生物油是一種清潔可再生的生物質(zhì)能源,但由于其穩(wěn)定性差、含氧量高、pH值低等特點,生物油經(jīng)過提質(zhì)后才可以大規(guī)模應用于工業(yè)生產(chǎn)中。而研究生物油提質(zhì)機理非常復雜,通過建立生物油精制過程中的相關(guān)模型有助于研究生物油的提質(zhì)機理,從而優(yōu)化反應過程。在生物油催化熱裂解工藝中,催化劑失活是導致生產(chǎn)成本較高的主要原因。而生物油與石蠟油共煉制過程中催化劑失活的主要形式主要是結(jié)焦失活。本文將催化劑失活與結(jié)焦量關(guān)聯(lián)起來,用結(jié)焦速率反映共煉制過程中導致催化劑失活的毒物濃度。根據(jù)結(jié)焦量實驗數(shù)據(jù)求取結(jié)焦經(jīng)驗方程Cc（wt%）=Atn,在此基礎上建立了關(guān)于反應溫度和結(jié)焦速率的催化劑失活動力學模型：-da/dt=1.13×10-7exp（83.788×106/RT）·a·rc1.33。生物油共煉制過程不僅與原料和反應條件有關(guān),同時也受到內(nèi)擴散的影響。文中采用固定床反應器研究生物油與石蠟油的共煉制過程,研究了溫度、質(zhì)量空速以及催化劑的粒徑對共煉制反應的影響,同時引入效率因子η衡量內(nèi)擴散對共煉制過程的影響。通過極細催化劑顆粒的實驗數(shù)據(jù),建立生物油共煉制過程中排除內(nèi)擴散影響的反應動力學方程,基于動力學參數(shù)以及氣固催化理論,提... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 選題背景與意義
第二章 文獻綜述
    2.1 生物質(zhì)
    2.2 生物質(zhì)快速熱裂解技術(shù)
    2.3 生物油
        2.3.1 生物油組成
        2.3.2 生物油用途
    2.4 生物油精制工藝
        2.4.1 催化加氫
        2.4.2 催化裂化
        2.4.3 溶劑添加和酯化
        2.4.4 乳化
        2.4.5 蒸汽重整
        2.4.6 共煉制技術(shù)
    2.5 生物油催化裂化過程中催化劑失活動力學模型
        2.5.1 生物油催化裂化過程催化劑失活類型
        2.5.2 催化劑結(jié)焦類型
        2.5.3 催化劑失活動力學
    2.6 內(nèi)擴散對生物油催化裂化過程的影響
    2.7 生物油分析方法以及分子結(jié)構(gòu)模型建立
        2.7.1 柱色譜分離法
        2.7.2 氣相色譜質(zhì)譜法
        2.7.3 分子結(jié)構(gòu)模型
    2.8 本課題研究內(nèi)容
第三章 生物油共煉制過程中催化劑失活動力學
    3.1 背景
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與催化劑
        3.2.2 反應設備與流程
        3.2.3 分析儀器與分析方法
    3.3 實驗結(jié)果與分析
    3.4 模型建立
        3.4.1 催化劑失活動力學
        3.4.2 結(jié)焦量經(jīng)驗公式
    3.5 模型求解
    3.6 結(jié)論
第四章 生物油共煉制傳遞過程對反應的影響
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 催化劑與反應原料
        4.2.2 實驗流程
        4.2.3 產(chǎn)物分析
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 不同溫度和催化劑粒徑條件下的液體收率
    4.4 效率因子計算方法
        4.4.1 反應動力學方程
        4.4.2 內(nèi)部效率因子
    4.5 計算結(jié)果
        4.5.1 反應動力學方程求解
        4.5.2 Thiele模數(shù)和計算內(nèi)擴散效率因子
    4.6 結(jié)論
第五章 生物油與催化裂解精制油組分和分子結(jié)構(gòu)
    5.1 前言
    5.2 實驗操作與檢測儀器
        5.2.1 精制生物油制備
        5.2.2 柱色譜分離法實驗操作
        5.2.3 使用儀器及操作參數(shù)
    5.3 檢測結(jié)果與討論
        5.3.1 紅外光譜分析
        5.3.2 GC-MS結(jié)果與討論
        5.3.3 生物油和精制生物油的元素分析以及凝膠滲透色譜檢測結(jié)果
        5.3.4 核磁共振結(jié)果
    5.4 分子結(jié)構(gòu)模型推算
    5.5 結(jié)論
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在校期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]過濾與分離技術(shù)在廢油中的應用研究[J]. 朱華星,張賢明,韓超,顏歡,陳彬.  重慶工商大學學報(自然科學版). 2016(01)
[2]柱色譜分離法預測塔河常壓渣油脫瀝青油雜質(zhì)含量的研究[J]. 寧愛民,沈本賢,劉紀昌,仝玉軍.  石油煉制與化工. 2015(02)
[3]生物質(zhì)油精制燃料油技術(shù)的研究進展[J]. 耿雁,來世鵬.  煤氣與熱力. 2014(09)
[4]內(nèi)擴散對煤和石油焦水蒸氣氣化反應性能的影響[J]. 林善俊,周志杰,霍威,丁路,于廣鎖.  燃料化學學報. 2014(08)
[5]催化加氫改性生物質(zhì)油輕質(zhì)組分[J]. 胡恩柱,徐玉福,李文東,劉天霞,胡獻國.  石油學報(石油加工). 2013(03)
[6]生物油模型化合物催化裂解機理[J]. 馬文超,陳嬌嬌,王鐵軍,陳冠益,馬隆龍,張琦.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(09)
[7]生物油模型化合物催化裂化制備芳香烴的實驗研究[J]. 陳嬌嬌,陳冠益,馬文超,馬隆龍,王鐵軍,張琦,呂微.  燃料化學學報. 2013(02)
[8]生物油精制技術(shù)研究進展[J]. 顧帥,楊洪雪,苗瑋,許慶利,顏涌捷.  林產(chǎn)化學與工業(yè). 2012(02)
[9]生物油提質(zhì)用催化劑研究進展[J]. 張軍,高繼光,簡士釗.  廣東化工. 2011(10)
[10]催化裂化集總反應動力學模型研究進展[J]. 段良偉,薛高平,翁惠新.  化工進展. 2010(S2)

碩士論文
[1]生物油與石油餾分共煉制結(jié)焦機理的研究[D]. 李善玲.華東理工大學 2014



本文編號：3313280