第二代生物柴油技术研究进展

第二代生物柴油是指在高温高压下,利用催化加氢脱氧反应等技术将动植物油脂转化为具有石化燃料品质的碳氢燃料,是能源领域最热门和最有前途的技术之一.本文作者对动植物油原料来源,加氢脱氧反应机理,主要的加氢生产工艺以及加氢催化剂的研究进展进行了综述,并且分析了发展第二代生物柴油的难点和发展趋势.     

废弃油脂生产生物柴油的研究进展

简单介绍了生物柴油的生产原料,综述了用废弃油脂生产生物柴油的现状和方法。废弃油脂生产生物柴油的方法主要有物理法和化学法,物理法主要有掺和法和微乳法,化学法主要有热裂解法和酯交换法。目前生产中采用化学法的酯交换法、以酸碱两步催化法的工艺为主,而生物酶法和超临界法是研究热点。     

SAPO-11的绿色制备及在棕榈油催化加氢制备生物航煤方面的应用

通过加入晶种的方法降低在合成SAPO-11分子筛过程中有机胺类模板剂的含量从而减少对环境的污染。通过调节晶种及模板剂的含量,得到加入4%晶种、模板剂与Al2O3物质的量比值(ntemplate/nAl2O3)为0.6的条件下得到的晶体的形貌、结晶度等最好。分子筛负载Ni-Mo金属合成催化剂,以棕榈油加氢脱氧产物(HDO)为原料,在623 K下测得对生物航煤的选择性为66.1%,转化率为79.8%。     

生物质铁盐催化加氢热解产生生物油与气态烃的研究

利用加压固定床反应器进行了松木催化加氢热解实验(终温600-700℃、氢压5.0 MPa),考察了硝酸铁和硫酸亚铁两种铁盐对热解产物产率及分布的影响。研究发现,Fe(NO₃)₃能够显著促进生物炭加氢生成甲烷,碳转化率高达97.4%,CH₄产率达21.2%,无水生物油产率为32.8%(产率基准均为干燥无灰生物质),生物油中含氧量降低,轻质芳烃产率增加,其中,苯、甲苯和二甲苯(BTX)产率为2.6%。而FeSO₄迥异于Fe(NO₃)₃,具有抑制气态烃和生物油生成的作用。机理研究表明,Fe(NO₃)₃在加氢过程中主要形成α-Fe,并促使生物炭形成无定型和多孔结构,从而有利于其加氢生成甲烷,而FeSO₄则部分转化为Fe₂S₃,由此可致使铁催化剂失活。     

第二代生物柴油制备的多相催化剂的结构设计及研究进展

生物柴油是一种重要的可再生清洁能源, 特别是经催化加氢脱氧等系列过程制备的第二代生物柴油, 在成分上与石油基燃料相似, 有望成为一种替代传统化石燃料的绿色能源. 在合成第二代生物柴油的研究中, 设计与制备兼具高活性与高稳定性的加氢脱氧多相催化剂是关键问题. 近年来, 研究者对于催化剂的种类与应用进行了探索, 并取得了一定的进展. 详细分析了加氢脱氧制备第二代生物柴油反应原料及反应参数、反应器对生产路径和产能的影响, 并对反应机理进行了介绍; 进一步从双金属位点、金属-酸性位点及金属-空位协同作用三个方面对催化剂结构设计进行了讨论和分析; 最后, 对第二代生物柴油领域的未来发展趋势进行了展望.     

废弃油脂原料SRCA生物柴油技术的研发与工业应用示范

针对废弃油脂品质差,酸值高,难于采用传统的碱催化酯交换技术加工生产生物柴油,中国石化石油化工科学研究院开展了超/近临界甲醇介质中油脂溶解和反应的基础研究,相继解决了甲醇与油脂的互溶、降低反应条件,三脂肪酸甘油酯和游离脂肪酸的深度转化,以及产品质量等问题,成功开发了近临界醇解生物柴油技术(以下简称SRCA),于2009年建成了6万吨/年工业化示范装置,以酸化油和餐厨废油为原料,生产连续稳定,产品收率高且满足国家生物柴油质量标准(GB/T20828-2007).     

