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        植物油加氫生產(chǎn)清潔柴油技術(shù)開發(fā)

        2013-07-26 08:50:58張學(xué)輝關(guān)眀孫士可
        當(dāng)代化工 2013年4期
        關(guān)鍵詞:氫油十六烷值原料油

        張學(xué)輝,劉 濤 ,關(guān)眀 華,孫士可

        (中國石化撫順石油化工研究院, 遼寧 撫順 113001)

        石油屬于不可再生能源,不但資源日益枯竭,而且重質(zhì)化和劣質(zhì)化加劇,而世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格需要生產(chǎn)大量輕質(zhì)清潔燃料[1]。生物油脂作為可再生資源,得到世界的廣泛重視。利用酯交換的方法生產(chǎn)生物柴油(第一代生物柴油)已經(jīng)是成熟的技術(shù),但是由于脂肪酸甲酯氧含量高,盡管許多國家和地區(qū)陸續(xù)出臺了生物柴油的標(biāo)準(zhǔn),但是并不適用于所有的內(nèi)燃機(jī)[2]。生物油脂通過加氫的方法生產(chǎn)馬達(dá)燃料,即將氧全部除去或者部分除去生產(chǎn)符合馬達(dá)燃料標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,這種方法可以直接滿足現(xiàn)有市場的要求[3]。

        植物油加氫制備柴油組分過程通過加氫飽和、加氫脫氧、脫羧或脫羰反應(yīng)可以得到長鏈飽和脂肪烴,但經(jīng)過不同反應(yīng)途徑得到的產(chǎn)物有所不同,加氫脫氧反應(yīng)得到的脂肪烴為偶碳脂肪烴,而脫羧或脫羰反應(yīng)得到的為少一個(gè)碳的奇碳脂肪烴[4]。 植物油加氫制備出的柴油組分主要由 C12~C22的直鏈烷烴組成,其十六烷值可達(dá) 90以上,可以與石油柴油以任何比例調(diào)和,無硫,無氮、無氧、無芳烴,環(huán)境友好,儲存穩(wěn)定性好,可以作為高十六烷值柴油添加組分使用[5]。

        1 原料油

        工藝研究所用的原料油主要有大豆油和棕櫚油,其性質(zhì)列于表1。

        表1 原料油的主要性質(zhì)Table 1 The main properties of feedstock

        2 工藝研究

        2.1 反應(yīng)溫度的影響考察

        以大豆油為原料油,在相同壓力和氫油比,體積空速為0.6 h-1條件下,考察了反應(yīng)溫度的影響,結(jié)果列于表2。

        表2 反應(yīng)溫度的影響考察1Table 2 The research of temperature influence 1

        以大豆油為原料油,在相同壓力和氫油比,體積空速為1.0 h-1條件下,考察了反應(yīng)溫度的影響,結(jié)果列于表3。

        表3 反應(yīng)溫度的影響考察2Table 3 The research of temperature influence 2

        2.2 反應(yīng)壓力的影響考察

        以大豆油為原料油,在相同反應(yīng)溫度、體積空速、氫油體積比的條件下,考察了壓力等級的影響,結(jié)果列于表4。

        表4 反應(yīng)壓力的影響考察Table 4 The research of pressure influence

        表5 體積空速的影響考察Table 5 The research of space velocity influence

        2.3 體積空速的影響考察

        以大豆油為原料油,在相同的壓力等級、反應(yīng)溫度、氫油體積比條件下,考察了體積空速的影響,結(jié)果列于表 5。從表中可以看出,隨著體積空速的增加,轉(zhuǎn)化深度降低。從物料平衡數(shù)據(jù)可以看出,反應(yīng)過程中丙烷的量比較大,說明反應(yīng)比較完全。C4、C5、C6的量較少,說明發(fā)生裂解反應(yīng)的比較少。CH4、CO和CO2的量較少,說明主要發(fā)生脫氧反應(yīng),而脫羰基只為很少的副反應(yīng)。從生成水量可以看出,在較苛刻的條件下可以發(fā)生完全反應(yīng)。

        2.4 運(yùn)行周期的影響考察

        以大豆油為原料油,在同一工藝條件下,考察了催化劑體系的穩(wěn)定性,結(jié)果列于表6。

        表6 運(yùn)行周期的影響考察Table 6 The research of operational cycle time influence

        2.5 原料油適應(yīng)性的影響考察

        為了考察本技術(shù)對不同原料油的適應(yīng)性,選用棕櫚油進(jìn)行了工藝研究,在相同的反應(yīng)溫度、體積空速、氫油體積比條件下進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果列于表7。試驗(yàn)結(jié)果表明本技術(shù)對原料油有較好的適應(yīng)性。

        表7 原料油適應(yīng)性的影響考察Table 7 The research of feedstock adaptability influence

        3 結(jié) 論

        選擇合適催化劑體系和適宜的工藝條件下,可以直接將動植物油脂轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量十六烷值調(diào)和組分。4 000 h穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明,催化劑體系耐受H2O蒸汽和CO的能力較強(qiáng),加氫活性沒有太大損失,能夠滿足要求。以棕櫚油為原料油的試驗(yàn)結(jié)果表明:催化劑體系有較好的原料油適應(yīng)性,可以加工不同的植物油。

        [1]韓崇仁.加氫裂化工藝與工程 [M]. 北京:中國石化出版社,2001.

        [2]閔恩澤,杜澤學(xué),胡見波.利用植物油發(fā)展生物煉油化工廠的探 討[J].科技導(dǎo)報(bào),2005,23(5):15-17.

        [3]韓德奇,常聰芳,陳明.柴油低硫化技術(shù)及對我國柴油低硫化的建議[J].石油化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2003,19(4) :8-14.

        [4]Jennifer H,Rich M,Chris G, et al. A.new development in renew-able fuels green diese [M]. NPRA , 2007 ,AM-07-10.

        [5]堃趙陽,吳佳,王宣,張曉昕,孟祥 .植物油加氫制備高十六烷值柴油組分研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2007,26(10).1391-1394.

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