《第6章 生物油的精制.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章 生物油的精制.pdf（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第六章 生物油的精制第六章 生物油的精制 内容内容 6.1. 生物油的物理精制生物油的物理精制 (physical upgrading) 6.2. 生物油的化学精制生物油的化学精制 (chemical upgrading) 生物油的精制生物油的精制 生 物 油生 物 油 混合燃料混合燃料 添加助剂添加助剂乳化乳化催化酯化催化酯化催化裂解催化裂解催化加氢催化加氢 混合燃料混合燃料含氧燃料含氧燃料芳香烃芳香烃脂肪烃脂肪烃 6.1 生物油的物理精制生物油的物理精制 添加助剂添加助剂 乳化乳化 蒸馏、精馏等蒸馏、精馏等 高温热解气过滤高温热解气过滤 选择性冷凝选择性冷凝 添加助剂添加助剂 提高热值提高
2、热值 降低粘度降低粘度 改善点火和燃烧特性改善点火和燃烧特性 提高生物油的安定性提高生物油的安定性 物理稀释物理稀释 改变生物油的微观结构改变生物油的微观结构 参与反应从而抑制老化反应参与反应从而抑制老化反应 相分离生物油5%甲醇 5%乙醇5%聚乙二醇 添加小分子醇（甲醇或乙醇）添加小分子醇（甲醇或乙醇） 添加助剂添加助剂 改善生物油品质最为简单和有效的方法改善生物油品质最为简单和有效的方法 只能减缓生物油的老化速度，不具有永久性只能减缓生物油的老化速度，不具有永久性 最好在生物油新制取时即加入最好在生物油新制取时即加入 甲醇、乙醇等燃料的自燃性较差，抗爆性高、低温蒸发性 差、蒸发潜热高，不利
3、于低温冷启动 甲醇、乙醇等燃料的自燃性较差，抗爆性高、低温蒸发性 差、蒸发潜热高，不利于低温冷启动 乳化乳化 生物油和柴油不互溶，在表面活性剂的作用下可制备乳化油生物油和柴油不互溶，在表面活性剂的作用下可制备乳化油 乳化乳化 优点：乳化油可直接用于内燃机优点：乳化油可直接用于内燃机 存在的问题存在的问题 乳化剂选择困难乳化剂选择困难 乳化成本较高乳化成本较高 乳化油易分层乳化油易分层 乳化油的粘度远大于柴油乳化油的粘度远大于柴油 蒸馏、精馏等蒸馏、精馏等 减压蒸馏减压蒸馏 温度不能超过温度不能超过80 除去部分水，同时损失部 分轻质有机物 除去部分水，同时损失部 分轻质有机物 提高生物油的热值
4、，但同 时大幅增加了生物油的粘度 提高生物油的热值，但同 时大幅增加了生物油的粘度 蒸馏、精馏等蒸馏、精馏等 甘油辅助蒸馏甘油辅助蒸馏 常压蒸馏，温度可达常压蒸馏，温度可达250 利用甘油保护生物油，避免生物油的快速老化，获得高纯 的木质素低聚物 利用甘油保护生物油，避免生物油的快速老化，获得高纯 的木质素低聚物 高温热解气过滤高温热解气过滤 高温热解气过滤：脱除热解气中的固体颗粒高温热解气过滤：脱除热解气中的固体颗粒 生物油常温时粘度较大生物油常温时粘度较大 减压抽滤或预热生物油导致 成本增加 减压抽滤或预热生物油导致 成本增加 固体颗粒会吸附大分子低聚 物，导致有机组分的损失 固体颗粒会吸
5、附大分子低聚 物，导致有机组分的损失 为什么不直接对生物油进行过滤？为什么不直接对生物油进行过滤？ 高温热解气过滤高温热解气过滤 高温热解气过滤器：烧结金属、多孔陶瓷高温热解气过滤器：烧结金属、多孔陶瓷 如何有效移除过滤器中的积碳如何有效移除过滤器中的积碳 如何降低热解气的二次裂解，避 免生物油产率的大幅下降 如何降低热解气的二次裂解，避 免生物油产率的大幅下降 主要影响因素：过滤温度、气相滞留时间主要影响因素：过滤温度、气相滞留时间 目前存在的主要问题：目前存在的主要问题： 采用合适的操作工况，可将生物油中金属含量降至采用合适的操作工况，可将生物油中金属含量降至10ppm以下以下 选择性冷凝
