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生物油酸酮类模化物与乙醇在HZSM-5上共裂化制备生物汽油 被引量:6
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作者 王树荣 蔡勤杰 +3 位作者 王相宇 张力 王誉蓉 骆仲泱 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期709-722,共14页
生物油酸类和酮类化合物具有较高的裂化活性,而使用分子蒸馏技术能将这些组分富集到蒸出馏分中,因此蒸出馏分相比原始生物油具有更好的裂化特性.为了模拟实际蒸出馏分的组成,本文将生物油模化物(羟基丙酮(HPO)、环戊酮和乙酸)进行配比混... 生物油酸类和酮类化合物具有较高的裂化活性,而使用分子蒸馏技术能将这些组分富集到蒸出馏分中,因此蒸出馏分相比原始生物油具有更好的裂化特性.为了模拟实际蒸出馏分的组成,本文将生物油模化物(羟基丙酮(HPO)、环戊酮和乙酸)进行配比混合,在固定床反应器上对其与乙醇的共裂化行为进行了研究,考察了不同反应温度和压力对混合反应物的转化率、粗汽油相的选择性和组成的影响.研究发现,当反应温度在340℃时,乙酸和乙醇的转化率分别仅为67.9%和74.4%,同时得到的油相产物中烃类含量仅为59.8%,并含有大量的含氧副产物.常压裂化同样生成了低品质的油相产物,同时油相选择性仅为10.8%.提高反应温度能促进反应物的转化,提高裂化过程中的脱氧效率,而提高反应压力对液体烃类的生成有明显的促进作用.在400℃和2MPa时,酸类和酮类都有良好的裂化表现,反应物接近完全转化,粗汽油相选择性达到31.5%,且全部由烃类组成,其中芳香烃含量高达91.5%.此外,反应后催化剂表征和稳定性测试结果表明,催化剂在较长时间反应后会失活,但通过催化剂再生能够很好地恢复催化剂活性. 展开更多
关键词 生物油 分子蒸馏 混合模化物 催化裂化 生物汽油
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加氢催化剂对模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃的影响 被引量:5
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作者 孟欣 蔡勤杰 张素平 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第7期860-866,共7页
文章研究了不同加氢催化剂对富酚的模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃过程的影响。研究结果表明,酚类在加氢阶段的加氢效率与整体的加氢共裂化表现呈现出一致性;以Ni/ZrO2为催化剂时,酚类在加氢阶段的转化率最高,加氢共裂... 文章研究了不同加氢催化剂对富酚的模拟生物油轻质组分与甲醇加氢共裂化制备芳香烃过程的影响。研究结果表明,酚类在加氢阶段的加氢效率与整体的加氢共裂化表现呈现出一致性;以Ni/ZrO2为催化剂时,酚类在加氢阶段的转化率最高,加氢共裂化的油相产率也最高,为24.8%,且油相中芳香烃的相对含量在99%以上;其他加氢催化剂对酚类的转化效率相对较低,较多酚类的存在导致裂化阶段的催化剂快速失活,加氢共裂化的油相产率明显降低。 展开更多
关键词 生物油轻质组分 加氢共裂化 加氢催化剂 芳香烃 甲醇
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生物质与塑料共热解协同作用研究 被引量:10
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作者 刘世奇 张素平 +1 位作者 于泰莅 蔡勤杰 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期34-42,共9页
利用固定床反应器研究了木屑与低密度聚乙烯(LDPE)共热解时的热解行为,并以木屑、LDPE单独热解为对照,考察了热解温度对共热解行为的影响,结果表明:木屑与LDPE共热解可以提高液体产率,当热解温度为600℃时液体产率达到最大值56.84%,比... 利用固定床反应器研究了木屑与低密度聚乙烯(LDPE)共热解时的热解行为,并以木屑、LDPE单独热解为对照,考察了热解温度对共热解行为的影响,结果表明:木屑与LDPE共热解可以提高液体产率,当热解温度为600℃时液体产率达到最大值56.84%,比理论值高6.44个百分点。通过GC-MS对生物质与LDPE共热解液体产物组成进行了分析,发现共热解产生的生物油组分主要为脂肪烃、醇类及酚类,共热解过程中还生成了某些特定组分,如十一醇、庚烯醛等含氧长链化合物,这是生物质与LDPE共热解时自由基相互作用的产物。通过热重-红外联用实验研究了木屑与LDPE共热解的协同作用,结果发现:共热解时最大反应速率温度为490℃,相比LDPE单独热解时的512℃降低22℃;木质素裂解过程中产生的羟基自由基会与LDPE裂解产生的小分子产物结合形成十一醇、辛基苯酚等物质,而纤维素热解过程中生成的呋喃类、醛类会与LDPE裂解产生的CnHm分子结合形成2-丁基四氢呋喃、庚烯醛、十二醛等物质。 展开更多
关键词 生物质 共热解 低密度聚乙烯 生物油
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NaCl辅助酸催化糠醛残渣合成乙酰丙酸 被引量:1
