【摘 要】
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生物质能作为一种清洁、丰富、可再生能源,具有很高的利用价值;但由于生物质油存在氧含量高、燃烧热值低、粘度高、稳定性差及腐蚀性强等一系列问题,因此必须对其进行加氢精制。
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生物质能作为一种清洁、丰富、可再生能源,具有很高的利用价值;但由于生物质油存在氧含量高、燃烧热值低、粘度高、稳定性差及腐蚀性强等一系列问题,因此必须对其进行加氢精制。过渡金属氧化物催化剂被用于生物油的加氢脱氧研究,可以克服其他催化剂在高含量氧存在情况下出现的易失活、稳定性差的缺点,具有天然的优势。本文采用共沉淀法、固相法制备了NiMo、NiW组合物催化剂,并用XRD、BET、XRF及NH3-TPD等进行了表征分析,并以对甲基苯酚为原料于固定床反应器中进行加氢脱氧反应,考察了各种催化剂的加氢脱氧性能。 首先采用共沉淀法制备了NiMo组合物催化剂,并通过改变催化反应的温度、液时空速以及氢油比等方式,找到适宜的加氢脱氧操作工艺条件:反应温度为200℃、氢气压力为0.3MPa、液时空速为1.5h-1以及氢油比VH2/VFeed=150。此外,根据对甲基苯酚的加氢脱氧反应结果显示,第二组分Mo加入后,大幅提高了镍基催化剂的加氢脱氧活性。在一定反应条件下,用催化剂Ni-Mo-1使对甲基苯酚的加氢脱氧反应转化率可达90%以上,脱氧率达50%以上。 然后采用固相法制备了NiMo组合物催化剂,并且XRD、BET、NH3-TPD等表征表明,加入助剂Mo,可以增加活性组分的分散度,大幅提高样品的比表面积(261.8m2/g)、孔容、孔径及酸度;同时也使得对甲酚的加氢脱氧反应转化率以及脱氧率明显增大,其中采用NiMo-1催化剂时,反应转化率达95.23%,对甲酚的脱氧率达78.94%,并且产物的选择性显示其加氢脱氧反应路径以加氢-氢解为主。此外,以同样方法研究了W的加入对镍基催化剂的影响。催化结果表明,W的加入提高了镍基催化剂的加氢脱氧活性,NiW组合物催化剂使对甲酚的脱氧率可达60%以上,但是其催化对甲酚反应的转化率和脱氧率均低于采用NiMo组合物催化剂。 通过这几种催化剂活性的对比分析,固相法制得的NiMo组合物催化剂展示了更优的加氢脱氧性能和产物选择性。实验中NiMo组合物催化剂优异的催化性能为进一步研究生物油脱氧提供了重要基础。
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