负载的Ni催化剂上植物油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油

在半连续反应器中,以棕榈酸甲酯为植物油脂模型化合物,进行了加氢脱氧制取高品质生物柴油燃料的研究。采用浸渍法制备了HY、SiO₂、γ-Al₂O₃及SAPO-11四种载体负载的Ni催化剂,采用XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR、BET、SEM等技术进行催化剂表征。结果表明,Ni/SAPO-11催化剂由于SAPO-11表面呈现的弱酸和中强酸性质,在保持较高的加氢脱氧反应性的同时,抑制了裂解反应的发生,具有较好的催化性能。进一步对SAPO-11上不同的Ni负载量、反应温度、反应压力等进行了研究,发现当Ni负载量为7%,反应温度为220℃,压力为2MPa时,催化剂具有较高的催化性能,棕榈酸甲酯的转化率达到了99.8%,C_9~16烷烃的总选择性为92.71%。     

生物基化工与材料产业技术的开发与探索

本文阐述了中国石油化工集团公司(中国石化)在生物基化工与材料领域的探索路径和发展战略,介绍了中国石化近年来在生物基单体、生物基材料与可降解材料等领域开展的创新实践及取得的阶段性成果,主要包括乳酸—聚乳酸、丁二酸/二元醇—生物可降解材料、长链二元酸—生物基尼龙以及生物质芳烃—聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等技术领域.提出了建立生物基化工与材料科学技术平台、突破关键技术、发展新兴产业等建议.     

废动植物油脂制备烷醇酰胺的研究

以废动植物油脂为原料,在自制DYD催化剂作用下制得脂肪酸甲酯,再以氢氧化钾为催化剂,与二乙醇胺合成烷醇酰胺。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、真空度等因素对反应的影响,通过单因素实验和析因实验确定最佳工艺条件为:甲酯/二乙醇胺物质的量比1∶1.55,反应温度110℃,反应时间2.5 h,真空度0.08 MPa,催化剂用量0.65%(相对于脂肪酸甲酯的质量),烷醇酰胺的收率达96.3%。通过红外光谱对产物结构进行了表征,并对界面张力进行了测定。结果表明,产物具有较好的界面活性。     

燃油脱硫技术研究进展

综述了燃油脱硫技术的研究进展.介绍了燃油中硫含量的现状和国内外标准,重点阐述了脱硫工艺的开发和应用情况,列举了加氢脱硫、氧化脱硫、吸附脱硫等主要脱硫工艺的研究现状;并就燃油脱硫工艺技术的发展提出了建议.     

燃料油氧化脱硫技术中氧化剂的研究进展

随着世界硫含量燃料标准的提高,降低燃料油的硫含量成为全球研究热点。氧化脱硫技术因其操作条件温和、成本低,近十几年研究较多。在氧化脱硫技术中,氧化剂的选择是其关键。本文就十几年来,氧化脱硫技术中氧化剂的研究进行了综述,并提出今出氧化剂的发展方向。     

聚乙烯类废弃塑料延迟焦化方法制取燃料油的研究

通过对比废弃塑料（PE）和渣油的热重曲线（TG/DTG）,研究了两者的热解特性,论证了利用延迟焦化方法处理聚乙烯类废弃塑料的理论可行性;同时通过模拟延迟焦化实验,针对性地考察了废弃聚乙烯延迟焦化及废弃聚乙烯与渣油共延迟焦化的反应特性,采用模拟蒸馏方法分析了燃料油产物的成分组成,探讨了废弃聚乙烯延迟焦化方法制取燃料油的生产可行性。结果表明,PE的主要热解温区为350℃~480℃,渣油的为250℃~460℃,两者的热解特性有很大的相似性。PE热解的液体产物中汽油和柴油馏分达到62％,蜡油馏分为38％;PE热解的气相产物为小分子的烃类和氢气。PE与渣油共延迟焦化的液体产物中汽油馏分明显比渣油单独焦化的增加。     

