酸改性FCC廢觸媒催化松香裂解制備生物柴油研究.pdf

1、以廣西的非糧優(yōu)勢資源松香為原料、自制的酸改性流化催化裂化(FCC)廢觸媒為催化劑,進(jìn)行了松香催化裂解制備松香基生物柴油的研究。考察不同因素對催化劑制備和松香裂解反應(yīng)的影響,尋找酸改性FCC廢觸媒制備的最佳工藝條件及松香熱裂解的最優(yōu)反應(yīng)條件,對催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征以及裂解反應(yīng)產(chǎn)物的分析鑒定,探索松香基生物柴油與0＃石化柴油復(fù)配制備生物柴油工藝,為廣西的可再生生物質(zhì)松香資源深加工提供技術(shù)支持,也為FCC廢觸媒的資源化利用提供一條新途

2、徑。
　　采用浸漬法制備硫酸改性FCC廢觸媒,在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,通過L16(45)正交實(shí)驗(yàn)考察了液/固質(zhì)量比、酸濃度、活化時間、攪拌轉(zhuǎn)速及烘干溫度對酸改性FCC催化劑活性的影響,確定催化劑制備最佳工藝條件為:液/固質(zhì)量比4:1,酸濃度12％(wt),活化溫度363 K,活化時間2 h,攪拌轉(zhuǎn)速450 r·min-1,烘干溫度423 K。
　　采用掃描電鏡和能譜分析(SEM-EDS)、比表面與孔結(jié)構(gòu)分析、X射線衍射分析(X

3、RD)、紅外吸收光譜分析(IR)、粒度分析和自動電位滴定法等測試手段對改性過程各階段催化劑結(jié)構(gòu)和理化性能進(jìn)行了表征。表征結(jié)果為:經(jīng)歷改性過程,催化劑保留了Y型分子篩基本骨架結(jié)構(gòu),表面積炭被去除、被堵塞的孔道得到改善,比表面積、平均孔徑、孔體積均增加,催化劑中的金屬雜質(zhì)Ca、Fe、Ni的含量均有減少,粒度減小,表面酸量增加;反應(yīng)后的催化劑精細(xì)結(jié)構(gòu)未被破壞,但表面出現(xiàn)炭沉積,導(dǎo)致比表面積、表面酸量、反應(yīng)活性均降低。
　　采用單因素試驗(yàn)

4、基礎(chǔ)上,通過L9(34)正交試驗(yàn)考察反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量對松香熱裂解反應(yīng),得出最優(yōu)的反應(yīng)工藝條件為:催化劑用量約為15%、反應(yīng)時間為2 h和反應(yīng)的適宜溫度為553 K,在此條件下松香基生物柴油酸值可達(dá)0.64 mgKOH·g-1。
　　采用氣相色譜(GC)和氣相色譜質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對原料和反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行鑒定分析,結(jié)果表明,反應(yīng)產(chǎn)物可分為揮發(fā)油和松香基生物柴油兩部分,揮發(fā)油的主要成分為烯烴類、萘類、羧酸、菲類

5、、芳香烴類、酮類,相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別占揮發(fā)油總量的31.54%、26.94%、9.64%、9.08%、6.85%、6.85%;松香基生物柴油的主要成分為菲類、萘類、酮類,相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別占松香基生物柴油總量的42.3%、23.64%、16.82%。
　　按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求對松香基生物柴油及其復(fù)配油的各項(xiàng)理化性能進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,松香基生物柴油調(diào)(B100)的大部分性能指標(biāo)符合GB/T20828-2007《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油(B