脂肪酸甲酯加氫脫氧催化劑的制備及其性能.pdf

1、化石燃料的大量使用，導(dǎo)致大氣中溫室氣體日益累積。由于能源需求量大，石油儲量日漸枯竭，迫使人類尋求可再生能源。以甘油三酯為基礎(chǔ)的生物質(zhì)，如植物油、動物脂肪、地溝油和微藻油，經(jīng)轉(zhuǎn)酯化、熱裂解或加氫裂化及選擇性脫氧作用，有望升級為生物柴油（脂肪酸甲酯）、綠色柴油（正構(gòu)烷烴，石油基柴油范圍的碳氫化合物）。其中，天然甘油三酯加氫脫氧或選擇性脫氧生產(chǎn)綠色生物柴油（第二代生物柴油）的過程最有前途。
　　采用分步浸漬和共同浸漬法，制備了Ni-Mo

2、/γ-Al2O3系列催化劑；運用X射線粉末衍射（XRD），程序升溫還原（H2-TPR），全自動比表面積與孔隙度分析儀（BET），電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-OES）等手段測試所制備的催化劑；采用高壓固定床反應(yīng)裝置，以生物柴油（混合脂肪酸甲酯）為原料，建立了一套實驗流程和催化劑反應(yīng)性能評價體系?？疾炝薔i、Mo負載量、載體顆粒形狀、浸漬液的性質(zhì)和助劑La2O3對催化劑的物相結(jié)構(gòu)、氧化還原性能以及催化脂肪酸甲酯混合物加氫脫氧生成目

3、標烷烴組分性能之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）氣相色譜分析結(jié)果表明，原料的主要成份包括：棕櫚酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯，還有少量的十四烷酸甲酯、棕櫚油酸甲酯等；并用正二十烷為內(nèi)標物，建立了原料和產(chǎn)品主要成份的標準工作曲線。
　?。?）分步浸漬法制備催化劑，發(fā)現(xiàn)過飽和分步浸漬法能有效保證活性組分的負載量。制備的雙金屬Ni和Mo負載型催化劑，因組分之間的協(xié)同作用，在脂肪酸甲酯的加氫脫氧反應(yīng)中，表現(xiàn)出了良好

4、的催化活性，反應(yīng)以加氫脫羰或脫羧為主。其中，Ni物種主要起脫碳作用（生成CO或CO2的途徑），Mo物種主起脫氧作用（生成H2O的途徑）。當Ni物種的負載量為15.0wt.％，Mo物種的負載量為5.0wt.%時，催化劑對脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率和正構(gòu)烷烴（C15~C18）選擇性相對最高，催化劑中負載組分與載體之間相互作用力相對最強，分散程度較好，確定了該體系Ni和Mo物種最佳配比，為催化劑14.9Ni4.8Mo/γ-Al2O3。
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5、）對于載體γ-Al2O3，浸漬液的pH值也能影響活性組分的負載效果。氨水的加入，促使催化活性組分的分散，脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率和正構(gòu)烷烴（C15~C18）收率明顯提高，而助劑La2O3添加，更進一步促進了催化劑Ni-Mo/γ-Al2O3的催化活性。對于 Ni-Mo/La2O3-γ-Al2O3催化體系，隨著反應(yīng)溫度升高，脂肪酸甲酯混合物的轉(zhuǎn)化率不斷提高，正構(gòu)烷烴（C15~C18）的收率由300℃下的40.2%提高到了350℃下的79.2%，降

6、低壓力至2.9 MPa，長鏈脂肪酸甲酯的轉(zhuǎn)化率和正構(gòu)烷烴（C15~C18）的收率分別提高到了95.8%及90.2%，確定了較適宜的反應(yīng)溫度和壓力分別為350℃和2.9 MPa，相對于反應(yīng)壓力，反應(yīng)溫度對反應(yīng)性能的影響更顯著。
　?。?）進一步考察了Ni-Mo/La2O3-γ-Al2O3催化劑的性能穩(wěn)定性，在反應(yīng)溫度350℃、反應(yīng)壓力2.9 MPa、氫油體積比1000 mL/mL、液時空速2.0 h-1的操作條件下，發(fā)現(xiàn)隨著催化反應(yīng)