车用燃料油氧化脱硫技术进展

概述了应用于车用燃料油的多种脱硫技术,主要包括加氢脱硫、催化裂化脱硫、吸附脱硫、萃取脱硫、生物脱硫等,并详细介绍了氧化脱硫技术及其脱硫机理。氧化脱硫技术主要包括：含硫化合物的氧化和分离两个步骤,从原子结构上来看,硫原子比碳原子多5个3d轨道,使得含硫化合物更容易接受氧原子而被氧化,通过氧化剂将有机硫化合物氧化成砜类,就能增加其极性,使其更容易溶于极性溶剂,从而达到与烃类分离的目的。与其他脱硫技术相比氧化脱硫技术的投资少,操作条件温和且不消耗氢气,对加氢脱硫难以脱除的二苯并噻吩(DBT)类化合物有较高的脱硫效率,能达到超深度脱硫的要求。     

Application of catalysts for producing organic compounds from plant biomass

Experimental data on acid-base and oxidation-reduction catalysis in the conversion of wood carbohydrates and lignin to levoglucosenone, levulinic acid, aromatic aldehydes and other fine chemicals are presented and discussed.     

Batch (one- and two-stage) production of biodiesel fuel from rapeseed oil

Biodiesel fuel is an alternative and renewable energy source, which may help to reduce air pollution, as well as our dependence on petroleum for energy. Several processes have already been developed for the production of biodiesel. Alkali-catalyzed transesterification with short-chain alcohols, for example, generates high yields of methyl esters in short reaction times. In this study, we have evaluated the efficacy of batch (one- and two-stage) transesterification of rapeseed oil in the production of rapeseed methyl ester. The conversion of rapeseed oil exhibited similar reaction patterns and yields in 30- and 1-L reaction systems. Approximately 98% of the rapeseed oil was converted at 400 rpm within 20 min, under the following conditions: 1% (w/w) KOH, 1∶10 methanol molar ratio, and at 60°C. In the 30-L, two-stage transesterification process, approx 98.5% of the rapeseed oil was converted at a 1∶4.5 molar ratio and 1% (w/w) KOH at 60°C for 30 min (first reaction condition), and at a 1∶1 molar ratio and 0.2% (w/w) KOH at 60°C for 30 min (second reaction condition).     

燃油深度脱硫用离子液体研究进展

综述了离子液体萃取脱硫、萃取氧化脱硫以及催化氧化脱硫技术的国内外研究进展;阐述了离子液体在不同脱硫体系中的作用及再生问题;论述了离子液体催化氧化脱硫技术的优点,如:反应条件温和,脱硫效率高,操作简单,最有发展前景,可以作为加氢脱硫的补充,实现燃油的深度脱硫;并分析了离子液体脱硫技术存在的问题及其工业化应用前景.     

MOFs for desulfurization of fuel oil: Recent advances and future insights

Nowadays, desulfurization of fuel oil has raised concern globally because of strict industrial and environmental legislations. Albeit hydrodesulfurization (HDS) has been extensively used in oil refineries to produce low sulfur oil (< 10 ppm) but not been proven as effective method for the removal of dibenzothiophene (DBT), benzothiophene (TH) and their derivatives. Subsequently, adsorptive desulfurization (ADS) and oxidative desulfurization (ODS) methods have been developed to achieve high removal efficiency. In the past decade, metal–organic frameworks (MOFs) and its composites as oxidative catalysts, as well as adsorbents, have attracted the researchers owing to high surface area, tunable properties, and reusable. The present review comprises use of MOFs and their composites for the removal of sulfur from fuel oil via ODS and ADS processes. Additionally, physicochemical properties of MOFs, mechanism, pros and cons of both process, regeneration, and future challenges have been discussed briefly. Moreover, current limitations and future prospective are also discussed.