微藻熱裂解油催化加氫精制實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、伴隨石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高，世界各國(guó)加快了開(kāi)發(fā)利用生物柴油替代化石燃料的進(jìn)程。生物柴油作為一種可再生能源，可以減少對(duì)石油的依賴，對(duì)環(huán)境污染小，受到了各國(guó)研究者的極大關(guān)注。
　　生物質(zhì)油是通過(guò)快速加熱的方式使組成生物質(zhì)的高分子聚合物裂解成低分子有機(jī)蒸汽，并采用驟冷的方法將其凝結(jié)成液體得到的。未改質(zhì)的生物油含氧量高，導(dǎo)致其穩(wěn)定性差、熱值低、黏度大，尤其是酸性含氧化合物還會(huì)造成設(shè)備的腐蝕，在一定程度上影響了其廣泛應(yīng)用，因

2、此，生物油的精制是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。生物質(zhì)油精制技術(shù)的核心是去除其中的氧，提高H/C比率，使其有足夠高的燃燒熱值，并具有適宜的黏度和pH值。本文圍繞小球藻熱裂解油的催化加氫精制進(jìn)行了一系列的研究。
　　研究以γ-Al2O3為載體，以Ni為活性組分，Co和Pd為助劑，采用等體積浸漬和分步浸漬相結(jié)合的方法制備加氫脫氧催化劑。通過(guò)熱重實(shí)驗(yàn)TG（H2還原）確定還原溫度，并以小球藻熱裂解油為原料評(píng)價(jià)了浸漬順序和活性組分浸漬量對(duì)催化劑活性的

3、影響。在相同的評(píng)價(jià)條件下，以分步浸漬法制備的Ni、Co含量分別為10％、3％（占載體γ-Al2O3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），(Ni+Co)與Pd的摩爾比為15∶1的NiCoPd/γ-Al2O3催化劑具有良好的催化加氫性能。最后對(duì)加氫脫氧催化劑進(jìn)行了XRD和SEM表征，為探討小球藻熱裂解油催化加氫轉(zhuǎn)化機(jī)理提供一定的理論依據(jù)。
　　利用管式爐反應(yīng)器制備了小球藻熱裂解油。首先，在確定的小球藻熱裂解條件下(小球藻與MCM-41分子篩質(zhì)量比7∶1混合

4、，載氣N2流速為0.1 L·min-1，升溫速率25℃·min-1，反應(yīng)終溫550℃）制備油品，然后進(jìn)行小球藻熱裂解油的減壓除水和加氫前油品性能測(cè)定。實(shí)驗(yàn)表明，小球藻催化熱裂解油含水率高，氧含量高達(dá)8.7％，熱值、酸值和十六烷值分別低至25 MJ·kg-1、2.5和24.5，運(yùn)動(dòng)黏度高達(dá)30 mm2·s-1。以Ni-Co-Pd/γ-Al2O3為催化劑，在連續(xù)固定床反應(yīng)器中研究了小球藻熱裂解油(Chlorella Pyrolysis Oi

5、l)的催化加氫精制。在較低加氫壓力下考察了加氫溫度和氫油比（體積比）對(duì)精制生物油的含水率、熱值、運(yùn)動(dòng)黏度和十六烷值等參數(shù)的影響，并對(duì)加氫前后油品進(jìn)行了元素分析和GC-MS分析。對(duì)比分析生物油加氫前后化學(xué)組成的變化，根據(jù)元素守恒和物料守恒原理，提出了小球藻熱裂解油催化加氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，在2×106 Pa壓力下，氫油比為120∶1，溫度為300℃時(shí)，精制油收率達(dá)89.6％，熱值和十六烷值較加氫前分別增加了17.94％和71.2％