杨木湿法烘焙预处理耦合金属改性多级孔分子筛催化热解制取轻质芳烃

轻质芳烃是化工领域重要的基础有机原料,生物质催化热解的技术路线可制取生物基的轻质芳烃化学品。首先,采用湿法烘焙预处理,对杨木进行协同脱氧和脱灰改性提质;其次,采用NaOH脱硅预处理和负载活性金属(Zn、Ga和Fe),对微孔HZSM-5进行修饰改性,构建金属改性多级孔HZSM-5催化剂,并将其用于湿法烘焙杨木催化热解,研究烘焙温度、催化剂改性、催化剂与原料质量比和热解温度等参数对轻质芳烃产率的影响。结果表明,随着湿法烘焙温度的升高,杨木的脱氧率和碱/碱土金属脱除率逐渐增加,其中,O、K、Mg、Ca和Na的最大脱除率分别为47.96%、90.99%、86.65%、66.09%和36.29%。与HZSM-5相比,采用NaOH脱硅后的多级孔HZSM-5(Hie-H)及金属改性的多级孔HZSM-5(Ga/Hie-H、Zn/Hie-H和Fe/Hie-H),均促进了轻质芳烃的形成,其中,Zn/Hie-H对杨木湿法烘焙后固体产物催化热解制取轻质芳烃产率最高;在湿法烘焙温度为220℃,Zn/Hie-H与烘焙杨木质量比为3∶1,热解温度为850℃时,轻质芳烃的产率达到最大值,为7.83×107p.a./mg。