大孔擬薄水鋁石制備及加氫脫氧的研究

　　隨著我國經濟的快速發展,石油資源相對缺乏與急劇增漲的石油需求量之間的矛盾日漸突出,將制約我國經濟持續發展和嚴重威脅國家能源安全。

　　生物能源由于儲量豐富,環境友好和可再生的特點,在滿足未來社會能源需求的同時,也符合可持續科學發展觀和循環經濟的理念,因此開發和使用生物能源已成為當今世界能源戰略的重要組成部分。

　　其中,由動植物油脂制備的生物柴油,其物化性能與石化柴油相近,具有燃燒性能好、無腐蝕性、清潔無污染等特點,可與石化柴油混合使用,是當今石化柴油最具潛力的替代燃料。 國內加氫法制備生物柴油處與實驗室研究階段,國外加氫法制備生物柴油發展較快。

　　生物油的主要成分是甘油三酯,此種分子量大,對催化劑載體的要求高。傳統的小孔徑催化劑載體內擴散阻力大,這種大分子的甘油三酯進入不了大分子內部,不利于催化反應的進行。而制備高比表面積大孔容的活性氧化鋁載體對國內重油的快速發展有重要的作用。

　　本文在現今國內碳化法生產擬薄水鋁石和活性氧化鋁的基礎上,通過分析影響活性氧化鋁和擬薄水鋁石的比表面積和孔的因素出發,提出了影響鋁孔性能的溶劑化環境控制理論,并在此基礎上設計采用了一種新的反應裝置來控制過飽和度和加強氣液傳質效率。

　　實驗結果顯示,當溶液終點pH在10.5和9.4之間的時候,得到了純凈的擬薄水鋁石,而且擬薄水鋁石的晶粒大小約為2.3納米,比表面積,平均孔容和孔徑均達到548.5m2/g,2.22ml/g和16.2 nm,這些實驗結果比在反應釜中得到的高出很多。而且,擬薄水鋁石焙燒后獲得的γ-Al2O3同樣具有比較大的比表面積孔容和孔徑。實驗采用幾種方法對擬薄水鋁石孔徑分布進行了調節,得到了孔徑分布相對均一的產品。

　　加氫法制備生物柴油以小桐籽油為例針對生物柴油制備過程中影響催化劑的穩定性和催化活性的主要因素出發,對催化劑及其載體的抗水合性能進行了深入的考察,并在此基礎上,優化出水熱穩定性好的一批催化劑。通過對小桐籽油加氫脫氧活性檢測實驗發現,該催化劑具有良好的催化活性和穩定性,實驗得到的C15到C18正烷烴收率到達了80%左右,實現了預期的目標。