微藻熱裂解油催化加氫精制實驗研究.pdf

1、伴隨石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識的提高，世界各國加快了開發(fā)利用生物柴油替代化石燃料的進(jìn)程。生物柴油作為一種可再生能源，可以減少對石油的依賴，對環(huán)境污染小，受到了各國研究者的極大關(guān)注。
　　生物質(zhì)油是通過快速加熱的方式使組成生物質(zhì)的高分子聚合物裂解成低分子有機(jī)蒸汽，并采用驟冷的方法將其凝結(jié)成液體得到的。未改質(zhì)的生物油含氧量高，導(dǎo)致其穩(wěn)定性差、熱值低、黏度大，尤其是酸性含氧化合物還會造成設(shè)備的腐蝕，在一定程度上影響了其廣泛應(yīng)用，因

2、此，生物油的精制是一個亟待解決的問題。生物質(zhì)油精制技術(shù)的核心是去除其中的氧，提高H/C比率，使其有足夠高的燃燒熱值，并具有適宜的黏度和pH值。本文圍繞小球藻熱裂解油的催化加氫精制進(jìn)行了一系列的研究。
　　研究以γ-Al2O3為載體，以Ni為活性組分，Co和Pd為助劑，采用等體積浸漬和分步浸漬相結(jié)合的方法制備加氫脫氧催化劑。通過熱重實驗TG（H2還原）確定還原溫度，并以小球藻熱裂解油為原料評價了浸漬順序和活性組分浸漬量對催化劑活性的

3、影響。在相同的評價條件下，以分步浸漬法制備的Ni、Co含量分別為10％、3％（占載體γ-Al2O3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），(Ni+Co)與Pd的摩爾比為15∶1的NiCoPd/γ-Al2O3催化劑具有良好的催化加氫性能。最后對加氫脫氧催化劑進(jìn)行了XRD和SEM表征，為探討小球藻熱裂解油催化加氫轉(zhuǎn)化機(jī)理提供一定的理論依據(jù)。
　　利用管式爐反應(yīng)器制備了小球藻熱裂解油。首先，在確定的小球藻熱裂解條件下(小球藻與MCM-41分子篩質(zhì)量比7∶1混合

4、，載氣N2流速為0.1 L·min-1，升溫速率25℃·min-1，反應(yīng)終溫550℃）制備油品，然后進(jìn)行小球藻熱裂解油的減壓除水和加氫前油品性能測定。實驗表明，小球藻催化熱裂解油含水率高，氧含量高達(dá)8.7％，熱值、酸值和十六烷值分別低至25 MJ·kg-1、2.5和24.5，運動黏度高達(dá)30 mm2·s-1。以Ni-Co-Pd/γ-Al2O3為催化劑，在連續(xù)固定床反應(yīng)器中研究了小球藻熱裂解油(Chlorella Pyrolysis Oi

5、l)的催化加氫精制。在較低加氫壓力下考察了加氫溫度和氫油比（體積比）對精制生物油的含水率、熱值、運動黏度和十六烷值等參數(shù)的影響，并對加氫前后油品進(jìn)行了元素分析和GC-MS分析。對比分析生物油加氫前后化學(xué)組成的變化，根據(jù)元素守恒和物料守恒原理，提出了小球藻熱裂解油催化加氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，在2×106 Pa壓力下，氫油比為120∶1，溫度為300℃時，精制油收率達(dá)89.6％，熱值和十六烷值較加氫前分別增加了17.94％和71.2％