熔融碱裂解硬脂酸钠制备烃类液体燃料油的初步研究

以硬脂酸钠为原料,在熔融氢氧化钠体系中,以制备含氧化合物含量低的烃类液体燃料油为目标进行裂解实验,分别考察反应温度、载气流速和进料速率对裂解液组成的影响。对所得裂解液采用GC-MS进行分析,可得其成分主要为烷烃、烯烃、部分芳香烃及少量含氧化合物。在反应温度425℃,载气流速0.7 L/min,进料速率1.4 g/min的条件下,裂解液中各组分的含量为烷烃60.2%,烯烃32.5%,芳香烃4.2%,含氧化合物3.1%。     

基于TG-FTIR的大豆油热解特性研究

利用热重-红外分析仪(TG-FTIR)研究了大豆油热解特性。通过大豆油热解产物的在线分析,验证了大豆油的热解机理,大豆油热解主要分为两个阶段:甘油三酯裂解阶段和由第1阶段生成的脂肪酸的裂解阶段。加入两种常用的油脂裂解催化剂碱性氧化物CaO和介孔分子筛MCM-41以考察油脂的催化裂解特性,两种催化剂对大豆油热解反应影响显著,使其热解终止温度升高,主要热解区间扩大,最大热解速率降低;由产物红外光谱图分析可知,CaO有较好的脱氧效果,MCM-41可以抑制酚类物质的生成。利用Coats-Redfern积分法计算大豆油主要热解区间的动力学参数,结果表明,在MCM-41催化下反应活化能降低,而CaO催化过程具有两个失重阶段,第1阶段活化能升高,第2阶段活化能降低。     

CaO催化裂解生物质气化焦油实验研究

以谷壳气化发电产生焦油为研究对象,考查了CaO作为焦油裂解催化剂对其催化裂解的影响。实验研究结果表明:CaO作为焦油裂解催化剂可使焦油裂解率明显提高,在800℃时,其裂解率可由热裂解的28.66%提高到65.60%,焦油催化裂解后可使燃气成份中的H2、CO、CH4以及CO2含量提高。但焦油裂解过程中,其积炭率可达30.51%;扫描电镜显示:因焦油裂解积炭包裹CaO催化剂,易使其催化活性失效,同时由于积炭,使床层压降增加,给焦油催化裂解运行带来困难。     

玉米秸秆催化热解试验研究

利用自行设计的固定床快速热裂解试验系统,研究了玉米秸秆催化热解(催化剂为CaO)规律及催化剂对热裂解产物分布的影响,探讨了CaO的催化机理.结果表明,750℃时,CaO在促进焦油裂解的同时,也促进了焦炭和气体产物的生成;CaO对气体产物中的CO2具有吸附作用,降低了CO2的含量,它对大分子脱氢具有明显的催化选择性,增加了产气中H2的含量.在试验中采用了2种催化剂添加方式,添加比为1:1(质量比);分析了不同催化剂添加方式对催化热解的影响;采用悬挂方式时产气率达到57.68%;采用混合方式时,燃气中H2含量高达33.33%,燃气热值达到了12.389 MJ/m3.     

Ni、Fe负载CaO催化剂作用下生物油模化物水蒸气催化重整制氢研究

采用浸渍法制备Ni/CaO、Fe/CaO、Ni-Fe/CaO催化剂,用于生物油模化物乙酸水蒸气催化重整反应.对反应前后催化剂进行BET、H2-TPR、CO2-TPD、XRD等表征.通过比较3种催化剂重整反应性能得出Ni/CaO催化剂具有最佳性能.进一步研究在Ni/CaO催化剂参与下反应温度、水碳比(S/C)、液时空速(...     

生物油催化裂解的动力学分析

以CaO·MgO混合物为催化剂,采用热重分析法探讨了混合物中MgO含量对生物油催化裂解反应速度和最终残留率的影响.实验结果显示,生物油的热重变化过程可以分为室温～200℃范围内的挥发阶段和200～520℃范围内的热裂解阶段.在热裂解阶段中,反应速率常数和温度的关系可以用Ardaenius方程式表示.在MgO含量为50%的CaO·MgO混合物的催化作用下,生物油热裂解反应活化能从无催化剂时的20.9kJ/mol降低到16.5kJ/mol,最终相对残留率降低到0.75.MgO含量为38.7%的煅烧白云石是有效的生物油裂解催化剂.     

