生物油加氫提質(zhì)工藝中載體對(duì)鎳基催化劑性能的影響.pdf

1、生物質(zhì)快速熱解制備生物油是實(shí)現(xiàn)其有效利用的一個(gè)重要途徑。但是生物油組成復(fù)雜,粘度大、酸性強(qiáng)、熱值低、穩(wěn)定性差,且難以與成品油混溶,必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)木聘馁|(zhì)才能作為燃料油使用。目前,用于生物油加氫改質(zhì)的催化劑種類(lèi)繁多,本文選擇Ni系的催化劑作為研究對(duì)象,重點(diǎn)考察載體對(duì)催化劑性能的影響。
　　本文首先采用共沉淀法制備了Al2O3-SiO2、Al2O3-TiO2、TiO2-SiO2、TiO2-ZrO2等復(fù)合氧化物載體,以愈創(chuàng)木酚為模型化合

2、物研究了復(fù)合氧化物負(fù)載的Ni基催化劑的加氫脫氧性能。重點(diǎn)考察了催化劑載體、溶劑種類(lèi)、反應(yīng)溫度、壓力對(duì)愈創(chuàng)木酚轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物選擇性的影響,并對(duì)催化劑的抗積碳性能、重復(fù)利用性能和愈創(chuàng)木酚加氫脫氧反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ni/TiO2-ZrO2催化性能相對(duì)較優(yōu)。在300℃、初始?xì)鋲? MPa、以十氫萘為溶劑的最佳反應(yīng)條件下,愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率為100％,環(huán)己烷選擇性高達(dá)86.4%。但是,在相同的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)條件下,Ni/TiO2-ZrO2催

3、化劑上生物油加氫提質(zhì)后液體產(chǎn)物收率為71.2%,出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)焦現(xiàn)象。
　　鑒于堿性載體的抗積碳能力較強(qiáng),采用浸漬法制備了堿性載體MgO、MgO-Al2O3和MgO/SBA-15負(fù)載的不同Ni含量的催化劑,并采用BET、SEM、XRD、CO2-TPD等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征與分析。在超臨界乙醇環(huán)境下考察了生物油在Ni/MgO、Ni/MgO-Al2O3、Ni-MgO/SBA-15催化劑作用下的加氫反應(yīng)性能,并采用GC-MS、13C N

4、MR、IR等檢測(cè)手段對(duì)加氫產(chǎn)物進(jìn)行細(xì)致分析。在優(yōu)選的20%Ni/MgO催化劑的作用下,生物油中的飽和烷烴官能團(tuán)由提質(zhì)前的12.9%提高到53.5%,碳碳雙鍵、羰基、羧基官能團(tuán)均有不同程度的減少。
　　最后,采用對(duì)愈創(chuàng)木酚加氫脫氧效果較好的兩性載體催化劑Ni/SiO2-ZrO2在超臨界乙醇溶劑中對(duì)生物油進(jìn)行加氫提質(zhì)研究。重點(diǎn)考察了Ni的負(fù)載量、醇油比、反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物選擇性的影響。結(jié)果表明,Ni的負(fù)載量為20%、醇油比為4:1,反應(yīng)溫