生物乙醇技術(shù)的不斷發(fā)展,為多種以乙醇為原料的生產(chǎn)工藝提供了便宜豐富的原料來源。本論文開發(fā)了一種利用生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為高能量密度航空燃料的新工藝,以乙醇為原料,獲得了高附加值的產(chǎn)品。該工藝不依賴化石資源,結(jié)合部分成熟技術(shù),具有原料來源豐富、操作簡單等特點(diǎn)。本文對該工藝涉及到的部分問題進(jìn)行了深入研究。（1）從乙醇到最終產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化,經(jīng)歷了乙醇到丁二烯、丁二烯到環(huán)十二碳三烯、環(huán)十二碳三烯異構(gòu)環(huán)化與精制四步;（2）使用SVUV-PIMS技術(shù)觀測了乙醇到丁二烯過程中的活潑中間體,確認(rèn)了 MPV反應(yīng)機(jī)理中活潑中間體3-羥基丁醛的存在;（3）在乙醇到丁二烯的反應(yīng)體系中,還有乙烯酮等多種活潑中間體存在,催化劑脫水能力和脫氫能力的平衡是催化劑優(yōu)化的方向;（4）HND-580固體酸催化劑和Pt/Al2O3催化劑分別用于環(huán)十二碳三烯異構(gòu)和高密度燃料前驅(qū)體精制,效果良好,所得產(chǎn)品主要成分為三環(huán)[6,4,0,02,6]十二烷,其他成分均含有多環(huán)結(jié)構(gòu);（5）二氧化碳的轉(zhuǎn)化和利用對于生物質(zhì)開發(fā)過程意義重大,本論文開發(fā)的CZZ/AC-N甲醇合成催化劑,在340℃有理想的甲醇收率（9.1%）。 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－２?（ａ）?ＭｇＯ／Ｓｉ〇２催化劑ＴＥＭ圖像及ｍａｐｐｉｎｇ分析：（ｂ）?０元素、（ｃ）?Ｍｇ元素和??（ｄ）?Ｓｉ元素

?北京化工大學(xué)碩士研宂生學(xué)位論文????????＾?＾?Ｉ??ｆ?——Ｓｉ〇２??Ｂ??ＭｇＯ?＊０．１??＾??ＭｇＯ／Ｓｉ０２?＊０．５??川１１＿＿１１１１１＊？？?■?？?＇｜＾，｜？ｌ｜ＭＩＬ＿一?．．入１ｉ?ｎ?＿．．？?．．．??Ａ．?Ａ??，Ｉ＊Ｉ＂Ｉ＇ＩＩＩ＂Ｉ＇Ｉ＇Ｉ＇??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２Ｔｈｅｔａ?（°）??圖３－４三種催化劑ＸＲＤ譜圖??Ｆｉｇ．３－４?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃａｔａｌｙｓｔ．??ＸＲＤ結(jié)果中２０？３０°的寬峰為不定型的Ｓｉ０２。其余兩組樣品中，ＭｇＯ特征??峰具有較高的信號強(qiáng)度，表明在催化劑制備過程中，鎂鹽最終轉(zhuǎn)化成了?Ｍｇ０。??在ＭｇＯ／Ｓｉ０２催化劑的ＸＲＤ譜圖中，沒有觀察到其它物質(zhì)的衍射峰。其他研究??和實(shí)驗(yàn)表明該催化劑中存在Ｍｇ－０－Ｓｉ的化學(xué)鍵，這可能是ＭｇＯ／Ｓｉ０２催化劑中兩??組分形成的了非晶相物質(zhì)，無法通過ＸＲＤ獲得相關(guān)信息。??３．３?３－羥基丁醛的觀測??本部分實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橥ㄟ^實(shí)驗(yàn)直接觀察反應(yīng)過程中是否有３－羥基丁醛的生成。??ＳＶＵＶ－ＰＩＭＳ具有較高的分子量（質(zhì)荷比）分辨率，經(jīng)過標(biāo)定后，可以計(jì)算出待??定性物質(zhì)的精確分子量，從而確定其分子式。在實(shí)驗(yàn)中，觀察到了分子量與３－羥??基丁醛分子量近似的物質(zhì)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該物質(zhì)即３－羥基丁醛的猜想，設(shè)計(jì)了??反應(yīng)位點(diǎn)毒化實(shí)驗(yàn)，依據(jù)待定性物質(zhì)的反應(yīng)行為驗(yàn)證猜想正確。本部分實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)??了在實(shí)驗(yàn)中直接觀測到３－羥基丁醛的存在，為催化劑的設(shè)計(jì)提供了參考。??本部分實(shí)驗(yàn)選擇在恒定溫度下進(jìn)行，使