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作者 李淼 刘秋梅 +1 位作者 蔡勤杰 张素平 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期69-73,共5页
以玉米芯制糠醛的残渣为原料,在H2SO4(Brnsted酸)和Lewis酸一起作为催化剂,并加入NaCl为催化助剂的条件下,对比了4种Lewis酸(FeCl3、LiCl、AlCl3和ZnCl2)的催化效果,同时探讨了助剂NaCl对制备乙酰丙酸的影响并优化工艺条件。研究结果... 以玉米芯制糠醛的残渣为原料,在H2SO4(Brnsted酸)和Lewis酸一起作为催化剂,并加入NaCl为催化助剂的条件下,对比了4种Lewis酸(FeCl3、LiCl、AlCl3和ZnCl2)的催化效果,同时探讨了助剂NaCl对制备乙酰丙酸的影响并优化工艺条件。研究结果表明:FeC l3促进了糠醛渣中纤维素转化为乙酰丙酸,加入助剂NaCl,可促进纤维素的溶解,提高乙酰丙酸的产率及选择性。在温度200℃,H2SO4质量分数3%,含有催化剂的溶液与糠醛渣的液固比为6∶1(mL∶g),FeCl3用量1.8%,NaCl用量7%时,乙酰丙酸产率69.18%,选择性89.46%,分别比不添加NaCl增加了15.3和21.9个百分点。 展开更多
关键词 糠醛残渣 FECL3 NACL 乙酰丙酸
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生物油与石油馏分共炼制过程的影响因素研究 被引量:1
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作者 左成月 徐佳 +1 位作者 蔡勤杰 张素平 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第6期926-931,共6页
生物油与石油馏分共炼制被认为是一种具有规模化应用前景的生物油精制方法。生物油共炼制过程不仅与原料和反应条件有关,同时也受到内扩散的影响。文章采用固定床反应器研究生物油与石蜡油的共炼制,考察了温度、质量空速以及催化剂的粒... 生物油与石油馏分共炼制被认为是一种具有规模化应用前景的生物油精制方法。生物油共炼制过程不仅与原料和反应条件有关,同时也受到内扩散的影响。文章采用固定床反应器研究生物油与石蜡油的共炼制,考察了温度、质量空速以及催化剂的粒径对共炼制反应的影响,同时引入效率因子衡量内扩散对共炼制过程的影响。通过实验发现:共炼制的最佳反应温度为793 K,此时液体收率最高为85%;较小的质量空速有利于裂解反应进行,因此焦炭及气体产率增加;随着质量空速的增大,液体收率增加,但质量空速过大会导致停留时间短而反应不完全;催化剂粒径越大,液体收率越小。文章基于反应动力学参数以及气固催化理论,提出了内扩散效率因子的计算方法,计算效率因子与实验效率因子的相对偏差小于4%,表明该方法可以用于定量评估共炼制过程中内扩散的影响程度。 展开更多
关键词 生物油 共炼制 效率因子
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不同载体负载的Ni基加氢催化剂对生物油加氢裂化制备芳香烃的影响研究 被引量:1
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作者 于泰莅 蔡勤杰 张素平 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期711-718,共8页
文章对一个两段式生物油加氢裂化过程进行研究,考察了不同载体(SiO_(2),ZrO_(2),CeO_(2)和Al_(2)O_(3))负载的Ni基催化剂的影响。反应过程中引入协同反应物甲醇,在裂化阶段进行二次供氢,与温和加氢的供氢作用联合抑制生物油加氢裂化的... 文章对一个两段式生物油加氢裂化过程进行研究,考察了不同载体(SiO_(2),ZrO_(2),CeO_(2)和Al_(2)O_(3))负载的Ni基催化剂的影响。反应过程中引入协同反应物甲醇,在裂化阶段进行二次供氢,与温和加氢的供氢作用联合抑制生物油加氢裂化的结焦。研究发现,Ni/金属氧化物催化剂上的酸性位能够与Ni协同作用促进生物油中酚类的加氢转化,从而使其在低生物油水相/甲醇掺混比下具有较好表现;过多的酸性位会强化气化反应,同时较强的酸性位会促进结焦,这都会降低目标产物芳香烃的产率。受这些因素的影响,当生物油水相/甲醇掺混比为2∶1时,基于Ni/SiO_(2)和Ni/Al_(2)O_(3)的加氢裂化过程的油相产率均约为13.4%,Ni/CeO_(2)加氢裂化过程的油相产率约为16.2%。Ni/ZrO_(2)具有合适的酸性位数量,使其在提高整体加氢效率的同时尽可能削弱了气化和结焦副反应,在生物油水相/甲醇掺混比为2∶1时具有最佳表现,油相产物产率约为19.3%,且油相产物中芳香烃的含量在95%以上。 展开更多
关键词 芳香烃 生物油 加氢共裂化 镍基加氢催化剂 甲醇
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Ni/改性蒙脱土-海泡石催化生物油重整制氢 被引量:1
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作者 崔雨 张素平 +1 位作者 蔡勤杰 刘世奇 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期216-223,共8页