6、选择性冷凝 选择性冷凝：将热解气分级冷凝获得不同的液体产物选择性冷凝：将热解气分级冷凝获得不同的液体产物 快速冷凝快速冷凝 一级冷凝温度严格控制为一级冷凝温度严格控制为4555 获得低水分含量的生物油获得低水分含量的生物油 合理的分级冷凝：合理的分级冷凝： 传统的间壁式冷凝就是一种分级冷凝，但由于冷凝速度 较慢，直接获得了水油两相产物，影响使用 传统的间壁式冷凝就是一种分级冷凝，但由于冷凝速度 较慢，直接获得了水油两相产物，影响使用 6.2 生物油的化学精制生物油的化学精制 催化裂解催化裂解 催化酯化催化酯化 催化加氢催化加氢 催化裂解催化裂解 在催化剂的作用下将生物油进一步裂解为较小的分子，
7、其中的 氧元素以 在催化剂的作用下将生物油进一步裂解为较小的分子，其中的 氧元素以H2O、CO和和CO2的形式脱除的形式脱除 深度催化裂解是将生 物油中的氧基本上完 全脱除，从而得到以 芳香烃为主的烃类产 物 深度催化裂解是将生 物油中的氧基本上完 全脱除，从而得到以 芳香烃为主的烃类产 物 温和催化裂解是在相 对温和的条件下部分 脱氧，产物中除了烃 类产物，还有多种含 氧有机物 温和催化裂解是在相 对温和的条件下部分 脱氧，产物中除了烃 类产物，还有多种含 氧有机物 可以对生物油进行处理，也可以直接对热解气进行处理可以对生物油进行处理，也可以直接对热解气进行处理 根据脱氧程度的不同，分为深度
8、催化裂解和温和催化裂解两种不同 的方式 根据脱氧程度的不同，分为深度催化裂解和温和催化裂解两种不同 的方式 催化裂解催化裂解 深度催化裂解深度催化裂解 6841.222 4.61.41.2C H OCHCOH O 68421.22 3.664C H OHCHH O 采用沸石类催化剂采用沸石类催化剂 常压，常压，350600的反应温度的反应温度 温和催化裂解温和催化裂解 采用金属氧化物、介孔类催化剂采用金属氧化物、介孔类催化剂 常压，常压，400500的反应温度的反应温度 催化裂解催化裂解 存在的问题存在的问题 催化剂的选择催化剂的选择 传统分子筛（如传统分子筛（如HZSM-5、HY）具有很好的
9、脱氧效果，但积碳失 活严重 ）具有很好的脱氧效果，但积碳失 活严重 新型介孔材料（如新型介孔材料（如SBA-15、MCM-41）能够处理大分子的低聚 物，但催化效果不显著，且成本较高、稳定性较差 ）能够处理大分子的低聚 物，但催化效果不显著，且成本较高、稳定性较差 催化剂的失活催化剂的失活 可逆失活（积碳引起）可逆失活（积碳引起） 不可逆失活（催化活性中心的丢失）不可逆失活（催化活性中心的丢失） 多环芳烃的形成多环芳烃的形成 水和有机产物的分离水和有机产物的分离 催化酯化催化酯化 在生物油中添加醇类，在催化剂的作用下将羧酸转化为相应的 酯类产物 在生物油中添加醇类，在催化剂的作用下将羧酸转化为
10、相应的 酯类产物 R O OH + ROH R O OR + H2O 催化剂：酸性或碱性催化剂 存在的问题 催化剂：酸性或碱性催化剂 存在的问题 需要消耗大量的醇需要消耗大量的醇 水分（酯化反应产物）的移除困难水分（酯化反应产物）的移除困难 改性效果有限，但成本较贵改性效果有限，但成本较贵 催化加氢催化加氢 在高压（在高压（720 MPa）或存在供氢溶剂的条件下，生物油在催化 剂的作用下发生加氢、脱氧和重整等反应，从而将生物油中的 氧以水的形式脱除 ）或存在供氢溶剂的条件下，生物油在催化 剂的作用下发生加氢、脱氧和重整等反应，从而将生物油中的 氧以水的形式脱除 可以对生物油或热解气进行处理可以
11、对生物油或热解气进行处理 根据加氢程度的不同，分为深度加氢和温和加氢，分别得到以脂 肪烃和含氧有机物为主的产物 根据加氢程度的不同，分为深度加氢和温和加氢，分别得到以脂 肪烃和含氧有机物为主的产物 催化加氢液体产率高、产物品质高催化加氢液体产率高、产物品质高 684222 664C H OHCHH O 68421.52 4.564C H OHCHH O 催化加氢催化加氢 主要存在的问题主要存在的问题 反应条件较为苛刻 高压、供氢溶剂 反应条件较为苛刻 高压、供氢溶剂 氢气耗量较大 每公斤生物油完全脱氧需要消耗 氢气耗量较大 每公斤生物油完全脱氧需要消耗6001000L的氢气的氢气 催化剂的选择及失活 一般采用贵金属催化剂，价格昂贵，而且易失活 催化剂的选择及失活 一般采用贵金属催化剂，价格昂贵，而且易失活 谢谢！谢谢！