生物油加氫提質工藝中載體對鎳基催化劑性能的影響.pdf

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

2、物研究了復合氧化物負載的Ni基催化劑的加氫脫氧性能。重點考察了催化劑載體、溶劑種類、反應溫度、壓力對愈創(chuàng)木酚轉化率、產物選擇性的影響,并對催化劑的抗積碳性能、重復利用性能和愈創(chuàng)木酚加氫脫氧反應機理進行了探討。實驗結果表明,Ni/TiO2-ZrO2催化性能相對較優(yōu)。在300℃、初始氫壓4 MPa、以十氫萘為溶劑的最佳反應條件下,愈創(chuàng)木酚的轉化率為100％,環(huán)己烷選擇性高達86.4%。但是,在相同的優(yōu)選實驗條件下,Ni/TiO2-ZrO2催

3、化劑上生物油加氫提質后液體產物收率為71.2%,出現(xiàn)嚴重的結焦現(xiàn)象。
　　鑒于堿性載體的抗積碳能力較強,采用浸漬法制備了堿性載體MgO、MgO-Al2O3和MgO/SBA-15負載的不同Ni含量的催化劑,并采用BET、SEM、XRD、CO2-TPD等手段對催化劑進行了表征與分析。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性能,并采用GC-MS、13C N

4、MR、IR等檢測手段對加氫產物進行細致分析。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由提質前的12.9%提高到53.5%,碳碳雙鍵、羰基、羧基官能團均有不同程度的減少。
　　最后,采用對愈創(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生物油進行加氫提質研究。重點考察了Ni的負載量、醇油比、反應溫度對產物選擇性的影響。結果表明,Ni的負載量為20%、醇油比為4:1,反應溫