【摘要】：隨著石化能源供需矛盾及環(huán)境污染日趨加劇,清潔可再生能源——生物油加工利用轉(zhuǎn)化為生物燃料的研究日漸受到人們的重視。共裂解反應(yīng)由于物質(zhì)之間的協(xié)同效應(yīng),可以簡單有效地提升產(chǎn)物的品質(zhì)而被賦予獨特的化工應(yīng)用前景。論文選用較有代表性的愈創(chuàng)木酚作為生物油模型化合物,以廣泛使用的HZSM-5分子篩作為催化劑,對特定條件下愈創(chuàng)木酚的催化熱共裂解反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。探究了共裂解物之間比例、共裂解物中含水率、不同種類共裂解物質(zhì)、不同碳數(shù)共裂解物質(zhì)對共裂解反應(yīng)的影響,并推測了反應(yīng)的脫氧機理。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：(1)在探究共裂解物比例對反應(yīng)的影響時,將丁醇和愈創(chuàng)木酚混溶后作為反應(yīng)物。隨著反應(yīng)物中愈創(chuàng)木酚和丁醇比例的減少,油相產(chǎn)物的含水率逐漸增高；催化劑積碳量和碳?xì)浠衔锸章手饾u減少。通過和逐一進(jìn)料的對比組相比,共裂解反應(yīng)對產(chǎn)物品質(zhì)有較大的提升作用。(2)以目標(biāo)產(chǎn)物——碳?xì)浠衔锏氖章士啥x共裂解的協(xié)同系數(shù)。在愈創(chuàng)木酚和丁醇的比例為3：1、2：1、1：1、1：2、1：3時,反應(yīng)協(xié)同系數(shù)分別為0.11、0.29、0.32、0.39、0.15。愈創(chuàng)木酚和丁醇比例為3：1或1：3時,協(xié)同系數(shù)都較低,當(dāng)兩者比例為1：2時協(xié)同系數(shù)最高達(dá)到0.39,在此比例下,愈創(chuàng)木酚和丁醇的共裂解會有較好的協(xié)同作用。(3)在探究共裂解物中含水率對反應(yīng)的影響時,隨著反應(yīng)物中的含水率逐漸增加時,催化劑積碳量先增加后減少,碳?xì)浠衔锏氖章蕼p少,油相產(chǎn)物品質(zhì)快速下降�？梢姺磻�(yīng)物中含水率的增加對共裂解反應(yīng)有不利影響。通過和逐一進(jìn)料的對比組比較可得在反應(yīng)物含水率為0%、10%、20%、30%、40%時,共裂解的協(xié)同系數(shù)分別為0.316、0.188、-0.059、-0.149、-0.255。在反應(yīng)物含水的情況下,反應(yīng)物中較高的含水率會對共裂解反應(yīng)起到負(fù)協(xié)同作用。所以生物油中所含的15%-30%的水分會對其提質(zhì)改性造成阻礙。(4)在探究不同種類共裂解物質(zhì)對反應(yīng)的影響時,將丁醇、丁酮、丁酸為代表的三類物質(zhì)作為共裂解物。丁酸組的油相產(chǎn)物水分含量最高,丁酮組的油相產(chǎn)物熱值最低。丁醇組的油相產(chǎn)物品質(zhì)最好,其含水率為0.91%,熱值達(dá)到最高的39.80MJ/kg。所以醇類是以是三者中較優(yōu)的共裂解物質(zhì)。(5)在探究不同碳數(shù)共裂解物質(zhì)對反應(yīng)的影響時,將甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇作為共裂解物質(zhì)。隨著共裂解醇類碳數(shù)的增加,水相收率減少,催化劑積碳量增加,油相品質(zhì)逐漸提高。油相產(chǎn)物的品質(zhì)在戊醇組達(dá)到最優(yōu),其油相產(chǎn)物的熱值為40.8 MJ/kg,含水量為1.4%,在不同碳數(shù)的醇類作為共裂解物質(zhì)時,戊醇是較優(yōu)的共裂解物。
【圖文】：

２．２實驗裝置和步驟逡逑２．２．１實驗裝置逡逑實驗裝置示意圖如圖２－１所示。管式固定床反應(yīng)器主體的長度３８０ｍｍ，內(nèi)徑逡逑１６ｍｍ，材質(zhì)為３１６Ｌ不誘鋼。其外端用電加熱套提供熱源，，熱電偶和溫控柜組成逡逑的體系檢測和控制加熱套濕度，從而控制管式反應(yīng)器內(nèi)催化反應(yīng)的溫度。在管式逡逑反應(yīng)器上端連接有進(jìn)液系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)。其中進(jìn)氣系統(tǒng)由氣體鋼瓶、減壓閥、氣逡逑體流量計組成。進(jìn)氣系統(tǒng)主要作用是在反應(yīng)前置換出其中的空氣，反應(yīng)后對體系逡逑內(nèi)殘留的反應(yīng)物進(jìn)行吹掃。進(jìn)液系統(tǒng)由反應(yīng)液、蠕動聚組成，其主要作用是用蠕逡逑動索將反應(yīng)物Ｗ恒定的速率通入體系中進(jìn)行催化熱裂解反應(yīng)。反應(yīng)后的裂解產(chǎn)物逡逑氣體經(jīng)過管式反應(yīng)器下端的循環(huán)冷凝聚得到冷卻，從而收集到可冷凝液體產(chǎn)物。逡逑反應(yīng)所得的不可冷凝氣體產(chǎn)物經(jīng)氣體緩沖瓶排出。實驗所得固體產(chǎn)物即催化劑結(jié)逡逑焦在實驗結(jié)束并冷卻后，收集并分析。逡逑１８逡逑

愈創(chuàng)木^冢合麓煎義賢跡常憊擦呀馕銼壤源呋粱劑坑跋戾義嫌賞跡常笨芍孀龐茨究岷拖麓急壤募跣�，催化紤倌积碳率蛀[ゼ跣�。辶x顯謨茨究岷停源急壤常海筆貝锏階畬蟮模保玻矗罰�，当愈创募m液拖麓急壤保海沖義鮮苯檔偷劍叮罰ァ８藎齲錚恚搴停祝椋歟歟椋幔恚笤冢保梗梗短岢齙撓行О碧急鵲母拍睿簦鰨哄義希儒澹擼齲常危玻埃玻渝義霞牽藉澹緬義峽桑準(zhǔn)撲愕糜茨咀玫撓行О碧急任埃福擔(dān)辶舜嫉撓行О碧急任�。所Ｗ当体辶x舷抵械撓茨究嵯嘍院扛呤保哂薪系陀行О碧急鵲撓茨久付源呋戀幕煎義狹懇簿拖嘍越細(xì)�。当愈创木酷和Ｔ醇抵\壤保海筆保呋戀幕劑坑幸桓雒饗藻義系腦黽櫻飪贍蓯且蛭茨緹a和Ｔ醇共裂解時可Ｗ產(chǎn)生較高含量的居類物質(zhì)，逡逑其中大部分是芳香控類物質(zhì)，當(dāng)芳香輕含量高時，也更易于在催化劑上形成積碳逡逑前驅(qū)體
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ211;TK6

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2 ;秸稈煉成生物油[J];中國農(nóng)村科技;2006年07期

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本文編號：2667436