植物油加氢催化转化生产清洁燃料研究

论文摘要

能源危机和环境保护已经成为人们普遍关注的两大问题。为了应对石油资源的日益枯竭以及解决石油使用过程中产生的污染问题,科学家们努力寻找清洁的、可再生的替代燃料。生物燃料因对环境无害并可以从可再生资源中获取,受到了人们的广泛关注。目前生物柴油主要采用酯交换法生产,但是这种方法存在一些弊端。本文探索了一种加氢催化转化生产清洁柴油的方法。本文制备了几种非贵金属加氢催化剂,考察其催化加氢转化性能。根据反应结果选择了较为理想的催化剂和反应条件。研究发现,在实验反应条件下硫化态的NiMo/Al2O3催化剂对植物油加氢转化活性最高;催化剂活性组分的最佳组成为含16wt%的MoO3和6wt%的NiO。制备催化剂时,采用先浸渍Mo后浸渍Ni的顺序,焙烧温度为450℃时,催化剂活性较高。催化剂在反应之前需要进行预硫化,采用3wt%CS2/环己烷溶液做硫化剂,预硫化的最佳条件为380℃,压力等于或稍低于反应压力,时间为8h。植物油加氢反应的最佳操作条件为:压力45MPa,温度390420℃,空速12h-1,氢油比500。在此条件下,柴油收率大约为80wt%。反应过程中催化剂失活的主要原因是硫化态催化剂上硫的流失。为弥补催化剂硫的流失,可以在原料中添加适量的硫化剂。然后又讨论了在催化柴油中加入植物油后的混合加氢反应,使加氢脱硫反应与植物油的加氢转化生产柴油反应同时进行。最后,对本文研究的植物油加氢转化生产清洁柴油方法的前景进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 植物油简介
• 1.3 植物油生产燃料油的转化研究
• 1.3.1 直接混合使用法
• 1.3.2 微乳液法
• 1.3.3 热裂解法
• 1.3.4 酯交换法
• 1.3.5 催化裂化（裂解）转化法
• 1.3.6 加氢脱氧法
• 1.4 结论与展望
• 第2章 实验方法
• 2.1 原料与设备
• 2.1.1 反应原料
• 2.1.2 实验试剂与设备
• 2.2 催化剂性能考察
• 2.2.1 催化剂制备
• 2.2.2 催化剂活化
• 2.2.3 催化剂水热处理
• 2.2.4 催化剂反应性能评价
• 2.3 产物分析及数据处理
• 2.3.1 产物分析
• 2.3.2 数据处理
• 第3章 植物油加氢催化转化催化剂的研究
• 3.1 前言
• 3.2 活性组分及状态的确定
• 3.3 催化剂组成的确定
• 3.3.1 钼含量的确定
• 3.3.2 助剂镍含量的确定
• 3.4 催化剂制备条件的优化
• 3.4.1 焙烧温度的考察
• 3.4.2 活性组分浸渍顺序的考察
• 3.5 影响催化剂活化因素的考察
• 3.5.1 硫化剂及硫化携带油的选择
• 3.5.2 硫化条件的考察
• 3.6 本章小结
• 第4章 植物油加氢催化转化反应的研究
• 4.1 前言
• 4.2 操作条件对反应的影响
• 4.2.1 反应压力的影响
• 4.2.2 反应温度的影响
• 4.2.3 反应空速的影响
• 4.2.4 氢油体积比的影响
• 4.3 反应过程分析
• 4.3.1 反应路径分析
• 4.3.2 反应过程中催化剂稳定性考察
• 4.4 棕榈油与催化柴油混合加氢反应初探
• 4.4.1 催化柴油加氢脱硫与植物油加氢反应之间相互影响初探
• 4.4.2 混合加氢催化剂反应稳定性考察
• 4.5 植物油加氢催化转化法应用前景分析
• 4.5.1 反应过程操作能耗的分析及建议
• 4.5.2 反应过程中耗氢及制氢过程分析
• 4.5.3 产品应用前景
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