生物質(zhì)醇解重質(zhì)油加氫工藝研究.pdf

1、隨著石油資源的日益枯竭，從可再生的生物質(zhì)資源獲取液體生物質(zhì)油受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。生物質(zhì)油的制備方法主要有兩種：快速熱解法和溶劑溶解法?？焖贌峤夥ㄒ笤?00~500℃的惰性氣氛中，以500℃/s以上的傳熱速率加熱生物質(zhì)，這導(dǎo)致生物質(zhì)熱解產(chǎn)物非常復(fù)雜，可鑒定的組分超過(guò)400種，而且熱解油品含有大量的水分和酸類物質(zhì)，這使得快速熱解法的發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙。而生物質(zhì)溶劑溶解法，尤其是小分子辛醇的醇解技術(shù)可在130~150℃的溫和條件下使生物質(zhì)

2、液化率達(dá)到80 wt％以上。而且，醇溶劑的存在也促進(jìn)了生物質(zhì)的定向解聚，形成富含酯類、醚類化合物的輕質(zhì)油。同時(shí)，生物質(zhì)醇解也得到類似瀝青狀的重質(zhì)油，其產(chǎn)率最高可達(dá)36.72%（生物質(zhì)基）。這些重質(zhì)油雖然可以用于重油鍋爐直接燃燒，但是因?yàn)橹刭|(zhì)油的粘度大、含氧量高、穩(wěn)定性差，直接燃燒并不經(jīng)濟(jì)。本文的目標(biāo)是在分析確定生物質(zhì)醇解重質(zhì)油特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和制備具有良好催化效果的加氫催化劑，以提高重質(zhì)油的輕質(zhì)化率，改善油品品質(zhì)和燃燒性能，主要研究工

3、作和結(jié)果歸納如下：
　　1.以桉木為生物質(zhì)原料，酸化正辛醇為溶劑，在液固比（溶劑與生物質(zhì)的比例）為2:1，130~150℃條件下反應(yīng)60 min，制備得到生物質(zhì)液化產(chǎn)物。再對(duì)該液化產(chǎn)物進(jìn)行丙酮-正己烷分級(jí)萃取，得到重質(zhì)油。對(duì)重質(zhì)油的理化性質(zhì)分析結(jié)果表明：重質(zhì)油是黑色粘稠狀的膠質(zhì)體，其酸值為0.963 mgKOH/g，熱值為36 MJ/Kg，密度為0.82 kg/m3，灰分含量0.095%。FT-IR分析結(jié)果表明，重質(zhì)油是含有羥基、

4、甲氧基、羰基、醚鍵等多種含氧官能團(tuán)的芳烴或酚類化合物。而GPC分析結(jié)果表明，重質(zhì)油是由大小分子組成的混合物，其小分子部分的峰位分子量為242，而大分子部分的峰位分子量為2805。
　　2.在氫氣氣氛中，考察了反應(yīng)溫度（90~210℃）、反應(yīng)時(shí)間（30~90 min）等工藝參數(shù)對(duì)Pd/C催化劑在重質(zhì)油加氫過(guò)程中的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度對(duì)重質(zhì)油加氫效果影響最大，反應(yīng)溫度升高到180℃時(shí)，重質(zhì)油輕質(zhì)化率最高，達(dá)到40.5%，超過(guò)此溫度

5、輕質(zhì)化率反而下降。重質(zhì)油加氫前后的FT-IR分析結(jié)果表明：加氫后的重質(zhì)組分中羥基官能團(tuán)和醚鍵明顯增加。而元素分析結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)加氫的重質(zhì)油O元素含量最高下降了55.4%，H元素含量在加氫后也有明顯的提高，最大提高了16.2%。其中S元素含量隨著反應(yīng)溫度的上升而下降。對(duì)輕質(zhì)組分進(jìn)行GC-MS分析后發(fā)現(xiàn)，重質(zhì)油加氫所得輕質(zhì)組分主要為小分子芳烴、酚類及苯甲酸酯類物質(zhì)，包括甲乙苯、苯酚、間苯二甲酸-1-丁基酯-3-苯基酯及鄰苯二甲酸二辛酯等。<

6、br>　　3.考察了反應(yīng)溫度（330~450℃）、初始?xì)鋲海?~8 MPa）、反應(yīng)時(shí)間（10~50 min）對(duì) V-W-Mo-Cu/γ-Al2O3催化劑在重質(zhì)油加氫過(guò)程中的影響，發(fā)現(xiàn)，重質(zhì)油輕質(zhì)化率最高可達(dá)93.3%。加氫前后重質(zhì)油的FT-IR分析結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度高于420℃時(shí)，重質(zhì)組分中醚鍵基本消失，羰基及羥基特征吸收峰明顯減弱。而對(duì)重質(zhì)油加氫所得輕質(zhì)組分的GC-MS分析結(jié)果可知，其主要含有甲乙苯、對(duì)乙基苯乙烯等單環(huán)芳烴，以及間苯

7、二甲酸-1-丁基酯-3-苯基酯等少量酯類化合物。
　　4.考察了反應(yīng)溫度（330~450℃）、初始?xì)鋲海?~8 MPa）、反應(yīng)時(shí)間（10~50 min）對(duì)FeS2催化劑在重質(zhì)油加氫過(guò)程中的影響。結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)溫度低于390℃時(shí)，重質(zhì)油加氫所得輕質(zhì)組分只有少量的甲乙苯、異丙苯等單環(huán)芳烴類物質(zhì)。而當(dāng)反應(yīng)溫度升高到390℃以上時(shí)，輕質(zhì)組分中物質(zhì)種類明顯增加，除了甲乙苯等，還有醋酸-3-苯基丙基酯、異丙烯苯、苯酚等物質(zhì)生成。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)