论文部分内容阅读
生物燃油因其可再生性和对环境的污染程度较低,被认为是一种优良的化石燃料替代品。本论文经过机械混合法和浸渍法制备了NiMo/γ-Al2O3/β-分子筛复合固体酸催化剂,并对其化学组成和物理化学性能进行表征；然后以硬脂酸为模型化合物,系统研究了自制催化剂的催化脱氧活性,并对催化剂各组分进行优化；进一步使用优化的催化剂,对硬脂酸和废食用油进行了催化加氢脱氧研究,考察催化转化硬脂酸和废食用油为燃料油的最佳工艺(温度、压力、时间等)条件。具体研究包含以下几个方面：以商业p-分子筛(Si/Al=25)和γ-Al2O3为载体原料,将其按一定比例机械混合,经过煅烧制备复合载体；然后采用浸渍法使复合载体负载一定比例的活性金属氧化物NiO和M003,经过压片、煅烧等工序制得NiMo/γ-Al2O3/β-分子筛复合固体酸催化剂；采用XRD、FT-IR、NH3-TPD以及BET等分析仪器对自制催化剂化学组成和结构特征进行了分析。使用自制催化剂,在350℃、H2压力5 MPa、2 h的条件下对硬脂酸进行了催化加氢脱氧研究,考察了催化剂性质(载体比例,活性组分含量、酸量,酸强度,比表面积等)对催化加氢脱氧活性的影响。结果表明复合载体酸量随p-分子筛的含量增加而增加；酸强度分布受金属氧化物总质量分数和Ni/Mo摩尔比影响；酸量增加引起异构产物的增加。为了提高转化率和异构化程度,优化的催化剂为：γ-Al2O3/β-分子筛质量比为6：4,Ni/Mo摩尔比为3：7,金属氧化物(NiO+MoO3)含量为20%。其次,使用γ-A1203/β-分子筛质量比为6：4,Ni/Mo摩尔比为3：7,金属氧化物含量为20%的自制催化剂,以硬脂酸为原料,以四氢萘为溶剂,研究了温度(300℃-350℃)、压力(0.8-5 MPa)、时间(1-3 h)等因素对催化转化硬脂酸的影响。研究结果表明,反应温度主要影响了硬脂酸的转化率,在反应温度320℃以上,H25 MPa,反应时间2 h,转化率均达到80%；在350℃,H22MPa,反应时间2 h条件下,反应转化率达到96%,产物中C15-C18的烷烃和烯烃含量达98%,异构组分含量达到40%。再者,使用γ-Al2O3/β-分子筛质量比为6：4,Ni/Mo摩尔比为3：7,金属氧化物含量为20%的自制催化剂,以餐厨废油为原料,以四氢萘、十二烷以及二者的混合物(质量比1：1)作为反应溶剂,进行了催化加氢脱氧制备燃料油的研究,并对反应工艺(温度、压力和时间)进行了优化。研究结果表明,反应温度350-C,H2压力>3MPa和反应时间>3 h的反应条件有利于废油脂向燃料油转化。其中,在350℃,3MPa,反应时间3h条件下,废油脂的转化率达到99%,产物中主要包含C15-C18的烷烃和烯烃,异构化水平达到20%。三种溶剂相对比,混合溶剂表现了较好的溶剂效果,而四氢萘则需要在较高温度和较低压力条件下才能显示其供氢能力。