千噸級(jí)生物油制備含氧液體燃料中試系統(tǒng)工藝軟件包的研制.pdf

1、生物質(zhì)能是唯一可以實(shí)現(xiàn)化石能源全替代的可再生能源。生物質(zhì)熱解液化技術(shù)能夠?qū)⑸镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為能量密度高、易儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便的生物油，對(duì)生物油進(jìn)行品質(zhì)提升可以獲得替代動(dòng)力燃料的多元醇類(lèi)含氧液體燃料。本文依托的十二五863計(jì)劃“生物質(zhì)制備含氧液體燃料”項(xiàng)目:將生物油的輕質(zhì)組分和重質(zhì)組分進(jìn)行分離，對(duì)輕質(zhì)生物油首先進(jìn)行超臨界酯化除酸處理，然后在漿態(tài)床中催化加氫，對(duì)重質(zhì)生物油通過(guò)水蒸氣重整方法制氫，為加氫反應(yīng)提供“氫源”，加氫后的產(chǎn)物（多元醇類(lèi)混合物）通

2、過(guò)分離提純獲得含氧液體燃料，建成千噸級(jí)生物油制備含氧液體燃料中試系統(tǒng)。本文以該千噸級(jí)生物油制備含氧液體燃料中試系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于Aspen Plus流程模擬軟件平臺(tái)進(jìn)行建模計(jì)算，完成系統(tǒng)的主要物料衡算，優(yōu)化各反應(yīng)器單元及全系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝參數(shù)，為千噸級(jí)液體燃料中試系統(tǒng)工藝包設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　選擇具有代表性的模化物來(lái)模擬生物油重質(zhì)組分和輕質(zhì)組分的組成，在Aspen Plus平臺(tái)上對(duì)各單元反應(yīng)器進(jìn)行建模，對(duì)系統(tǒng)主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)生

3、物油重質(zhì)組分水蒸氣重整制氫部分，模擬生物油水蒸氣重整過(guò)程，初步確定反應(yīng)器溫度、壓力等工藝參數(shù)。分析重整反應(yīng)器溫度、壓力、汽碳比等工藝參數(shù)對(duì)制氫反應(yīng)的影響，并進(jìn)行優(yōu)化，確定重整反應(yīng)器溫度為620℃，汽碳比為5∶1，重質(zhì)生物油流量為185.25 kg/h，制得氫氣產(chǎn)量為47.2 kg/h，氫氣的選擇性達(dá)到89％。
　　對(duì)生物油輕質(zhì)組分進(jìn)行超臨界酯化部分，綜合考慮選擇甲醇作為超臨界酯化介質(zhì)。對(duì)超臨界酯化流程進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)反應(yīng)器溫度、壓

4、力和醇油比等工藝參數(shù)對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響進(jìn)行靈敏性分析，得出反應(yīng)溫度為240℃、壓力為16 MPa、醇油比為3∶1時(shí)可以獲得相對(duì)較高的乙酸轉(zhuǎn)化率，為87.2％。
　　根據(jù)輕質(zhì)生物油代表性組分的加氫機(jī)理，初步確定加氫的條件為較低的中溫。對(duì)中溫加氫反應(yīng)流程進(jìn)行建模，初步計(jì)算出主要物流數(shù)據(jù)，依據(jù)各組分轉(zhuǎn)化率推斷各組分加氫反應(yīng)活性。對(duì)加氫反應(yīng)器進(jìn)行靈敏性分析，探索各組分反應(yīng)的工藝條件。分析優(yōu)化反應(yīng)器溫度、壓力等工藝參數(shù)后，確定加氫反應(yīng)器溫度為