生物质催化裂解制备低碳烯烃过程优化研究

发布时间：2020-05-13 21:03

【摘要】：民航事业的快速发展伴随着社会对航空煤油需求的激增,而化石能源的过度使用会引发非常严峻的环境问题,因此发展可再生能源迫在眉睫。在众多可再生能源中,生物质作为唯一一种可转化为固体、气体、液体燃料的可再生能源,使用前景广泛。目前,使用低碳烯烃(即乙烯、丙烯和丁烯)齐聚加氢制备烃类燃料的技术已非常成熟,而从生物质出发催化裂解制备低碳烯烃的过程却少有探讨,因此本文将对生物质制备低碳烯烃的过程进行优化研究。首先本文对生物质一步法制备低碳烯烃(生物质直接催化裂解制备低碳烯烃)的过程进行了实验研究。使用纤维素作为生物质原料,使用掺磷量分别为1wt.%、3wt.%和5wt.%的HZSM-5分子筛催化剂对其进行催化裂解实验。从实验结果来看,催化剂掺磷能极大地提高催化裂解产物中低碳烯烃的碳摩尔产率并减缓分子筛催化剂的积碳效应,低碳烯烃的碳摩尔得率在掺磷量为1wt.%时达到最大值4.6C-mol%。在此实验基础之上,本文对生物质一步法制备低碳烯烃的过程进行Aspen Plus模拟。其次本文在现有文献实验基础上对生物质两步法制备低碳烯烃(由生物质裂解所得的生物油催化制备低碳烯烃)的过程进行AspenPlus模拟,并对生物质一步法、两步法制备低碳烯烃的过程进行了质量流与能量流的分析比较。生物质一步法制备低碳烯烃系统低碳烯烃质量得率为5.06%,能量效率为13.94%;生物质两步法制备低碳烯烃系统低碳烯烃质量得率为12.07%,能量效率为32.03%。从模拟来看,生物质两步法制备低碳烯烃系统虽然设备复杂,但其低碳烯烃的质量得率要优于生物质一步法制备低碳烯烃系统。最后本文对两种生物质制备低碳烯烃的过程进行(火用)分析。生物质化学(火用)的计算依赖于其高位热值,为了得到更加精确的化学(火用),使用在现有数据集上通过PCA与岭回归技术训练得到的拟合公式,利用生物质工业分析预测其高位热值,从而得到化学(火用)。模拟结果表明,生物质一步法制备低碳烯烃系统(火用)效率为11.7%,生物质两步法制备低碳烯烃系统(火用)效率为27.11%。对生物质两步法制备低碳烯烃系统进行优化,优化后系统总(火用)损降低了 12.86%。
【图文】：

用测试仪器为Ｎ－ＨＷ２０００Ｂ型高频红外碳硫分析仪（高频加热原理，将催化剂积碳充分燃烧为Ｃ０２气体。子在红外光波段具有选择性吸收谱图的能力，当特定二氧化碳气体能产生强烈的光吸收，，高频红外硫碳分过积分、归一化等一系类转化之后，可以得出样品中

一商频红外硫碳分析仪设备困
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK6

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 樊永胜;蔡忆昔;李小华;俞宁;张蓉仙;尹海云;;樟木木屑真空热解工艺的响应面法优化及生物油组分分析[J];林产化学与工业;2014年06期

2 王超;陈冠益;兰维娟;马文超;;生物质快速热解制油试验及流程模拟[J];化工学报;2014年02期

3 赵延兵;王鑫;佟明友;;生物质微波热解影响因素的研究[J];当代化工;2013年05期

4 赵坤;肖军;沈来宏;瞿婷婷;;生物质热解制油系统性能分析[J];太阳能学报;2012年11期

5 项阳阳;周劲松;吴何来;;超临界流体在生物质转化技术中的应用[J];化工进展;2012年S1期

6 胡耀池;詹妮娜;章文贵;吕浩;胡q

本文编号：2662540