论文部分内容阅读
脂肪酸甲酯作为第一代生物柴油,具有十六烷值高、闪点高、使用安全等优点,是一种清洁环保的可再生能源。然而第一代生物柴油在使用过程中存在氧含量较高、热值较低、容易使发动机结垢等缺点,其使用范围受到影响,因此人们开始关注研究以烃类液体燃料为主要组分的第二代生物柴油。目前第二代生物柴油的制备,主要是将油脂、长链脂肪酸或脂肪酸甲酯等催化加氢,脱除其中的氧原子,得到与石化柴油结构类似的烃类组分。本论文以生物柴油为原料进行催化加氢反应,通过对不同催化剂与反应条件的比较,筛选出合适的催化剂与反应条件,使得加氢脱氧得到的第二代生物柴油组分收率较高。研究结果如下:（1）自制m（ZSM-5）:m（Al2O3）混合比例不同的ZSM-5-Al2O3复合载体催化剂和SAPO-11酸性载体催化剂,并对其进行XRD、BET、SEM表征。结果表明:SAPO-11催化剂为纯晶相,具有一定的微孔结构;ZSM-5-Al2O3催化剂具有ZSM-5与Al2O3的混合峰型,只有少量的微孔结构。（2）以生物柴油为原料,采用Pt/10%ZSM-5-Al2O3为催化剂对其进行加氢脱氧反应,分析了气体、液体与固体产物的质量分数,并详细分析了各相产物的组成;同时以产物中第二代生物柴油的质量收率为指标,考察了反应温度、压力、液时空速与氢油体积比对产物的影响,并分析了其可能的原因。结果表明:随着反应温度、压力、氢油体积比升高,第二代生物柴油质量收率先升高后下降;随着液时空速的增大,第二代生物柴油质量收率一直减小。优化的反应条件为:反应温度340℃、压力2 MPa、液时空速0.5 h-1,氢油体积比1000,第二代生物柴油质量收率为80.22%,脱羰/脱羧反应的选择性SHDC/HDO为3.17。（3）将不同混合比例的Pt/ZSM-5-Al2O3催化剂用于生物柴油的加氢脱氧反应,用于考察ZSM-5与Al2O3的混合比例对加氢脱氧产物的影响。结果表明:当ZSM-5混合比例为10%时,柴油组分质量收率较高,产物中裂化的气体轻组分较低,并且催化剂能在较长时间内保持较高的催化活性。（4）实验分析了反应结束后Pt/10%ZSM-5-Al2O3催化剂表面固体产物的组成,并考察了反应时间与固体产物质量的关系。结果表明:随着反应时间的增加,固体产物的质量没有明显的增加。（5）Pt/SAPO-11催化剂在反应过程中对生物柴油进行加氢脱氧的同时,对脱氧后的烷烃进一步异构化。优化的反应条件为:反应温度360℃、压力1 MPa、液时空速1.0 h-1,液体产物中柴油组分质量分数超过94%,产物异构率为67.29%。