生物油催化加氢制航空燃料基础研究

发布时间：2020-05-16 15:48

【摘要】：随着航空运输业的迅速发展,航空燃料的需求也随之迅猛增长,为保障现代航空燃料的可持续发展,开发碳排放量低、原料可再生的航空生物燃料已经得各国的普遍重视。本文以水热液化技术为基础,将制得的生物原油利用催化加氢技术改性得到高品质生物燃油,精馏后与航空煤油掺混制备生物质基航空燃料,即航空生物燃料。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)、元素分析仪及石油产品特性分析仪等对不同改性条件下制得的生物油和不同比例掺混得到的航空生物燃料的物化特性和燃烧特性进行分析比较,得到适宜制备航空生物燃料的改性条件和掺混比例。首先,利用间歇式反应釜进行液化条件的探索(280-360℃,30-90min),实验结果表明,水热液化温度在320℃,反应时间为60min时,玉米秸秆转化率为69.9%,液化油收率最高达42.3wt%。其次,利用上述液化条件进行玉米秸秆水热液化中试实验制备改性用生物原油。最后,用双金属Ni-Mo分散型催化剂催化加氢改性生物原油,改性温度为280-370℃,油/醇比为1:2(g:g),反应时间为60min,氢气压力为4MPa。结果发现,随着温度的增加,改性生物油产率逐渐降低,却有利于其物化特性的改善,并且脱氧效果要大于加氢效果。实验不仅改变了液化油的组成成分,而且去除了大部分含氧官能团,如羟基和羧基等,同时烃类得到明显的增加。370℃改性后生物原油蒸馏出馏程为150-250℃的低沸点生物油,按生物油比RP-3型航空煤油为1:0、1:1、1:4、1:9和1:19的比例掺混。对生物油和航空生物燃料的化学成分和物化特性进行分析,结果发现经过蒸馏得到的生物油物化特性明显好于未蒸馏的生物油,而且与航空煤油能较好的混合。随着混合比例的增加,航空生物燃料的物化特性越接近航空煤油。掺混比例为1:19时,虽然混合燃料的酸值有所增加,但对铜片腐蚀程度不明显;同时闪点也有所降低,实际胶质仍高于航空煤油的使用标准,而其他指标均已达到使用标准,也证明了本文所使用的改性方法制备航空生物燃料具有可行性。
【图文】：

间歇式高温高压反应釜示意图

生物质液化产物分离和萃取回收过程
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6

【参考文献】

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本文编号：2666966