生物质裂解燃油对生物柴油低温流动性的改进研究

以生物油脂为原料,通过裂解和酯化两个反应过程分别生成3种新的生物油脂裂解燃油(大豆油裂解燃油SBPF、皂脚裂解燃油SSPF、地沟油裂解燃油HWPF)。将3种生物燃油以不同的添加量分别添加到脂肪酸甲酯类生物柴油中,研究其组成含量对低温流动性能的影响。结果表明:常规的生物柴油凝点和冷滤点分别为11℃和12℃,通过添加20%皂脚裂解燃油,可使其凝点和冷滤点分别降至4℃和7℃。通过差示扫描热量分析,可知调合后可略微降低油品的析蜡温度,并且其降凝效果符合共晶理论。通过析蜡结晶物的GC-MS分析验证,生物油脂裂解燃油的加入主要是改变结晶特性,而对析出的蜡晶的组成及其含量无影响。     

旋转锥式反应器催化大豆油裂解制备可再生燃料油

采用自制的转锥式催化裂解反应器,研究了以大豆油为原料制备可再生液体燃料油的技术.考察了催化剂的种类、裂解温度、加料速度等反应工艺条件对裂解产物性能的影响.研究结果表明:催化裂解反应的优选工艺条件为氢氧化钾作为催化剂,反应温度为450-500℃,滴加速度为50g/h,液体燃料收率为78.3%.气质联用和红外光谱分析表明,...     

铜基/钯基催化剂甲醇裂解气发动机性能

以一台点火式电控发动机为原型机,在其排气管上串接一甲醇裂解器,利用废气余热裂解甲醇制取裂解气,然后作为发动机燃料.在改造后的发动机上,分别进行了铜基和钯基催化剂作用下甲醇裂解为裂解气的应用性能研究.结果表明,铜基或钯基催化剂裂解气发动机动力性能够达到原机95％以上,裂解气发动机当量燃料消耗率较之汽油机下降了24％左右,在仅用前级催化转化器时发动机碳氢(HC)排放和一氧化碳(CO)排放仅为原机的10％左右,氮氧化物(NOx)排放为原机的20％左右.与铜基催化剂相比,钯基催化剂裂解气发动机性能更好,而且其催化裂解效率、可靠性、催化剂附着性等方面均优于前者.     

生物质组分对航空煤油基础燃烧特性的影响研究

为了研究加氢裂解制备生物质航空替代燃料过程中的中间产物对传统航空煤油燃烧性能的影响,选取3种不同烃类(十四烷、十六烷和丁基苯)与RP-3航空煤油按不同比例掺混并进行基础燃烧实验。实验比较了不同种类的混合燃料燃烧温度的变化以及由此引起的燃烧产物的组分及浓度的变化情况。实验结果表明:掺混直链烷烃后,混合燃料的燃烧火焰温度明显提高,而掺混丁基苯后,燃烧火焰温度显著降低;掺混直链烷烃与掺混丁基苯后,混合燃料燃烧产生的CO与NO的含量的变化趋势相反,UHC的含量则均有所下降;组成固相产物的主要元素均为碳和氧,且掺混丁基苯后,混合燃料的燃烧产物中的碳含量最高,即掺混丁基苯后,混合燃料的积碳现象更严重。     

碳酸盐作用下生物质热裂解制富氢气体

以杉木屑为原料,Li_2CO_3-Na_2CO_3-K_2CO_3(LNK)为热介质和催化剂进行生物质热裂解制富氢气体的研究,考察金属氧化物、镍盐、载气流量和反应温度等参数对H_2产率及气体组成分布的影响。研究表明:金属氧化物能促进氢气生成,Co_2O_3作用下H_2产率和气体总产率最高,为285.0和644.0 mL/g;镍盐中Cl~-对H_2生成的促进效果优于SO_4~(2-);载气流量为43.6 L/h时H_2产率和可燃气产率最高,为357.0和525.0 mL/g;高温利于H_2生成,反应温度为565.0℃时H_2体积浓度达到96.9%。本研究为生物质热裂解制富氢气体提供参考。     

生物质快速热解蒸气的在线催化研究

在固定床上对生物质流化床快速热解产生的蒸气进行了直接催化试验.选用HZSM-5催化剂,探讨了催化温度和催化剂量对催化后产物分布及生物油组分的影响.结果表明:在催化温度为375℃、催化剂量为30 mL时,可获得较高的液相产率(36.4%)、较低的气相产率(20.4%)和焦产率(13.9%).通过分析最佳工况下的生物油组分,发现精制油中含氧量高的有机酸、酯、酮、醛、呋喃等含量明显降低,而含氧量低的小分子酚类及不合氧的烃类含量大幅提高.     

整体式焦油裂解催化剂的制备及性能研究

以堇青石为载体,采用真空浸渍法制备整体式镍基催化剂,研究了不同干燥方法对整体式催化剂内表面活性组分轴向分布的影响及不同工艺条件下的催化性能。结果表明:微波干燥法所得催化剂内表面活性组分轴向分布最均匀;重时空速对焦油裂解率的影响较大,当重时空速为177kg/(h.m3)时,焦油裂解率高达92.62%,H2的体积分数为46.53%;在较低温度条件(700~800℃)下,催化温度对焦油裂解的影响较小,当催化温度上升到900℃时,焦油裂解率大幅上升,单位质量生物质气体产率高达1.22Nm3/kg。     

