【摘要】：生物質的利用能夠緩解當前化石燃料短缺及環(huán)境污染等問題�？焖贌崃呀饧夹g能夠將生物質轉化為液體生物油,但粗制的生物油燃料品質較差,必須要進行提質改性。催化裂化是一種重要的改性技術,但由于生物油組成復雜,全組分生物油裂化結焦率很高。通過分子蒸餾得到的生物油蒸出餾分富集了反應活性較高的酸類和酮類,相比全組分生物油更適宜裂化。因此本文針對生物油蒸出餾分及其�；镩_展催化裂化研究。為了克服生物油組分由于其低有效氫碳比導致的裂化易結焦問題,引入醇類進行共裂化。首先選取環(huán)戊酮、羥基丙酮和乙酸三種模化物,在HZSM-5上對比它們單獨裂化以及與甲醇或乙醇共裂化反應特性,發(fā)現(xiàn)醇類添加能有效提高液體烴類產(chǎn)率。同時,乙醇對于液體烴類形成的促進作用要優(yōu)于甲醇。研究認為醇類轉化產(chǎn)生的富余氫能夠供給生物油組分脫氧使其定向轉化為高氫碳比的烴類,從而提高液體烴類產(chǎn)率并抑制焦炭生成。隨后考察�；锘旌衔锱c乙醇共裂化特性,發(fā)現(xiàn)30%�；锘旌衔�70%乙醇是合適的摻混比例。在模化物研究基礎上,開展生物油蒸出餾分與乙醇在HZSM-5上共裂化研究,發(fā)現(xiàn)提高反應溫度和壓力都有利于液體烴類產(chǎn)物形成。在最佳工況下,油相產(chǎn)率達到25.9%以上,其中烴類含量在98%以上,但也伴隨較多C3-C4烴類形成�；谶@一現(xiàn)象,通過負載金屬氧化物對HZSM-5進行改進,發(fā)現(xiàn)在含有酸酮酚模化物混合物與乙醇共裂化時,ZnO/HZSM-5和CuO/HZSM-5由于快速失活,液體烴類產(chǎn)率很低。Ga2O3/HZSM-5活性最高,因為Ga203存在促進芳構化作用并更好地維持催化劑活性。隨后結合Ga2O3/HZSM-5開展�；锘旌衔锱c乙醇共裂化的系統(tǒng)性研究,發(fā)現(xiàn)提高Ga2O3負載量和反應溫度以及降低反應物質量空速有利于液體烴類的形成。結合優(yōu)化工況開展蒸出餾分與乙醇在Ga2O3/HZSM-5上共裂化研究,獲得了33.1%的油相產(chǎn)率,其中烴類含量高于98%,焦炭產(chǎn)率僅為2.2%。加氫裂化也是裂化的改進方式,考慮到部分生物油蒸出餾分可用于催化重整從而為其余餾分加氫裂化提供氫氣,作為該技術路線的初步探索,本文結合Ni/nano-Al2O3催化劑開展生物油�；�(乙酸、羥基丙酮和苯酚)的催化重整研究,發(fā)現(xiàn)提高反應溫度、反應物水碳比、催化劑裝填量和Ni負載量都能提高反應物轉化率和氫氣產(chǎn)率。
【圖文】：

（２）循環(huán)流化床反應器逡逑與鼓泡流化床反應器相叱，循環(huán)流化床反應器的主要區(qū)別是主反應器內的床料也被吹逡逑出主反應器而與焦炭一起在旋風分離器中被分離下來進入燃燒器，如圖１－２所示。焦炭在逡逑燃燒器中燃燒后加熱床料，隨后熱的床料返回主反應器用于加熱生物質物料。只要反應器逡逑設計合理，可Ｗ較好地實現(xiàn)床料循環(huán)和反應自供熱，但是缺點是操作較為復雜。加拿大逡逑Ｅｎｓｙｎ公司在生物質循環(huán)流化床熱裂解領域具有豐富的經(jīng)驗，該公司協(xié)助ＥＮＥＬ公司在意逡逑大利搭建了邋６５０ｋｇ／ｈ的生物質熱裂解工廠［１４，邋１５］。同時該公司還在美國和加拿大分別建立逡逑了邋１７００ｋｇ／ｈ和２０００ｋｇ／ｈ的循環(huán)流化床熱裂解裝置［１６］。逡逑４逡逑

圖１－２循環(huán)流化床反應器原理逡逑（３）旋轉維反應器逡逑旋轉錐反應器的原理如圖１－３所示。生物質物料與熱的石英砂從主反應器上方一起進逡逑入錐體的底部，當錐體開始旋轉時，由于離也、力的原理，，生物質物料與熱石英砂一起沿著逡逑高溫壁面螺旋上升，此時生物質物料發(fā)生熱裂解形成揮發(fā)分和焦炭。揮發(fā)分從錐體的上方逡逑離開后經(jīng)過旋風分離和冷凝得到生物油和尾氣。焦炭和石英砂從旋轉}宓牟嗝鎎順齠義先肴忌掌鰨固吭諶紀炱髦腥忌占尤仁⑸�，随汗a鵲氖⑸爸匭掠肷鎦飾锪弦黃鸞脲義閑噸�。旋转锥窂摩启|怯珊衫跡裕鰨澹睿簦宕笱Х⒚鰨郟保罰藎⒂珊衫跡攏裕槍窘徊椒⒄瑰義希郟保福蕁Ｄ殼案霉炯壕幸桓觶玻擔埃耄紓璧男斗從ψ爸迷諑砝次餮竊誦�，随后淤|芪五義轄ㄔ煲桓觶擔埃簦淶男斗從ψ爸茫幣桓觶保玻埃簦淶納鎦嗜攘呀饌醭д誄锘校郟保梗蕁ｅ義希茫瑁幔蟈義希悖錚恚猓酰簀寤蟈�、＿辶x希蟈巍╁澹疲歟酰邋澹紓幔簀義希�？‘‘邋Ｐｙ}錚燁桑椋簀澹紓幔螅澹簀危懾澹掊澹掊澹懾義希幔睢＃觶幔穡錚酰潁簀危皺義希危翦騫丁�。媝邐Ｉ逡逑／應石鳴立琴與邋．；＾邋■邋ＨＯＩ邋ｓａｎｄ邐Ｃ蘭告逡逑＼邋．……－從原‘，：谷，Ｊｉｌ—…‘邐Ｒｗｔｏｒ邐１邐邐逡逑＞－■逡逑Ｖｊｆ邋＾Ａ邐：ｚ昔
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK6

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本文編號：2693384