生物油合成航空煤油環(huán)烷烴以及芳烴的研究.pdf

1、商業(yè)運輸燃料的迫切需求，嚴(yán)格的環(huán)境立法，化石燃料的日益消耗使通過生物質(zhì)獲取碳?xì)浒l(fā)動機燃料受到全球范圍的廣泛關(guān)注，并成為能源化工領(lǐng)域的熱點研究課題之一。針對生物油定向合成航空液體燃料中環(huán)烷烴和芳烴組分的科技難題，本論文首次提出并實現(xiàn)了生物油向航空煤油轉(zhuǎn)化的方法。重點研究了生物油定向合成C8-C15芳烴和C8-C15環(huán)烷烴催化過程中基本規(guī)律以及合成機理。主要的過程方法以及獲得的主要創(chuàng)新成果如下:
　　一、生物油催化裂解制備低碳芳烴以及

2、低碳烯烴
　　生物油是一種棕黑色的液體，主要由一系列不同分子量的氧化物組成，因此生物油脫氧是其向化石燃料轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。本文選取HZSM-5(25)催化劑，研究了生物油制備低碳芳烴和輕烯烴的催化過程以及機理。在最佳的反應(yīng)條件(T=550℃，WHSV=0.5h-1)下，芳烴以及輕烯烴的產(chǎn)率達(dá)分別為29.2％Cmol以及17.4％Cmol。芳烴的質(zhì)量分布為97.4％。與此同時，在最佳條件下研究了分子篩催化劑的穩(wěn)定性。由于積碳的堵塞以及脫鋁

3、，催化劑失活，可在氧氣中燃燒除去積碳從而使催化劑獲得再生。
　　二、低碳芳烴低溫烷基化制備航煤范圍的C8-C15芳烴的研究
　　航空煤油主要由鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳烴組成，其典型的碳數(shù)范圍為C8-C15，因此有必要對上述C6-C8低碳芳烴的碳鏈加長。本文選取[bmim]Cl-2AlCl3室溫離子液體為催化劑，以以上生物油制備的烯烴為烷基化試劑，研究了烷基化過程及其規(guī)律，發(fā)現(xiàn)芳烴烷基化可在0-80℃的低溫常壓下進行。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時

4、間與反應(yīng)溫度可以改變C8-C15芳烴的分布。在T=80℃，t=3h的條件下C8-C15的重量分布達(dá)到最大為71.8％，且有較高的選擇性為85.4％。并且合成的芳烴基本滿足航煤的特性要求。于此同時在最佳反應(yīng)條件下研究了離子液體催化劑的穩(wěn)定性。離子液體在循環(huán)使用18h以后，單環(huán)芳烴芳烴以及多環(huán)芳烴的轉(zhuǎn)化率的降低不是很明顯，說明離子液體的穩(wěn)定性較好。
　　三、C8-C15芳烴催化加氫制備C8-C15環(huán)烷烴的研究
　　航煤中環(huán)烷烴的