銅藻和聚丙烯共裂解制備烴類液體燃料油的研究.pdf

1、隨著人類活動的日益頻繁，人類對能源的需求逐漸增加。傳統(tǒng)的化石燃料構成了人類能源需求的主要部分，化石燃料的過快消耗不僅造成了能源的緊缺而且使得環(huán)境污染日趨嚴重。在能源與環(huán)境危機的雙重壓力下，生物質由于其可再生性、低污染性、分布廣泛、資源豐富等特點受到研究者的廣泛關注。生物質能源被認為具有取代傳統(tǒng)化石燃料的潛力，利用生物質來制備液體和氣體燃料正吸引著越來越多的研究者的關注。
　　本文以銅藻、羊棲菜（海洋植物）、小麥秸稈（草本植物）、竹

2、子、杉木（木本植物）為研究對象，對其進行了元素分析、化學組成分析、工業(yè)分析、金屬元素含量分析以及熱重分析為后續(xù)的開發(fā)利用提供指導。結果顯示:海洋植物中N、S以及灰分的含量高于陸生植物，銅藻中N和S的含量分別為2.10％和1.39％，而竹子中N和S的含量分別只有0.29％和0.11％，木質生物質中的木質素明顯高于草本植物和海洋植物;一般而言，金屬元素含量越高，灰分含量越高，生物質的灰分含量與其碳含量呈負相關關系，碳含量越高，灰分含量越低;

3、揮發(fā)分含量與灰分含量呈負相關關系，灰分含量越高，揮發(fā)分含量越低;TG曲線顯示生物質揮發(fā)分含量越高，其熱解速率越快，熱解結束后總失重率越大。
　　以銅藻和聚丙烯的混合物為原料在0.2L的小型密閉反應釜內進行高溫裂解實驗的研究，主要考察混合物比例、裂解溫度以及裂解氣停留時間對裂解產物產率及分布的影響。實驗結果顯示混合物比例對反應的影響最大，其次是裂解溫度和停留時間對反應的影響。當混合物中聚丙烯的含量由90％下降至10％時液體產率由57

4、.11％下降到9.56％，氣體產率由38.34％升高至64.47％隨后又降至55.28％。聚丙烯與銅藻的比例為3∶7和9∶1時液體中含氧化合物和氮雜環(huán)化合物的含量急劇增加而烷烴和烯烴的含量較低。對產物收率及組成進行分析得到本實驗的最適宜條件:反應溫度為375℃，聚丙烯與銅藻的比例為9∶1，停留時間為30min，在此反應條件下，液體產率最高達到了64.79％，氣體產率為30.69％，固體產率為4.52％。采用氣相色譜(GC)和氣質聯(lián)用儀(

5、GC-MS)分別對其熱裂解的氣相產物和液相產物進行組分分析:生物油組分中主要是烷烴、烯烴、芳香烴以及少量的醇、醛、醚、酮、脂類、酚類、羧酸等化合物;不凝氣主要由CO、CO2、H2、CH4、以及C2～C4的小分子烴類(C2H4、C2H6、C3H6、C3H8等)組成。結果表明，聚丙烯和銅藻共裂解過程中存在著協(xié)同作用，聚丙烯的加入可以提高產油率，降低含氧化合物的含量。其反應機理主要是反應過程中聚丙烯受熱產生大量的自由基與銅藻裂解產生的含氧化合