生物质催化热解制备芳烃的实验研究文献综述

 2022-10-22 05:10
  1. 文献综述(或调研报告):

生物质催化热解制备芳烃的实验研究文献综述

洪儒

摘要

本文在简述课题内容的基础上,对生物质催化热解制备芳香烃的反应机理进行了阐述;同时参考了中外文献,并对其中的研究与结果做了相应的总结,比较了不同研究中所选用的催化剂的大致区别,同时简述了原料以及进行的反应,最后介绍了检测用的技术。

关键词:生物质 催化热解 催化剂 芳香烃 Py-Gc/Ms技术

  1. 介绍

能源是人类社会最重要的支柱之一。能源供应的稳定对社会的稳定起到决定性作用。在科技飞速发展的当下,能源的消耗日益增加,其中主要是对化石能源这种不可再生的能源的大量消耗。然而,这造成了能源的日益枯竭和环境的重度污染,所以,寻求化石能源的潜在替代品便成为了一项非常重要的任务。

在众多可再生能源中,生物质具有其独特的优越性。首先,它是可再生能源中唯一可转化为化学物质和燃料的含碳来源[ 1 ],这就使得生物质的应用并不仅仅局限于直燃应用;其次,生物质的分布极其广泛,并且储量丰富[ 1 ]。所以,它可以作为化石燃料的潜在替代品。目前,对于生物质的较高层次的应用是将其催化裂解以产生芳香烃或生物油。芳香烃是合成树脂、橡胶、纤维等的重要化工原料,而且还具有较高的辛烷值,是汽油的重要组成部分[ 2 ]。而传统生物油有其自身的缺陷,例如酸性强、氧浓度高、含水量高、腐蚀性强、热值低等[ 3 ]。所以就需要进行一系列的催化热解等反应将其改性。而有机化合物的反应,特别是大分子的反应,通常反应较慢并且副反应多,所以催化剂就是上述等反应的核心。而且,不同的催化剂往往导致不同的反应历程。

2、催化剂的选用

2.1 技术选用

生物质的催化热解常采用快速催化热解的技术,即CFP(catalytic fast pyrolysis)。在典型的CFP过程中,生物质在惰性气氛和高温( 400–700℃)下很快裂解产生挥发物和炭。然后,挥发物穿过催化剂层,经历一系列脱氧和芳构化反应,产生芳构化和其他碳氢化合物。此时,氧气以H2O、CO和CO2的形式被去除[ 1 ]。

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