【摘要】：生物油是生物質(zhì)在無氧與中溫下快速熱裂解的液體產(chǎn)物,有望替代傳統(tǒng)化石燃料成為新型燃料,但其高含水率、高酸性、高含氧率、低熱值及熱穩(wěn)定性差的缺點導(dǎo)致無法直接用作燃料使用,因此必須對其進行精制改質(zhì)。催化裂化是一種十分重要的生物油精制方法,能夠?qū)崿F(xiàn)生物油組分的徹底改變。催化裂化以常壓反應(yīng)條件溫和且無需還原性氣體的優(yōu)勢,一直為專家學(xué)者所關(guān)注。催化裂化反應(yīng)常用的的微孔分子篩和有序介孔材料均由于自身的缺陷而在應(yīng)用上受到限制,本文采用微介孔多級孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)合分子篩來提高催化活性和抗積炭性能。關(guān)于粗生物油含水率高的問題,本文采用減壓蒸餾方式得到生物油高沸點餾分。針對目前生物油(H/C)eff較低的問題,本文提出添加乙醇與減壓蒸餾生物油進行共催化裂化的思路,旨在降低精制生物油中酸性物質(zhì)含量,并對精制后氣、液和固體產(chǎn)物的分布進行分析。本文采用減壓蒸餾生物油與無水乙醇以2:3(質(zhì)量比)混合為原料,在固定床中ZSM-5/MCM-41和Ni-ZSM-5/MCM-41分子篩上共催化裂化,考查了反應(yīng)溫度,質(zhì)量空速(WHSV)和金屬負載量對裂化產(chǎn)物的影響。對ZSM-5/MCM-41和Ni-ZSM-5/MCM-41進行了NH3-TPD、H_2-TPR、BET和N_2吸附-脫附等表征,對裂化氣體產(chǎn)物通過氣相色譜儀分析,減壓蒸餾生物油和精制生物油采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行定量分析。研究發(fā)現(xiàn):反應(yīng)溫度500℃,WHSV 3.75 h-1時,精制生物油中有11.7%酯類物質(zhì)和4.6%芳香烴,酸類物質(zhì)從減壓蒸餾脫水后生物油中的25.6%降至反應(yīng)后的0.1%,效果顯著,且精制生物油產(chǎn)率為46.8%。在反應(yīng)溫度為500℃、WHSV3.75 h-1條件下對使用不同Ni負載量催化劑的研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)Ni負載量為6wt.%時,有機酸含量降至0.1%,氣體產(chǎn)物中CO_2和CO濃度總和為36.8%,相較于ZSM-5/MCM-41,6 wt.%Ni-ZSM-5/MCM-41有較好的脫氧效果。采用減壓蒸餾生物油與乙醇在金屬負載微介孔分子篩上共催化裂化能夠有效地降低生物油內(nèi)酸含量和氧含量,采用等體積浸漬法制備的Ni-ZSM-5/MCM-41復(fù)合分子篩有較高活性,此共催化裂化方法令生物油的品質(zhì)得到提升,為后續(xù)生物油工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【圖文】：

通過共邊連接五硅鏈結(jié)構(gòu)，如圖度為 300~600℃[59]，較高的比表面優(yōu)勢令 ZSM-5 顯示出較好的催化SM-5 經(jīng) H 離子交換制得的強酸篩是最常用的催化劑之一。HZSM進生物油組分脫氧和脫羧基，與此化和低聚等反應(yīng)，將含氧生物油轉(zhuǎn)

MCM-41 MCM-48 MCM-50圖 1-3 M41S 型的三種結(jié)構(gòu)[56]Figure 1-3 Three structures of M41S type[56]tephanidis 等[63]對 HZSM-5 和 Al-MCM-41 為催化劑來催化生物質(zhì)熱并對反應(yīng)后的組分進行了研究分析，結(jié)果表明加入 HZSM-5 后精制低，，水含量和氣體產(chǎn)物含量升高，而 Al-MCM-41 和 HZSM-5 的影響
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TE667

【參考文獻】

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本文編號：2559867