【摘要】：作為一種重要的可再生能源,水生植物因其光合作用效率高、分布廣、環(huán)境適應能力強、生長周期短等突出特點而日益倍受關注。水生植物收獲時含水量較高。因此,采用超(亞)臨界水處理水生植物制備生物燃料有望是一條潛在可行的途徑。論文以高水分水生植物為研究對象,先進行亞臨界水熱液化制取液化油,繼而對液化油進行氫化改質,脫去其中的氮、硫、氧,最終制備出高品質液態(tài)烴燃料。主要研究結果如下:1.不同水生植物水熱液化及液化油改性提質對比研究首先,采用不銹鋼間歇式反應釜對比了四種微藻(微綠藻、小球藻、螺旋藻、裂殖壺藻)和四種大藻(條滸苔、海帶、浮萍、紫菜)在350°C,1 h條件下的水熱液化行為。結果顯示,以微藻為原料所得液化油的產(chǎn)率均高于以大藻為原料所得液化油的產(chǎn)率,且微藻原料脂肪含量越高,所得液化油產(chǎn)率越大。其次,采用與水熱液化相同的反應釜,以四氫萘為供氫劑,對比考察了上述8種液化油在400°C、1 MPa初始氦氣壓力、10 wt.%Ru/C反應條件下的脫氮、脫硫和脫氧反應行為。結果顯示,微藻液化油改質所得改質油產(chǎn)率普遍高于大藻液化油改質所得改質油產(chǎn)率。改質油的熱值均高于其相應液化油的熱值,而N、S、O的含量均低于其相應液化油。在所有改質油中,微綠藻液化油改質所得改質油和條滸苔液化油改質所得改質油的N、O、S含量較低。2.超臨界水中雙組分催化劑催化微藻預處理油改性提質在400°C和4 h條件下,采用間歇式反應釜考察了幾種不同催化劑混合物對微藻液化油經(jīng)氫化預處理所得預處理油的水熱氫化脫氧和脫氮的催化活性。在水熱條件下,絕大多數(shù)雙組分催化劑可抑制積碳的生成。所有雙組分催化劑均表現(xiàn)出非常好的脫氧、脫氮尤其是脫硫活性。其中,Ru/C+Mo2C、Ru/C+Pt/γ-Al2O3和Ru/C+Pt/C分別表現(xiàn)出最好的脫O、脫N和脫S活性,其催化所得改質油的O、N、S含量分別為0.1、1.8、和0.065 wt.%。所得改質油主要成分為飽和烴,其含量不低于40 wt.%.3.超臨界水中分子篩催化微藻預處理油水熱改性提質首先,在350°C、60 min條件下水熱制備一定量的微藻生物原油;其次,將所得原油在350°C和6 MPa H2條件下預處理4 h得到微藻預處理油;最后將預處理油在400°C、4 h、6 MPa初始H2壓力、10 wt.%分子篩催化劑條件下進行水熱(ρH20=0.025 g/cm3)氫化改質。實驗選取9種分子篩催化劑,考察其對改質產(chǎn)物分布以及改質油性質(元素組成和熱值)的影響。研究發(fā)現(xiàn),分子篩種類對改質油產(chǎn)率和性質均有不同程度的影響,其中SAPO-11所得改質油產(chǎn)率最低為42.4wt.%,而MCM-41所得改質油產(chǎn)率最高為54.5 wt.%。相比于無催化改質反應,所有分子篩催化劑均可促進預處理油的脫N、脫O和脫S,其中HY(5%Na2O)、HY(0.8%Na2O)和HZSM-5(SiO2/Al2O3=25:1)分別表現(xiàn)出了最好的脫N,脫O和脫硫S活性。HZSM-5型分子篩催化所得改質油中400°C以下餾分含量最高可達95.6%。
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK6

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄭佑軍;;液化油加氫改質過程的探討[J];武漢鋼鐵學院學報;1985年02期

