论文摘要
人类活动时时刻刻离不开能源，能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。随着世界经济的快速发展和人们的生活水平提高，能源需求不断增长，目前全球范围内均面临着能源短缺的危机。同时，随着人们对自身健康和外部环境要求的提高，人们逐渐意识到石化燃料直接燃烧造成环境污染的严重性，促使人们关注和开发绿色可再生的替代能源。本实验对多种原料油在多微孔活性炭负载的金属钯催化剂的催化下，进行加氢脱氧反应进行了实验研究，使植物油脂的长链断裂，直链的烷烃再经过异构化和裂化生成轻质和异构的烷烃，制备出的碳氢化合物型生物燃油。实验设计了植物油脂两步转化法和一步转化法两种工艺制备碳氢化合物型生物燃油。通过菜籽油两种工艺制备碳氢化合物实验比较，确定一步法工艺优于两步法工艺。进一步采用橡胶籽油、蓖麻油和小桐子油三种原料验证了一步转化法的可行性及相关的技术条件。实验得到菜籽油一步法工艺制备碳氢化合物实验的最佳工艺条件为：催化剂用量为4.44%，氢气分压2MPa，温度300℃，反应转速100r/min，反应时间7h；橡胶籽油一步法工艺制备碳氢化合物实验的最佳反应条件为：催化剂用量为4.44%，氢气分压3MPa，温度300℃，反应转速100r/min，反应时间6h；蓖麻油一步法工艺制备碳氢化合物实验的最佳反应条件为：催化剂用量为4.44%，氢气分压3MPa，温度310℃，反应转速100r/min，反应时间6h；小桐子油催化脱氧实验的最佳反应条件为：催化剂用量为4.44%，氢气分压3MPa，温度310℃，反应转速50r/min，反应时间5h。采用响应面分析方法中的Box-Behnken中心组合实验，考察上述单因素实验中影响较大的氢气分压、催化剂用量和反应温度3个因素及其交互作用对催化脱氧反应的影响，固定反应转速为100r/min，反应时间为6h时，优化得到最佳实验条件：氢气分压为2.72MPa，催化剂用量为2.84g，占原料的百分比为3.16%，反应温度为304.94℃，此条件下预测的产物酸值为1.04mgKOH/g，模型可靠，能为实际生产提供帮助和依据。在此基础上，实验探索出了一种操作简单，快速初步测定碳氢化合物型燃油品质的方法——油脂酸值测定法，利用产品的酸值来衡量植物油脂制备碳氢化合物的产品品质，经实验和机理验证，该方法实用可靠。