微波对生物质原料预处理及热解的作用研究进展

综述了生物质通过微波裂解转化制备生物燃料的新方法,重点比较了微波干燥预处理与常规干燥方法,分析了微波干燥后的生物质特性、微波作为热源对生物质裂解的影响及微波裂解机理. 对生物质微波裂解未来的发展方向作了预测,包括寻找低耗的生物质原料、高效的催化剂、开发高品位的生物油及对微波裂解的机理进行深入研究.     

Pt/ZSM-5-Al_2O_3催化的脂肪酸甲酯加氢脱氧反应

采用浸渍法制备了0.7%Pt/ZSM-5-Al_2O_3催化剂,并在固定床管式反应器中考察了脂肪酸甲酯的加氢脱氧反应的反应温度、压力、液时空速、氢/油体积比对柴油质量收率的影响,以及与脱羰/脱羧反应选择性的关系。结果表明,反应温度升高、压力减小、液时空速增大时,有利于脱羰/脱羧反应;优化的反应条件为:反应温度340℃、压力2 MPa、液时空速0.5h-1、氢/油体积比1000。在此条件下,气态与液态产物质量分数分别为8.80%与89.41%,柴油馏分的液态烃质量收率为80.22%,脱羧与脱氧反应比值为3.17。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。     

一种新型气液反应器流体力学与传质性能研究

为强化气液两相传质,研制出一种新型的气液反应器,即转鼓反应器。对其流体力学特性和传质性能分别进行了研究。采用体积法和脉冲法测定了不同条件下的气含率和停留时间分布;采用空气-水脱氧体系,研究了该反应器在不同条件下的体积传质系数。结果表明,该反应器液相接近于活塞流;气含率随转速N、气量QG的增大而增大;体积传质系数KLa随转速N和气量QG增大而增大,而液量QL变化对其影响不大。     

折流式旋转床出口气相流场研究

采用实验的方法对折流式旋转床气体出口流场进行研究。实验在旋转床壳体直径为724mm,气体出口直径为152mm的折流式旋转床中进行,在常温常压空气单相的情况下采用5孔探针测量了不同转速和气量下旋转床出口位置的气相流场。实验得到了不同转速不同气量下气相切向、径向和轴向速度随无因次半径变化的流场分布情况,从而为折流式旋转床的设计提供理论基础。     

固定化脂肪酶催化大豆油酯交换制备生物柴油

以大豆油为原料,以Novozym 435固定化脂肪酶为催化剂,采用滴加甲醇的方法制备生物柴油。考察了甲醇滴加速度、水的添加量、反应温度、反应级数对脂肪酸甲酯收率的影响。结果表明,甲醇滴加可以减弱甲醇对酶的毒害,达到添加叔戊醇相同的效果。甲醇的滴加速度、反应温度对脂肪酸甲酯收率有很大影响,可以调节甲醇的滴加速度和反应温度提高脂肪酸甲酯收率,甲醇滴加速度3.43×10-4g甲醇/(g油·min),反应温度60℃是适宜的反应条件,在此条件下,产物收率可以达到98.75%。反应生成的甘油会影响酶的活性和产物收率,采用二级反应,级间脱除甘油,有利于产物收率的提高。对于Novozym 435固定化脂肪酶,水的添加不利于产物收率的提高。     

芥酸甲酯氧化制备十三烷二酸

提出了一条芥酸甲酯氧化制备十三烷二酸的新工艺路线:以过氧化氢和氧气为氧化剂,芥酸甲酯经烯键环氧化、环氧水解、邻二醇氧化裂解等反应制备十三烷二酸。着重研究了烯键环氧化和环氧水解反应中,影响烯键环氧化反应收率和中间产物羟基值的条件参数。结果表明:含邻二醇的中间产物的羟基值越高,十三烷二酸的总体收率越高;采用新工艺路线,十三烷二酸的总收率达到70.3%,具有工业化应用前景。     

Pt/Al-MCM-41催化剂金属/酸性配比关系对生物烷烃加氢裂化制备生物航空煤油的影响

开发可再生的生物液体燃料可以增加能源供应,减轻环境污染。本研究以生物柴油加氢脱氧得到的生物烷烃为原料,采用Pt/Al-MCM-41为加氢裂化催化剂制备生物航空煤油。实验以硅铝比为10的Al-MCM-41为载体,通过改变Pt负载量,制备了金属/酸性不同配比的催化剂。在配比值C_(Pt)/C_A为0.182~0.338范围内,随着C_(Pt)/C_A值的增加,催化剂的加氢裂化活性和对煤油的选择性均逐渐增加,但太高的C_(Pt)/C_A值会引起Pt颗粒团聚,不仅造成催化剂浪费而且会降低催化活性和对煤油的选择性。C_(Pt)/C_A为0.203是较理想的配比值,在此配比值下,生物烷烃的转化率、煤油产率和煤汽比分别为98.7%、47.0%和1.12。     

WO3/Al-MCM-41的制备及其催化环氧甲酯氧化裂解性能研究

为了获得一种对环氧甲酯氧化裂解制备生物基醛类产物的高活性催化剂,实验制备和表征了WO_3/MCM-41和WO_3/Al-MCM-41催化剂,以环氧油酸甲酯为原料制备醛类产物,考察了反应温度、催化剂用量、双氧水用量和反应时间等反应条件对原料转化率和产物收率的影响。结果表明,MCM-41和Al-MCM-41均具有良好的介孔结构,其中MCM-41仅含L酸位点,Al-MCM-41含有更多的B酸和L酸位点;适宜反应条件为:反应温度80℃,环氧油酸甲酯/WO_3/双氧水的摩尔比1/0.0024/2,反应时间1.5h,在此条件下,环氧油酸甲酯转化率和醛类产物收率分别高于95%和60%。     

生物质催化热解研究进展

介绍了生物质种类、生物油性质、热解反应条件对生物油产率和油品质的作用以及催化剂对催化热解反应的影响。生物质催化热解技术能够实现资源、能源、环境的高效统一,符舍社会的可持续发展原则,具有很大的开发前景。