以碱处理后的蒙脱土-海泡石(Mmt-Spt)为载体,金属Ni为活性组分,制备了Ni/Mmt-Spt催化剂,考察其对生物油重整制氢的影响。比表面积分析(BET)结果表明改性后的Ni/Mmt-Spt催化剂具有较大的比表面积;扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明催化剂... 以碱处理后的蒙脱土-海泡石(Mmt-Spt)为载体,金属Ni为活性组分,制备了Ni/Mmt-Spt催化剂,考察其对生物油重整制氢的影响。比表面积分析(BET)结果表明改性后的Ni/Mmt-Spt催化剂具有较大的比表面积;扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明催化剂反应后仍保持纤维状结构;X射线衍射(XRD)和NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)分析结果表明Ni/Mmt-Spt催化剂上NiO的颗粒更小、分散更均匀。改性后Ni/Mmt-Spt催化剂的酸中心减少,催化剂中存在的Mg、Ca能促进水煤气变换反应进行,有利于提高氢气产率,并有助于消除积炭,降低结焦率。当重整制氢的工艺条件为900℃、水碳质量比6、质量空速(WHSV)2 h^(-1)时,Ni/Mmt-Spt催化剂对应的氢气产率为81.5%,潜在氢气产率为90.4%,结焦率为3.8%,与以Ni/Al_2O_3为催化剂相比,氢气产率高7.1%,结焦率低1.8%。 展开更多
关键词 生物油 改性蒙脱土 海泡石 制氢
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催化剂与阻聚剂协同作用糠醛的生产 被引量:1
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作者 许文娟 芦俊洁 +1 位作者 蔡勤杰 张素平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期857-863,共7页
糠醛的生产一方面要促进半纤维素及戊糖水解反应的进行,同时也要减少糠醛副反应的发生。该文以Brcnsted和Lewis酸为催化剂促进糠醛的生成,对比FeCl3、AlCl3·6H2O及ZnCl2共3种氯盐及硫酸对糠醛生成的作用。在此基础上加入硫脲添... 糠醛的生产一方面要促进半纤维素及戊糖水解反应的进行,同时也要减少糠醛副反应的发生。该文以Brcnsted和Lewis酸为催化剂促进糠醛的生成,对比FeCl3、AlCl3·6H2O及ZnCl2共3种氯盐及硫酸对糠醛生成的作用。在此基础上加入硫脲添加剂阻止糠醛聚合等副反应的发生,使糠醛产率由33.78%提高至47.59%(GB/T 2677.9—94方法计算糠醛理论产量,产率为63.61%),选择率由40.46%提升至62.45%. 展开更多
关键词 糠醛 催化剂 水解 玉米芯
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生物油中乙酸和乙醇共裂化获取汽油产物的研究(英文)
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作者 王树荣 王誉蓉 +1 位作者 蔡勤杰 郭祚刚 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第1期98-103,共6页
Acetic acid was selected as the model compound representing the carboxylic acids present in bio-oil.This work focuses the co-cracking of acetic acid with ethanol for bio-gasoline production.The influences of reaction ... Acetic acid was selected as the model compound representing the carboxylic acids present in bio-oil.This work focuses the co-cracking of acetic acid with ethanol for bio-gasoline production.The influences of reaction temperature and pressure on the conversion of reactants as well as the selectivity and composition of the crude gasoline phase were investigated.It was found that increasing reaction temperature benefited the conversion of reactants and pressurized cracking produced a higher crude gasoline yield.At 400°C and 1 MPa,the conversion of the reactants reached over 99%and the selectivity of the gasoline phase reached 42.79%(by mass).The gasoline phase shows outstanding quality,with a hydrocarbon content of 100%. 展开更多
关键词 汽油生产 产生物 生物油 醋酸 乙醇 开裂 反应温度 服务质量
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