法,首先不飽和油脂加氫成為飽和油脂以及催化脫氧,第二步,催化選擇性裂化和異構(gòu)化獲得需要的烴基產(chǎn)品。兩步法操作繁雜且能耗大,因此近年來開始探索一步法直接催化獲得品質(zhì)較高的烴基燃料。一步法制備航空煤油組分的核心在于催化劑的構(gòu)建和最佳反應(yīng)條件的選取,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)油脂的脫氧和選擇性裂化異構(gòu)化,主要獲得C8~C16烴類組分。因此本研究開始對(duì)30多種新型催化劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,以油酸甲酯為模型探針遴選了出了負(fù)載Pd為活性金屬,Al2O3與分子篩BET組合為載體的催化劑,對(duì)比分析了油酸甲酯和小桐子油的催化反應(yīng),并對(duì)針對(duì)所選取的催化劑進(jìn)行了反應(yīng)條件的影響研究和最佳反應(yīng)條件探索。實(shí)驗(yàn)選用的是高溫高壓反應(yīng)釜,在比較溫和的反應(yīng)條件范圍內(nèi)針對(duì)小桐子油和橡膠籽油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,研究了影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的5個(gè)控制因素:反應(yīng)溫度,氫氣壓力,催化劑用量,反應(yīng)時(shí)間和攪拌轉(zhuǎn)速,最后采用優(yōu)化實(shí)驗(yàn)確定各因素間的作用和最佳的反應(yīng)條件。本實(shí)驗(yàn)對(duì)反應(yīng)條件的影響研究首先進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn),單因素實(shí)驗(yàn)確定的最佳反應(yīng)條件分別為:小桐子油:反應(yīng)溫度為300℃,氫壓為2.5MPa,油劑比為30:1,反應(yīng)時(shí)間為5h,反應(yīng)轉(zhuǎn)速為100rpm;橡膠籽油:反應(yīng)溫度為310℃,氫壓為3MPa,油劑比為15:1,反應(yīng)時(shí)間為5h,反應(yīng)轉(zhuǎn)速為50rpm。在單因素最佳的反應(yīng)條件下,小桐子油的反應(yīng)結(jié)果為:總烴類含量為95.15%,C8~C16烴類為73.06%;橡膠籽油的反應(yīng)結(jié)果為:總烴含量為99.23%,C8~C16烴類含量為70.52%。最后選取了小桐子油為代表原料,對(duì)有顯著影響的三個(gè)因素:溫度、氫壓、轉(zhuǎn)速做了優(yōu)化實(shí)驗(yàn),獲得了可靠的模型,并確定了相應(yīng)的最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度為310℃,氫壓為2.48MPa,轉(zhuǎn)速為86.17rpm時(shí)為實(shí)驗(yàn)最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù),在此條件下預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為總烴類含量99.20%,C8~C16烴類的百分含量為74.72%。為驗(yàn)證模型的可靠性,以此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果,總烴類99.98%,C8~C16為73.86%。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì)能 植物油 加氫脫氧 催化裂化 航空煤油
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V312
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 前言9-10
• 1.2 油脂與航空燃料10-14
• 1.2.1 油脂的組成及制備替代燃料的發(fā)展10-13
• 1.2.2 航空燃料的組成及特性13-14
• 1.3 制備航空煤油的研究現(xiàn)狀14-21
• 1.3.1 生物航空煤油的研究進(jìn)展14-16
• 1.3.2 生物航空煤油的制備工藝16-19
• 1.3.3 加氫工藝反應(yīng)機(jī)理19-21
• 1.4 本文的研究目的和內(nèi)容21-24
• 1.4.1 主要研究目的21-22
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容22-23
• 1.4.3 研究特色與創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-31
• 2.1 原料與儀器24-27
• 2.1.1 化學(xué)試劑24
• 2.1.2 原材料24-25
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器25-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)路線及實(shí)驗(yàn)方法27-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)路線27
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法27-29
• 2.2.3 數(shù)據(jù)處理29-31
• 第3章 催化劑的遴選31-45
• 3.1 以油酸甲酯為模型探針的催化劑遴選31-40
• 3.1.1 油酸甲酯的制備31
• 3.1.2 催化劑遴選31-40
• 3.2 遴選的催化劑對(duì)小桐子油的催化反應(yīng)40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第4章 單因素實(shí)驗(yàn)研究分析45-58
• 4.1 油脂的組成特性及催化劑特點(diǎn)45-46
• 4.1.1 油脂的特性45-46
• 4.1.2 催化劑的特性46
• 4.2 溫度對(duì)反應(yīng)的影響46-51
• 4.2.1 溫度對(duì)脫氧率和選擇性的影響46-50
• 4.2.2 溫度對(duì)芳烴的影響50-51
• 4.3 氫壓對(duì)反應(yīng)的影響51-53
• 4.4 催化劑用量對(duì)反應(yīng)的影響53-54
• 4.5 時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響54-55
• 4.6 攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)反應(yīng)的影響55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-58
• 第5章 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)58-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)58-59
• 5.2 結(jié)果與分析59-65
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果59-60
• 5.2.2 模型建立與顯著性檢驗(yàn)60-65
• 5.3 實(shí)驗(yàn)小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 研究總結(jié)66-67
• 6.2 建議與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與課題情況73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊曉梅;長鏈正構(gòu)烷烴在多功能催化劑上的擇形異構(gòu)化[D];中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2006年

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本文編號(hào)：952815