生物質(zhì)催化裂解制取三苯的研究.pdf

1、近些年，隨著人們對(duì)環(huán)境和能源問題關(guān)注度的日益增加，利用可再生生物質(zhì)資源作為原料制取生物燃料和高值化學(xué)品探究已經(jīng)成為重要的熱點(diǎn)課題。生物質(zhì)催化裂解制取芳香類化合物可以為石化工業(yè)提供基礎(chǔ)化工原料——三苯。本論文研究了生物質(zhì)催化裂解制取三苯的重要影響因素（包括催化劑種類、催化裂解溫度、催化劑用量和載氣流速等）;并初步研究了不同類型生物質(zhì)催化裂解制取三苯的催化機(jī)制。
　　一、生物質(zhì)催化裂解制取三苯的主要影響條件
　　利用木屑為典型的

2、生物質(zhì)原料，研究了催化劑種類(HZSM-5、NaZSM-5、ReY、HY)、催化裂解溫度、催化劑用量、載氣流速等參數(shù)對(duì)三苯(苯、甲苯、二甲苯，簡(jiǎn)稱BTX)的收率、液相中三苯的選擇性、氣固液的產(chǎn)率分布狀況以及氣體各組分分布狀況的影響。探究結(jié)果表明，催化劑的酸度及微孔結(jié)構(gòu)對(duì)BTX的產(chǎn)生有重大的影響，適度的酸性有利于目標(biāo)產(chǎn)物的獲取，通過探究得出最優(yōu)反應(yīng)條件:HZSM-5作為催化劑、反應(yīng)溫度為450℃、催化劑/木屑=2∶1、載氣流速為300ml

3、/min，此時(shí)可獲得最大的BTX碳收率和較大的碳摩爾選擇性，分別為26.5 C-mol％和62.5 C-mol％。
　　二、不同類型生物質(zhì)催化裂解制取三苯
　　我們分別對(duì)木屑、甘蔗渣、稻殼三種生物質(zhì)原料進(jìn)行對(duì)比性探究，發(fā)現(xiàn)BTX收率順序?yàn)?，木?26.5 C-mol％)＞稻殼(23.7 C-mol％)＞甘蔗渣(19.8 C-mol％)，并且有較高的選擇性。這一結(jié)果說明木質(zhì)素含量高的生物質(zhì)有利于BTX的生成，而纖維素、半纖維素

4、含量高的生物質(zhì)原料容易氣化，產(chǎn)生較多的氣體（主要為一氧化碳、二氧化碳、烯烴氣體和烷烴氣體），導(dǎo)致BTX的產(chǎn)率下降。
　　三、催化裂解與熱裂解反應(yīng)機(jī)制初步研究
　　本文通過對(duì)生物質(zhì)在分子篩催化劑上的催化裂解以及熱裂解過程進(jìn)行詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)兩者的產(chǎn)物有很大的差異，主要表現(xiàn)為催化裂解得到的碳?xì)浠衔锏倪x擇性明顯增加。生物質(zhì)原料催化裂解分兩步進(jìn)行:首先，熱裂解生成含氧有機(jī)中間體，然后這些含氧化合物在分子篩催化劑的作用下發(fā)生脫水、脫甲