發(fā)布時間：2020-07-19 06:23

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展,各國對于能源的需求迅速增加,而化石燃料因其不可再生、儲量有限的特點,導(dǎo)致能源供應(yīng)問題日趨凸顯,開發(fā)可再生能源的任務(wù)更加緊迫。生物油被認(rèn)為是一種重要的化石燃料替代品,是近年來國內(nèi)外研究的重點之一。但熱解生物油存在著高黏度、高腐蝕性、高含水率、對設(shè)備損耗大等問題,使其無法作為普通燃料直接使用,所以生物油必須經(jīng)過精制轉(zhuǎn)化為更優(yōu)質(zhì)的燃料油。本文通過甲醇原位制氫加氫的轉(zhuǎn)化路徑,將甲醇水相重整制氫與生物油原位加氫耦合的原位加氫體系來對生物油進行加氫精制,為生物油提質(zhì),進而深化利用提供了新思路。本研究以Ni/CMK-3為催化劑,利用N2等溫吸附脫附、X射線衍射(XRD)、H2程序升溫還原(H2-TPR)等方法對催化劑進行了表征。研究了不同Ni負(fù)載量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)初壓及反應(yīng)時間下,甲醇水相重整制氫與鄰甲酚原位加氫的耦合反應(yīng)研究。結(jié)果表明,當(dāng)Ni負(fù)載量為20%、反應(yīng)溫度為230℃、反應(yīng)前冷壓為0.1Mpa、物料物質(zhì)的量比(水/甲醇/模型化合物)為50:5:1、反應(yīng)時間9h的條件下,鄰甲酚轉(zhuǎn)化率最高為50.53%;試驗對比了甲醇、甲酸、甘油、異丙醇作為供氫溶劑對原位加氫反應(yīng)的影響,其中以甲酸為供氫溶劑時,鄰甲酚的轉(zhuǎn)化率最高達82.2%。對比了甲酚三種同分異構(gòu)體原位加氫的效果,發(fā)現(xiàn)鄰甲酚和間甲酚的反應(yīng)效果相差不大,而對甲酚的轉(zhuǎn)化率則低于鄰甲酚和間甲酚,并對20%Ni/CMK-3在原位加氫實驗中的使用壽命進行了討論。研究采用等體積浸漬法制備了一系列負(fù)載型Ni基催化劑,利用XRD、H2-TPR、NH3-TPD等技術(shù)手段表征了催化劑的理化特性,研究了載體、助劑對Ni基催化劑理化特性的影響,測試了230℃反應(yīng)溫度、0.1MPa冷壓下,催化劑對鄰甲酚原位加氫反應(yīng)的反應(yīng)性能。結(jié)果表明,在負(fù)載型鎳基催化劑作用下,甲醇水相重整制氫反應(yīng)可以與鄰甲酚的原位加氫反應(yīng)相耦合;以CMK-3為載體的催化劑活性明顯優(yōu)于其他三種載體,鄰甲酚的轉(zhuǎn)化率為45.35%;助劑的添加對催化劑性能影響顯著,Fe的引入使原位加氫體系的轉(zhuǎn)化率降至40.49%,助劑Ce、Cu的加入提高了Ni/CMK-3催化劑的原位加氫反應(yīng)性能,轉(zhuǎn)化率分別提高至64.6%、66.8%,且Cu的添加改變了產(chǎn)物的分布,在產(chǎn)物中出現(xiàn)了新產(chǎn)物甲苯;本文對原位加氫反應(yīng)路徑及反應(yīng)機理進行了討論。采用模型化合物配比和生物質(zhì)熱解的方法得到模擬生物油及真實生物油,將原位加氫體系應(yīng)用于模擬生物有體系及真實生物油體系中,對催化劑效果,供氫溶劑的選擇進行了探索。實驗結(jié)果表明反應(yīng)后的生物油產(chǎn)物主要為酸,酯及少量酚類物質(zhì);較高的溶劑水醇比、合適的供氫溶劑、均有利于酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化;超聲攪拌及輔助加熱可以有效地提高生物油反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,尤其利于酚類和酸類物質(zhì)轉(zhuǎn)化,且可能對防止催化劑結(jié)焦有一定效果。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK6
【圖文】：

圖 1-1 生物質(zhì)熱解精制反應(yīng)流程[33]Fig.1-1 Technological process of pyrolysis fuel’s upgrading from biomass藝路線進行優(yōu)化，不僅有利于產(chǎn)品的進一步精制，也有利于產(chǎn)業(yè)的工業(yè)研究預(yù)計會成為加氫精制研究的主要方向之一。，研究者也致力于增加工藝中的供氫效率，選擇合適的供氫溶劑，采

生物油各組分反應(yīng)溫度[14]

半連續(xù)式漿態(tài)床反應(yīng)器流程圖

【參考文獻】

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本文編號：2762044