● 摘要
(一) 绿色柴油的制备研究目前,硫化型NiMo/Al2O3和CoMo/Al2O3是制备绿色柴油常用的催化剂。此类催化剂要求氢化裂解过程中加入硫化物以维持其活性,绿色柴油生产过程中随之出现硫化残留、硫化氢排放、设备腐蚀等问题。 本研究利用杂多酸通过两步沉淀浸渍法制备了一种绿色氢化裂解催化剂(Ni-H3PW12O40/Al2O3)。通过氮气吸附、X射线衍射、电镜扫描和能谱分析等方法对该催化剂的结构进行了表征,结果表明负载活性成分后,载体比表面积降低了62.2%,孔容降低了61.8%,可能与镍、磷钨酸堵塞载体孔道有关;X射线衍射分析表明磷钨酸成功负载在载体上,并保持了完整的结构;扫描电镜和能谱分析表明,虽然催化剂表面粗糙,但活性组分均匀分布在载体上。利用固定床对催化剂的性能进行了评价,结果显示产物以C15~C18的烷烃组分为主。分别考察了反应参数如反应温度、氢油比、空速对催化剂转化率的影响。升高温度能提高转化率,但反应温度高于360℃后,会降低目标组分的含量。此外,考察了反应参数对催化剂选择性的影响,较反应空速、氢油比而言,温度的对催化剂选择性的影响最为显著,提高温度明显加强了脱羧反应。在温度360℃,氢气压力3.3 MPa,空速1.0 h–1,氢油比600 Nm3/m3的条件下,Ni-HPW/Al2O3催化剂的转化率为99.85%,C15~C18选择性为85.52%。较传统的硫化态催化剂而言,本研究制备的Ni-HPW/Al2O3催化剂既显示出较强的活性,规避了硫的使用,还让绿色柴油的制备过程更绿色,解决了产物硫残留、硫化物排放等问题。(二)绿色润滑油的制备研究 研究目标是利用麻疯树油合成抗高温润滑油。植物油作为制备润滑油原料,不但能够降解,同时无毒害,不会带来安全问题。植物油自身黏度高、润滑性能好、难挥发,这是其作为合成润滑油原料的优点。目前利用植物油制备的多元醇酯润滑油中均含有双键。双键不稳定,易被空气中的氧所氧化,本研究通过清除植物油脂肪酸上链的双键,制备出饱和的多元醇酯,以提高其抗氧化性和抗高温性能。研究以麻疯树油为原料,通过消除其脂肪酸上的双键环氧化、水解引入羟基,通过与季戊四醇进行酯化反应,去除麻疯树油的β-H,制备出抗高温、稳定性好的多元醇酯润滑油。该合成的多元醇酯,过氧化值为0.47 meq kg-1,碘值为0.04 mg I2 100 g-1,较不饱和多元醇酯有显著提高。该合成的饱和多元醇酯在高温下显示良好的热稳定性,显示其具有制备抗高温润滑油的潜质。该研究为制备抗高温绿色润滑油提供了思路和参考依据。
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