大豆油催化裂解制備烴類燃料.pdf

1、面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境雙重危機(jī)，油脂作為一種廣泛存在的可再生資源，利用其進(jìn)行加工轉(zhuǎn)化為生物燃料的研究日趨受到關(guān)注。油脂的催化裂解被認(rèn)為是最具有潛力的生物燃油生產(chǎn)途徑之一。
　　本文在自制的固定床反應(yīng)器上進(jìn)行大豆油的裂解實(shí)驗(yàn)。以35wt.％A/C為催化劑時(shí)，考察溫度和進(jìn)料速率對(duì)產(chǎn)物收率的影響，確定了較適宜的反應(yīng)條件為溫度480℃，進(jìn)料速率0.4ml/min，此時(shí)得到裂解液收率為74.87％。具體考察了適宜條件下，Blank、γ-A

2、l2O3、10wt.％A/C、20wt.％A/C、35wt.％A/C、50wt.％A/C、CaO七種催化劑類型對(duì)裂解產(chǎn)物的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著CaO中γ-Al2O3機(jī)械混合比例增大，裂解油收率先增大后減小，含氧化合物收率逐漸減小，γ-Al2O3體現(xiàn)出很好的脫水能力。當(dāng)35wt.％A/C參與反應(yīng)時(shí)裂解油收率達(dá)到最大值70.0％。對(duì)裂解油組成和燃料性能進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)CaO中機(jī)械混合適當(dāng)比例的γ-Al2O3催化裂解大豆油，既能優(yōu)化裂解油的碳鏈

3、分布，促使裂解油中烴類含量增加，有效提高裂解油的熱值;又能利用CaO良好的催化脫羧功能降低裂解油的酸值，同時(shí)裂解液的運(yùn)動(dòng)粘度和密度也有所降低，整體提高裂解油燃料性能。綜合考慮，確定35wt.％A/C為相對(duì)較優(yōu)的配比。
　　在自制擴(kuò)大化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行CaO催化裂解大豆油的實(shí)驗(yàn)，考察了載氣流速、溫度、催化劑用量、進(jìn)料時(shí)間等諸因素對(duì)裂解液組成和收率的影響，當(dāng)進(jìn)料速率1.0ml/min時(shí)，獲得的優(yōu)化工藝參數(shù)為反應(yīng)溫度450℃，WHSV=0.

4、38h-1，反應(yīng)全程無載氣。在該條件下，裂解液收率55.8％，烴類含量81.4％，其中烷烴、烯烴含量達(dá)到65.3％，C8以內(nèi)組分及C9～C16組分含量分別為46.9％、43.7％。連續(xù)進(jìn)料用于考察反應(yīng)器中CaO的持續(xù)作用時(shí)間，實(shí)驗(yàn)得出擴(kuò)大化固定床反應(yīng)器內(nèi)CaO不適于持續(xù)參與反應(yīng)。對(duì)優(yōu)化條件下所得裂解液進(jìn)行燃料性能測(cè)定，其具體參數(shù)為:密度849kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘度3.9mm2/s，熱值43.9MJ/kg，酸值3.1mgKOH/g。酸值略高

5、于生物柴油，其他測(cè)試指標(biāo)均能達(dá)到0＃柴油標(biāo)準(zhǔn)。
　　利用熱重技術(shù)研究大豆油的催化裂解特性，發(fā)現(xiàn)CaO和γ-Al2O3參與反應(yīng)均能擴(kuò)大反應(yīng)溫度區(qū)間，降低最大失重速率，35wt.％A/C參與反應(yīng)時(shí)和CaO的情況差別不大。相較于大豆油的直接裂解，CaO和γ-Al2O3的加入能有效降低裂解反應(yīng)活化能，γ-Al2O3能明顯降低主反應(yīng)溫度區(qū)間，35wt.％A/C能使裂解反應(yīng)出現(xiàn)兩個(gè)主反應(yīng)區(qū)，使反應(yīng)更容易發(fā)生。甘油三酯催化裂解機(jī)理復(fù)雜，本文總結(jié)