植物油催化转化生产丙烯的初步研究

论文摘要

植物油中S、N元素含量低,是一种清洁的可再生资源。如果能研究出以植物油为原料生产丙烯的新工艺,将缓解对石油资源的依赖,其环境效益和社会效益都是巨大的。植物油发生催化转化反应,生成各种烃分子,其中所含的氧元素以CO、CO2和H2O的形式脱除,脱除率约99%(质量分数,以下同)。主要以固定流化床为实验装置,分别研究了不同催化剂以及反应温度、空速、剂油比和水油比等反应条件对多种植物油转化性能的影响。实验表明以上各因素均对植物油的转化有一定的影响,其中原料和催化剂类型影响较大。通过优化各种因素,植物油的转化率达到81.18%,丙烯产率达到19.52%;汽油的产率为30.58%,其中含有67.87%的芳烃、21.47%的烯烃,以及少量的烷烃和环烷烃,其研究法辛烷值为90.3,抗爆指数为83.9。在小型两段提升管装置上进行中试实验,将棕榈油和蜡油混合作原料进行催化转化反应,丙烯产率为23.08%,汽油产物中芳烃含量在80%以上。研究结果表明,植物油催化转化可以高效生产丙烯,以及高辛烷值汽油馏分或芳香烃;通过与普通石油催化原料混合,可以在现有催化裂化装置上实现工业化生产。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 丙烯的传统生产方法
• 1.1.1 蒸汽裂解生产乙烯、丙烯工艺
• 1.1.2 催化裂化生产丙烯工艺
• 1.1.3 催化裂解生产丙烯工艺
• 1.2 植物油作为石油替代资源的研究进展
• 1.2.1 生物柴油的生产
• 1.2.2 植物油脱氧生成烃的研究
• 1.3 研究意义和发展前景
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第2章 植物油生产丙烯的可行性及机理分析
• 2.1 植物油生产丙烯的可行性分析
• 2.1.1 植物油的化学性质
• 2.1.2 植物油资源丰富
• 2.1.3 经济性分析
• 2.1.4 产物的性质
• 2.2 植物油催化转化反应机理研究
• 第3章 实验部分
• 3.1 原料性质和催化剂性质
• 3.2 实验装置和实验方法
• 3.3 产物分析方法
• 3.3.1 气体产物分析方法
• 3.3.2 液体产物分析方法
• 3.3.3 催化剂含碳量的测定方法
• 3.4 数据处理
• 3.5 实验中物平计算和实验数据的平行性考察
• 第4章 实验结果与讨论
• 4.1 产物成分分析
• 4.2 植物油与石油催化原料催化转化性能的对比
• 4.3 催化剂类型的选择
• 4.4 工艺条件影响规律的考察
• 4.4.1 反应温度的影响规律
• 4.4.2 水油比的影响规律
• 4.4.3 空速（停留时间）的影响规律
• 4.4.4 剂油比的影响规律
• 4.5 植物油热裂化与催化裂化（裂解）反应性能对比
• 4.6 不同植物油催化转化性能的比较
• 4.7 植物油与石油催化原料混合进料的转化性能
• 4.8 本章小结与建议
• 第5章 小型两段提升管放大实验研究
• 5.1 实验方案
• 5.2 不同原料油的产物分布研究
• 5.3 不同原料油的汽油质量研究
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间研究成果