催化裂化生物质焦油构成变化

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1、第$$卷第#期燃)料)化)学)学)报6"’7$$8"7#"!!#年+!月!"#$%&’"()#*’+,*-./0$1&%23*4,%"’"519407"!!#文章编号：!"#$%"&!’（"!!#）!#%!#("%!&催化裂化生物质焦油构成变化+，"""++张晓东，周劲松，骆仲泱，陈)花，孙)立（+>山东省科学院能源研究所，山东济南)"#!!+&；">浙江大学能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室，浙江杭州)$+!!"*）摘)要：利用层析法对生物质焦油进行分析，比较了不同来源、不同裂化工况处理后焦油族分构成的差异，并对催化裂化过程

2、机理进行探讨。生物质原料组成的不同导致热解焦油构成的差异，木屑焦油中芳香类和极性物的质量分数高于稻杆和稻壳焦油，热解温度越高产生的焦油芳香性越大。催化裂化后，芳香类族分在焦油中的质量分数增长近+倍，其他族分的质量分数出现不同幅度的下降，裂化温度’#!@以上时，芳香类的质量分数已达#!A。芳香类的转化速度较小，还存在其他族分向芳香类的转化，引起裂化后焦油芳香化程度增大，且这种趋势随焦油转化程度的增大而更为明显。关键词：焦油；生物质；催化裂化；芳香化中图分类号：BC,))文献标识码：D))随着生物质气化技术研究和应用的发展，热解焦极性

3、不同而产生分离。吸附剂应预先进行活性调油的影响已广受关注。作为热解气化过程副产品，焦整：硅胶用氯仿抽提至不发荧光，溶剂挥发后于干燥油常温下呈黏稠状液态，可引起输气管路的堵塞、腐箱+!#@活化&8；氧化铝于马弗炉&!!@活化&8。蚀等，对气化系统及用气设备都非常不利，为此已开焦油催化裂化实验所得焦油样品预处理如下：静止［+］发了多种工艺用于煤气中焦油的质量分数的缩减。分层并去除水相，调整酸度并加入适量无水硫酸钠催化裂化工艺被认为是一种最具潜力的焦油脱除方脱出样品中残留水分，过滤即得纯焦油样品。法，在特定催化剂作用下实现焦油组分的深度

4、反应而取活化后硅胶$:、氧化铝":注入层析柱并填转化为永久性气体和少量焦炭，使煤气中焦油的质量充均匀。取适量纯焦油样品（+:左右）于分析天平分数明显缩减，但目前对催化裂化中焦油构成变化及上称重后移入层析柱。以"!0J正戊烷分四次淋其机理性分析的报道较少。洗，并用锥形瓶承接脂肪类族分，以相同方法用苯淋生物质热解焦油组成非常复杂，仅已辨识出的组洗芳香类、用乙酸乙酯淋洗酯类、用甲醇淋洗极性分就有上百种，而且组成、性质各不相同，另有很大比物。在该过程中应密切观察层析柱，并根据实际情例的物质不能检出。经历催化裂化后，焦油总量发生况对层析过程

5、作出适当调整。将所得四个层析族分了巨大缩减，焦油各成分也发生了方向和深度的转用氮气吹扫至质量不再变化（可以两次称重结果偏化，导致焦油裂化机理的复杂性。研究焦油构成的变差K+A为标准）。计量各层析族分质量，沥青质质化，对探索催化裂化机理、开发适合于工程应用的高量则由所取焦油样品扣除四个层析族分而得到。效焦油脱除技术具有重要指导意义。成分分析表明，脂肪类族分主要为多种烷烃、烯烃及少量脂环物；芳香类主要为单环、多环芳烃+)实验装置与方法（EDL）及其衍生物；酯类主要为酯、呋喃、酸等含氧实验是在浙江大学生物质热解焦油催化裂化试化合物；极性

6、物为各种酚类、少量杂环化合物及酮、验台上进行的，采用的生物质原料包括稻秆、稻壳、醛等。实验误差主要来源于氮气吹扫过程中少部分木屑，白云石、石灰石作为催化剂，碳化硅作为热载轻质焦油损失及人为操作引起的族分分离效果较差体，实验装置和材料信息参见文献［"，$］。等。实验结果表明，该方法实现了焦油不同极性族针对生物质焦油特点，并结合E1F5G3等和-H9%［&，#］分的分离，实验数据相对标准偏差低于+!A，可满32IIG等的研究成果，本文采用层析方法获取焦油足准确度要求。为减小误差，文中数据均取三次以族分构成信息。层析吸附剂选用硅胶和氧化

7、铝的组上实验结果平均值。合，考虑到酸性和碱性组分的分离，并使焦油组分依)收稿日期："!!#%!"%"*；修回日期："!!#%!#%+*。)基金项目：国家杰出青年科学基金（#!!"#,+(）；国家重点基础研究发展规划（’*$计划，"!!&-.*+’*!&）。)作者简介：张晓东（+’**%），男，山东聊城人，博士，工程热物理专业。/%0123：4567819:**;<18==>?=0>?9。第&期张晓东等：催化裂化生物质焦油构成变化&%"E!"实验结果与讨论油经历%&’(催化裂化（白云石催化剂，焦油转化率!#"#不同来源焦油构成比较#

8、不同来源的热解焦D’#E&A）后的族分构成。实验测定裂化后芳香类油其构成存在差异，生物质原料类型及热解条件等质量缩减率为%EA，而其他各族分则都在D!A以影响焦油构成。图$为稻秆、稻壳、木屑原料%&’(上。所以，经历催化裂化后芳香类在焦油中的质量热