植物油加氢催化转化生产清洁燃料研究

【摘要】： 能源危机和环境保护已经成为人们普遍关注的两大问题。为了应对石油资源的日益枯竭以及解决石油使用过程中产生的污染问题,科学家们努力寻找清洁的、可再生的替代燃料。生物燃料因对环境无害并可以从可再生资源中获取,受到了人们的广泛关注。目前生物柴油主要采用酯交换法生产,但是这种方法存在一些弊端。本文探索了一种加氢催化转化生产清洁柴油的方法。 本文制备了几种非贵金属加氢催化剂,考察其催化加氢转化性能。根据反应结果选择了较为理想的催化剂和反应条件。研究发现,在实验反应条件下硫化态的NiMo/Al2O3催化剂对植物油加氢转化活性最高;催化剂活性组分的最佳组成为含16wt%的MoO3和6wt%的NiO。制备催化剂时,采用先浸渍Mo后浸渍Ni的顺序,焙烧温度为450℃时,催化剂活性较高。催化剂在反应之前需要进行预硫化,采用3wt%CS2/环己烷溶液做硫化剂,预硫化的最佳条件为380℃,压力等于或稍低于反应压力,时间为8h。植物油加氢反应的最佳操作条件为:压力4~5MPa,温度390~420℃,空速1~2h-1,氢油比500。在此条件下,柴油收率大约为80wt%。反应过程中催化剂失活的主要原因是硫化态催化剂上硫的流失。为弥补催化剂硫的流失,可以在原料中添加适量的硫化剂。然后又讨论了在催化柴油中加入植物油后的混合加氢反应,使加氢脱硫反应与植物油的加氢转化生产柴油反应同时进行。最后,对本文研究的植物油加氢转化生产清洁柴油方法的前景进行了分析。 【关键词】：清洁柴油 加氢转化 催化剂 反应条件
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TE624.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 文献综述8-25
• 1.1 前言8
• 1.2 植物油简介8-10
• 1.3 植物油生产燃料油的转化研究10-23
• 1.3.1 直接混合使用法10-11
• 1.3.2 微乳液法11
• 1.3.3 热裂解法11-12
• 1.3.4 酯交换法12-14
• 1.3.5 催化裂化（裂解）转化法14-17
• 1.3.6 加氢脱氧法17-23
• 1.4 结论与展望23-25
• 第2章 实验方法25-32
• 2.1 原料与设备25-26
• 2.1.1 反应原料25
• 2.1.2 实验试剂与设备25-26
• 2.2 催化剂性能考察26-29
• 2.2.1 催化剂制备26
• 2.2.2 催化剂活化26-27
• 2.2.3 催化剂水热处理27
• 2.2.4 催化剂反应性能评价27-29
• 2.3 产物分析及数据处理29-32
• 2.3.1 产物分析29-30
• 2.3.2 数据处理30-32
• 第3章 植物油加氢催化转化催化剂的研究32-49
• 3.1 前言32
• 3.2 活性组分及状态的确定32-36
• 3.3 催化剂组成的确定36-40
• 3.3.1 钼含量的确定37-38
• 3.3.2 助剂镍含量的确定38-40
• 3.4 催化剂制备条件的优化40-42
• 3.4.1 焙烧温度的考察40-42
• 3.4.2 活性组分浸渍顺序的考察42
• 3.5 影响催化剂活化因素的考察42-48
• 3.5.1 硫化剂及硫化携带油的选择43-44
• 3.5.2 硫化条件的考察44-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第4章 植物油加氢催化转化反应的研究49-72
• 4.1 前言49
• 4.2 操作条件对反应的影响49-54
• 4.2.1 反应压力的影响49-50
• 4.2.2 反应温度的影响50-52
• 4.2.3 反应空速的影响52-53
• 4.2.4 氢油体积比的影响53-54
• 4.3 反应过程分析54-62
• 4.3.1 反应路径分析54-58
• 4.3.2 反应过程中催化剂稳定性考察58-62
• 4.4 棕榈油与催化柴油混合加氢反应初探62-67
• 4.4.1 催化柴油加氢脱硫与植物油加氢反应之间相互影响初探63-65
• 4.4.2 混合加氢催化剂反应稳定性考察65-67
• 4.5 植物油加氢催化转化法应用前景分析67-70
• 4.5.1 反应过程操作能耗的分析及建议67-68
• 4.5.2 反应过程中耗氢及制氢过程分析68-69
• 4.5.3 产品应用前景69-70
• 4.6 本章小结70-72
• 结论72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79

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