基于PDEC的生物油在线提质工艺优化与机理研究1

摘要

构建了等离子体前置放电增强催化的反应系统,依托该系统开展了HZSM-5在线提质生物油的研究,采用响应面法分析了反应温度、催化剂填装高度和放电功率等对精制生物油产率的影响规律;并在最佳工艺下引入Ti/HZSM-5进行生物油提质,探讨催化反应机理.结果表明,各因素对产率影响显著,且相互之间存在交互作用;当反应温度为400℃,催化剂填装高度为20 mm,放电功率为30 W时,精制生物油产率达到18.1％,与预测值18.5％较为接近.采用Ti/HZSM-5催化时裂解脱氧性能明显增强,产率下降至16.0％,但烃类含量和组成得到明显提高和改善,多环芳香烃降至6.33％,C14及以上的大分子烃类仅为2.81％.前置放电为后续催化反应提供了物料基础,且活性物质的冲击既增强了催化剂活性,又改变了反应物的吸附行为,而Ti离子与活性物质的相互作用促进了碳正离子反应的进行,并在"烃池"机理的作用下,形成以单环芳香烃为主的产物.