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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于生产可再生燃料的方法,尤其是一种三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法。本专利技术通过催化技术将含硫含氮生物质衍生的含氧化合物转化为碳氢化合物的工艺,涉及绿色化学和生物燃料生产领域。
技术介绍
1、随着全球对环保和减少碳排放的需求不断增加,开发可再生燃料技术成为研究热点。现有技术中,传统石油基燃料的生产和使用会导致大量温室气体排放,加剧气候变化。近年来,生物质衍生的原料,如植物油和废油脂,通过加氢处理(如hefa路径)可制备燃料,但其面临生产效率低、工艺条件苛刻等问题,在整个处理过程中,需要经过多步反应,如加氢、脱氧、脱硫和脱氮等,工序繁琐,效率低,能耗大。因此,如何在温和条件下高效转化含氧化合物为燃料成为关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对
技术介绍
中提及的现有技术存在的缺陷,提供一种三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法。本专利技术通过特定的催化体系,将生物质衍生的含硫含氧化合物在温和条件下高效转化为碳氢化合物,用于可再生燃料生产。
2、为实现上述技术目的,本专利技术采用的技术方案是:一种三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,按照以下步骤进行:
3、s1原料预处理:将原料通过过滤和预热去除杂质和水分;
4、s2催化剂装填:将三金属催化剂均匀装填到固定床反应器中;
5、s3加氢催化反应:控制固定床反应器中反应温度在250-300°c,维持反应压力在2-5 mpa;输入氢气,氢气与原料摩尔比
6、s4取样检测:定期取样进行产品分析,使用气相色谱监测底物消耗和产物生成情况;
7、s5产物分离与纯化:通过冷凝和水相的分离,获得液相产物;对液相产物进行精馏,分离出所需的碳氢化合物。
8、步骤s2中,三金属催化剂包括金属组分镍、钴、钼与载体氧化铝。
9、三金属催化剂的制备步骤如下:
10、(1)将载体在空气下以500-600°c进行焙烧2-4小时;
11、(2)将可溶性镍、钴、钼的金属盐溶解于去离子水中,形成一定浓度的金属前体溶液;
12、(3)将载体浸入金属前体溶液中,保持室温下搅拌12-15小时;
13、(4)将浸渍后的载体在100-120°c下干燥6-12小时;再在400-500°c焙烧2-4小时,使金属前体还原并附着在载体上,形成金属纳米颗粒;
14、(5)将步骤(4)生成的催化剂在氢气中以300-400°c进行还原处理2-3小时,最终形成三金属催化剂。
15、金属前体溶液中,可溶性镍、钴、钼的金属盐溶于去离子水后的浓度比为0.1-0.5m: 0.1-0.5m: 0.1-0.5m。
16、三金属催化剂可再生利用,再生过程如下:
17、(1)再生方法:在氢气环境下以500°c进行再生,以去除催化剂表面的积碳和污染物,恢复催化剂活性;
18、(2)再生周期:每20-50个反应周期进行一次再生。
19、固定床反应器中所述三金属催化剂的用量为0.5-2wt%。
20、步骤s3中,加氢催化反应的时间为2-6小时。
21、与现有技术相比,本专利技术的技术优势在于能在较温和的工艺条件下实现高效加氢脱氧、脱硫和脱氮,节省了原料脱硫脱氮等预处理,降低能耗,生产出的碳氢化合物可用于高品质可再生燃料中。
22、三种金属的组合具有协同效应,可以带来电子效应和几何效应的优化,能够在加氢反应中提供更高的催化活性和选择性。相比单一金属催化剂、双金属体系,三金属催化剂表面具有多功能位点,可以在一个步骤中进行多步反应(如加氢、脱氧、脱硫和脱氮),减少了中间产物和副反应。此多功能性有助于实现单步高效转化,简化工艺流程。三金属催化剂在高温反应条件下表现出更高的热稳定性,且金属组合中具有抗中毒功能的金属(钼)能够显著降低催化剂的失活速率,延长催化剂寿命。与传统单金属或双金属催化剂相比,三金属催化剂可以在较低的温度和压力下实现同等甚至更高的反应速率和产率,降低了反应的能耗和设备要求,提高了经济效益和工艺可行性。这些优点使三金属催化剂在生物质转化为可持续液体燃料生产中具有显著优势。
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1.一种三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
2.根据权利要求1所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,步骤S2中,三金属催化剂包括金属组分镍、钴、钼与载体氧化铝。
3.根据权利要求2所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,所述三金属催化剂的制备步骤如下:
4.根据权利要求3所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,金属前体溶液中,可溶性镍、钴、钼的金属盐溶于去离子水后的浓度比为0.1-0.5M:0.1-0.5M: 0.1-0.5M。
5.根据权利要求2所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,所述三金属催化剂可再生利用,所述再生过程如下:
6.根据权利要求1所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,固定床反应器中所述三金属催化剂的用量为0.5-2wt%。
7.根据权利要求1所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,步骤S3中,加氢催化
...【技术特征摘要】
1.一种三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
2.根据权利要求1所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,步骤s2中,三金属催化剂包括金属组分镍、钴、钼与载体氧化铝。
3.根据权利要求2所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,所述三金属催化剂的制备步骤如下:
4.根据权利要求3所述的三金属催化含硫生物质衍生物合成碳氢燃料的方法,其特征在于,金属前体溶液中,可溶性镍、钴、钼的金属盐溶于去...
【专利技术属性】
技术研发人员:李鸿鹏,李艾军,冯立艳,王洪,夏甜妹,
申请(专利权)人:唐山金利海生物柴油股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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