?第三章乙醇到丁二烯過程中反應(yīng)中間體的觀測???￣?Ｒｂ）??１７００－?２??１６００?－?￣??＾?，?Ａ?ｖ?＼２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??ｓ?１５００?■?、??ｇ?，??Ａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ?＼??－、。：?＇??１３００－??１２００－１???１???１???１???１???１???１００?２００?３００?４００?５００?６００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（°Ｃ）??圖３－６?（ａ）反應(yīng)溫度對信號強(qiáng)度的影響和（ｂ）空白實(shí)驗(yàn)質(zhì)譜圖??Ｆｉｇ．３－６?（ａ）?Ｔｈｅ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?ｖｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ｍａｓｓ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｂｌａｎｋ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．??３．３．２反應(yīng)位點(diǎn)毒化實(shí)驗(yàn)??為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中觀察到分子量為８８的物質(zhì)即為３－羥基丁醛，設(shè)計(jì)進(jìn)??行了反應(yīng)位點(diǎn)毒化實(shí)驗(yàn)。先前的研宄表明，Ｍｇ０／Ｓｉ０２催化劑表明的酸堿平衡對??于催化效果有顯著影響。ｃｏ２是一種弱酸分子，當(dāng)使用Ｃ０２作為載氣時(shí)，催化劑??表面的堿性活性中心將受到抑制。由于Ｃ〇２分子與催化劑的結(jié)合力較弱，當(dāng)停止??使用Ｃ０２作為載氣后，催化劑的活性將逐漸恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)過程中，部分產(chǎn)物和中間??體隨載氣改變的變化趨勢如圖３－７所示。??實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開始通入Ｃ〇２后，乙醇的進(jìn)樣并未受到影響，信號強(qiáng)度僅有??輕微波動(dòng)，但產(chǎn)物丁二烯的信號強(qiáng)度明顯下降，催化劑反應(yīng)活性變?nèi)�。乙烯信�??強(qiáng)度有輕微下降，同時(shí)可以觀察到乙醛有一定程度的積累，表明催化劑的脫水性??能受到抑制。此時(shí)，３－輕基丁醛會因消耗量減少而在氣相中富集，反映為信號強(qiáng)??度的增加。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高密度航空航天燃料合成化學(xué)[J]. 潘倫,鄧強(qiáng),鄂秀天鳳,聶根闊,張香文,鄒吉軍.  化學(xué)進(jìn)展. 2015(11)
[2]合成高密度烴類燃料研究進(jìn)展[J]. 熊中強(qiáng),米鎮(zhèn)濤,張香文,邢恩會.  化學(xué)進(jìn)展. 2005(02)

博士論文
[1]在線光電離質(zhì)譜應(yīng)用于煤熱解研究[D]. 朱亞楠.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]基于非食用油脂的生物液體燃料制備工藝研究[D]. 王萌.北京化工大學(xué) 2016
[3]光電離質(zhì)譜技術(shù)在典型廢棄聚合物熱解研究上的應(yīng)用[D]. 王毓.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]寬壓力層流預(yù)混火焰實(shí)驗(yàn)平臺研制[D]. 周忠岳.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和催化劑的研究[D]. 車軼菲.華東理工大學(xué) 2019
[2]生物基含氧化合物加氫脫氧制航空燃料研究[D]. 居超.北京化工大學(xué) 2016
[3]乙醇合成1，3-丁二烯的研究[D]. 朱強(qiáng)強(qiáng).北京化工大學(xué) 2015
[4]合成氣間接合成燃料乙醇的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王海霞.浙江大學(xué) 2015
[5]甲醇羰基化制醋酸催化體系的研究[D]. 袁小超.重慶大學(xué) 2010



本文編號：3256132