CaO/MgO复合固体碱预处理杂交狼尾草提高酶解率

以杂交狼尾草为原料,采用CaO/MgO复合固体碱为催化剂,通过水相环境下高温处理,研究反应条件对狼尾草酶解效率及总糖收率的影响。研究结果表明:在催化剂含量20%,温度110℃,时间80min,固液比1∶20的条件下预处理狼尾草,木质素去除率高达54.18%。加酶量为40FPU/g,酶解72h,葡聚糖收率从未处理时的41.23%增大到81.04%;CaO/MgO固体碱预处理可破坏杂交狼尾草原本的致密结构,暴露更多的纤维素,破坏纤维素中的分子内和分子间的化学基团。CaO/MgO固体碱循环使用4次后无明显失活。     

钯碳催化木质素模型化合物制备烷烃的试验研究

针对木质素的转化,以木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧制备烷烃为模型反应,研究酸溶液中,活性炭负载Pd、Pt、Ru、Rh金属催化剂的催化性能。研究发现:在测试的催化剂中,Pd/C催化剂显示出较高催化加氢脱氧性能,烃类产物收率达到80%。随后,考查反应条件对催化性能的影响,发现在适中反应温度(200~250℃)、酸浓度(0.5wt%~1.0wt%)和较高氢气压力(5MPa)下,反应有利于烃类产物的生成。最后,探讨愈创木酚加氢脱氧的反应历程。     

再生造纸废渣制作燃料棒技术研究

以再生造纸废渣为研究对象,通过实验研究的方法,对以此制作回收衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)的制备工艺主要影响因素(含水率、加热温度、模具孔径大小)及CaO添加量进行实验分析。结果表明造纸废渣最佳成型条件为:废渣成型含水率15%～20%、加热温度200℃、模具孔径20 mm;CaO添加量≤5%对RDF成型影响很小。该研究可为造纸废渣制作RDF工业化生产提供参考依据。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化裂解生物质制氢研究

在自行研制的生物质连续热解反应装置上进行了稻壳连续热解和二次催化裂解制氢试验研究,所用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂采用浸渍法制备。考察了Fe/Al催化剂焙烧温度及二次催化裂解温度对裂解气中H_2含量和裂解液体组分的影响。试验结果表明:Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对H_2有较大的选择性,当Fe/Al=0.7、催化剂焙烧温度为550℃、二次裂解温度为700℃时,H_2产率达到34.8%;稻壳直接二次裂解液体产物中主要为醋酸,含量达49.44%,催化裂解后主要为丙酮,含量达到50.56%。     

CaO伴随纤维素快速热裂解的落体试验研究

采用自由落体-辐射加热的试验方法,对CaO伴随生物质快速热裂解制油的脱氧效果进行了研究.利用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)对油样进行分析,结果表明:纤维素一次裂解的主要产物是左旋葡聚糖(LG);纯纤维素以及33%和56%CaO伴随纤维素裂解油中LG的质量百分含量分别为59.1%、35.8%和25.1%;LG作为热解油中含氧量最高的成分,其质量百分含量随CaO的加入急剧下降,说明CaO的加入可降低热解油的含氧量.计算结果表明:33%和56%CaO伴随纤维素热裂解时,可分别降低油品含氧量约10%和12.5%,说明CaO可直接固定纤维素热裂解平行反应中CO2或类似中间基团,形成有利于葡萄糖单体分裂、重整路线进行的"化学汇"结果.     

山梨醇水相芳构化转化为航空燃料范围内的碳氢化合物

文章利用具有微、介孔双孔结构的机械混合分子筛催化剂(Ni/HZSM-5/SBA-15),在较温和的反应条件下,将山梨醇一步水相芳构化转化为航空燃料范围内的芳烃和环烷烃类碳氢化合物。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸脱附实验、NH_3程序升温解吸(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构、形貌和酸性质进行了表征分析。催化剂反应性能测试结果表明:反应温度为320℃时,油相产率达到42.0%,芳烃含量为69.7%;当反应温度升高到360℃时,油相产率增加到61.3%。油相产物主要由环烷烃、支链烷烃和芳烃组成,通过后续加氢脱氧提质,可以转化为高品质的生物航空燃油添加剂。     

流化催化裂化汽油加氢改质催化剂积炭失活行为研究

生产低硫、低烯烃和高辛烷值的清洁汽油,是国家保持能源经济可持续发展的必然要求。对反应前后两种全馏分流化催化裂化加氢改质催化剂进行了X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)表征,发现由于积炭物种的干扰,两种催化剂的XRD特征峰强度均明显减弱,两种催化剂上的积炭均由脂肪族烃类和芳香族烃类组成,其中芳构化催化剂的积炭进入到分子筛的孔道内部。TG-DTA分析结果表明,运转660h后,脱硫催化剂积炭量为8.0%(质量分数),失重峰的峰温为490℃,芳构化催化剂积炭量为20.5%(质量分数),容碳能力大,失重峰的峰温为530℃。两步法改质工艺用于全馏分催化裂化汽油加氢改质评价660h。反应后,硫含量从242μg/g降到73μg/g,加氢脱硫率为70%;烯烃含量从36.8%(体积分数)降到24.9%(体积分数),降烯烃率为32%;芳烃含量从18.9%(体积分数)升到19.9%(体积分数);辛烷值损失1.6个单位。