2 朱曉蘇,王雨,杜淑鳳,鄭建國,張帆;重質液化油延遲焦化的研究[J];煤炭轉化;1998年02期

3 楊中志;蔣劍春;徐俊明;胡億明;;木屑復合溶劑液化及液化油的組分分離試驗研究[J];可再生能源;2012年10期

4 朱曉蘇,王雨,杜淑鳳,鄭建國,章帆;重質液化油延遲焦化工藝及產(chǎn)品的研究[J];煤炭學報;2000年S1期

5 宋瑞娟;張強;;不同溶劑對水不溶性秸稈液化油組成成分的萃取率[J];貴州農(nóng)業(yè)科學;2018年04期

6 劉曉臣;Bas Maase;Henk Dirkzwager;;未來的烷基苯原料:天然氣液化油[J];日用化學品科學;2016年07期

7 王迎春;凌開成;申峻;張海軍;;神華煤液化油餾分密度的分析測定[J];煤炭轉化;2006年02期

8 朱繼升,Lawrence P.Norcio,Edwin L.Kugler,Dady B.Dadyburjor,楊建麗,劉振宇,鐘炳;兩種煙煤的液化及液化油的組成特征研究[J];燃料化學學報;2001年03期

9 谷小會;黃澎;李文博;艾軍;;液化油中含氮化合物的研究進展[J];潔凈煤技術;2011年04期

10 楊春雪;馮杰;徐英;;神華煤液化油窄餾分的臨界性質[J];燃料化學學報;2008年05期

相關會議論文 前4條

1 朱曉虎;趙新;喬愛新;唐軍;;準東固體煤加氫液化油成分的NMR研究[A];第十七屆全國波譜學學術會議論文摘要集[C];2012年

2 王楓;段培高;;花生秧液化油與廢機油耦合的改質研究[A];2015年中國化工學會年會論文集[C];2015年

3 許玉平;段培高;;不同藻類水熱液化及液化油改性提質對比研究[A];2015年中國化工學會年會論文集[C];2015年

4 李世昌;段培高;;微藻水熱液化油的蒸餾特性研究[A];2015年中國化工學會年會論文集[C];2015年

相關博士學位論文 前5條

1 廟榮榮;褐煤及苯酚亞/超臨界乙醇液化研究[D];昆明理工大學;2018年

2 劉紹鵬;稻殼液化油的選擇性分離、分析和酯化[D];中國礦業(yè)大學;2011年

3 張冀翔;生物油在亞臨界、超臨界流體中的制備與提質改性研究[D];浙江大學;2013年

4 徐熠;CO+H_2O系統(tǒng)中褐煤直接液化的基礎研究[D];華東理工大學;2010年

5 王志紅;神華不粘煤和勝利褐煤與生物質共液化反應研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 許玉平;水生植物水熱液化及液化油改性提質[D];河南理工大學;2016年

2 左志越;楊木屑多元醇液化及聚氨酯泡沫材料的制備[D];中國林業(yè)科學研究院;2011年

3 趙凌云;臨氫緩和條件下的煤油共煉技術研究及初步工藝設計[D];中國石油大學(華東);2016年

4 李秉碩;源頭調質生物航空燃油制備及改性研究[D];沈陽航空航天大學;2014年

5 楊中志;木屑加壓液化與液體產(chǎn)物分級制備燃料油過程研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2013年

6 閆曉敏;添加物作用下生物質在亞臨界水/乙醇中的液化行為[D];山西師范大學;2016年

7 張曉華;鈣鈦礦型復合氧化物催化蔗渣高壓液化反應的研究[D];南昌大學;2016年

8 王敏;義馬煤直接液化性能的研究[D];河南理工大學;2011年

9 盧婷婷;竹材制漿備料廢棄物液化及產(chǎn)物制備聚氨酯阻燃保溫材料研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2014年

10 陳會會;褐煤亞/超臨界水液化轉化研究[D];昆明理工大學;2014年

，

本文編號：2615841