生物油模型化合物催裂解机理.PDF

第 29 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.9 2013 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2013 207 生物油模型化合物催化裂解机理 1,2 2 1 2 1※ 1 马文超 ，陈娇娇 ，王铁军 ，陈冠益 ，马隆龙 ，张 琦 （1. 中国科学院广州能源研究所 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点试验室，广州 510640 ； 2. 天津大学环境科学与工程学院 天津大学内燃机燃烧学国家重点试验室，天津 300072 ） 摘 要：为探索生物油催化裂解反应特性和催化作用机理，该文采用 HZSM-5 分子筛催化剂在 550℃对生物油典 型模型化合物（羟基丙酮、乙酸乙酯、愈创木酚）进行了催化裂解反应，研究模型化合物催化裂解特性和反应机 理以及催化剂失活性质。试验结果显示：不含苯环的模型化合物催化裂解液体产物以芳烃为主，含氧化合物含量 较低；羟基丙酮和乙酸乙酯的裂化气体产物分别以 CO 和烯烃为主。酚类模型化合物催化裂解液体产物仍以酚类 为主，芳烃次之，说明苯酚类物质结构相对稳定，气体产物中烯烃含量约 30% 。根据气液产物分布，推测生物油 催化裂解过程主要发生脱氧和环化反应，并对芳烃和烯烃有较好的选择性，为探索生物油催化裂解机理研究提供 了理论依据。 关键词：生物质，催化裂解，机理，模型化合物，HZSM-5 ，芳香烃 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.09.027 中图分类号：TK6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-09-0207-07 马文超，陈娇娇，王铁军，等. 生物油模型化合物催化裂解机理[J]. 农业工程学报，2013，29(9)：207－213. Ma Wenchao, Chen Jiaojiao, Wang Tiejun, et al. Catalytic cracking mechanism of bio-oil model compounds[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(9): 207 －213. (in Chinese with English abstract) 化剂的使用能够显著减少非目标产物产率（如酸 0 引 言 类、酮类、羰基类化合物），大大降低精制后生物 生物质快速热解制备的生物油具有原料可再生、 油的含氧量，提高生物油的能量密度，获得高品质 来源广泛、能量密度较高、便于储存和运输等特点， 的生物油。 是一种潜在的化工原料和车用替代燃料。然而由于生 由于生物油成分复杂，为明确生物油催化裂解 物油非热力学平衡条件下的热解产物，导致其含水率 反应的特性及催化作用机理，本文选取生物油典型 [1-3] [4-6] 高（15%～30% ） 、酸性强（pH 值 2.0～3.5 ） 、 组分的羟基丙酮、乙酸乙酯、愈创木酚为模型化合