鄰甲酚及生物油催化原位加氫實驗研究.pdf

1、鄰甲酚及鄰甲酚及生物油催化原位加氫實驗研究生物油催化原位加氫實驗研究Researchoncatalyticinsituhydrogenationofocresolbiooil學科專業(yè)：環(huán)境工程研究生：李雁斌指導教師：馬隆龍研究員天津大學環(huán)境科學與工程學院二零一四年十二月I摘要隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，各國對于能源的需求迅速增加，而化石燃料因其不可再生、儲量有限的特點，導致能源供應問題日趨凸顯，開發(fā)可再生能源的任務更加緊迫。生物油被認為是一

2、種重要的化石燃料替代品，是近年來國內(nèi)外研究的重點之一。但熱解生物油存在著高黏度、高腐蝕性、高含水率、對設備損耗大等問題，使其無法作為普通燃料直接使用，所以生物油必須經(jīng)過精制轉(zhuǎn)化為更優(yōu)質(zhì)的燃料油。本文通過甲醇原位制氫加氫的轉(zhuǎn)化路徑，將甲醇水相重整制氫與生物油原位加氫耦合的原位加氫體系來對生物油進行加氫精制，為生物油提質(zhì)，進而深化利用提供了新思路。本研究以NiCMK3為催化劑，利用N2等溫吸附脫附、X射線衍射（XRD）、H2程序升溫還原（H

3、2TPR）等方法對催化劑進行了表征。研究了不同Ni負載量、反應溫度、反應初壓及反應時間下，甲醇水相重整制氫與鄰甲酚原位加氫的耦合反應研究。結(jié)果表明，當Ni負載量為20%、反應溫度為230℃、反應前冷壓為0.1Mpa、物料物質(zhì)的量比(水甲醇模型化合物)為50:5:1、反應時間9h的條件下，鄰甲酚轉(zhuǎn)化率最高為50.53%；試驗對比了甲醇、甲酸、甘油、異丙醇作為供氫溶劑對原位加氫反應的影響，其中以甲酸為供氫溶劑時，鄰甲酚的轉(zhuǎn)化率最高達82.2

4、%。對比了甲酚三種同分異構(gòu)體原位加氫的效果，發(fā)現(xiàn)鄰甲酚和間甲酚的反應效果相差不大，而對甲酚的轉(zhuǎn)化率則低于鄰甲酚和間甲酚，并對20%NiCMK3在原位加氫實驗中的使用壽命進行了討論。研究采用等體積浸漬法制備了一系列負載型Ni基催化劑，利用XRD、H2TPR、NH3TPD等技術(shù)手段表征了催化劑的理化特性，研究了載體、助劑對Ni基催化劑理化特性的影響，測試了230℃反應溫度、0.1MPa冷壓下，催化劑對鄰甲酚原位加氫反應的反應性能。結(jié)果表明，

5、在負載型鎳基催化劑作用下，甲醇水相重整制氫反應可以與鄰甲酚的原位加氫反應相耦合；以CMK3為載體的催化劑活性明顯優(yōu)于其他三種載體，鄰甲酚的轉(zhuǎn)化率為45.35%；助劑的添加對催化劑性能影響顯著，F(xiàn)e的引入使原位加氫體系的轉(zhuǎn)化率降至40.49%，助劑Ce、Cu的加入提高了NiCMK3催化劑的原位加氫反應性能，轉(zhuǎn)化率分別提高至64.6%、66.8%，且Cu的添加改變了產(chǎn)物的分布，在產(chǎn)物中出現(xiàn)了新產(chǎn)物甲苯；本文對原位加氫反應路徑及反應機理進行了