[发明专利]基于核桃壳的芳烃类化合物优化生产方法

说明书

一种基于核桃壳的芳烃类化合物优化生产方法，采用浸渍法制备得到的金属改性HZSM‑5催化剂与核桃壳混合后通过微型热裂解装置进行裂解，实现基于核桃壳的芳烃类化合物产量的增加；本发明通过浸渍法制备金属改性HZSM‑5催化剂，解决了核桃壳催化热裂解制备生物油过程中含氧化合物比例过高的问题，并定量测得生物油中芳香烃的含量，提高了生物油中芳烃化合物的含量。

技术领域

本发明涉及的是一种生物质催化剂领域的技术，具体是一种基于核桃壳的芳烃类化合物优化生产方法。

背景技术

生物质催化快速热裂解是生物质在快速热解条件下加入催化剂的热降解，最终生成生物油、炭和可燃气体的过程。热裂解技术可将核桃壳转化为高能量密度、易于储存运输和使用的液体燃料。但是目前得到的生物油含氧量高，粘度大，腐蚀性强，不能直接作为用发动机的燃料来使用。

发明内容

本发明针对现有技术再生后催化剂活性低，生物油中芳香烃含量低的问题，提出一种基于核桃壳的芳烃类化合物优化生产方法，通过浸渍法制备金属改性HZSM-5催化剂，解决了核桃壳催化热裂解制备生物油过程中含氧化合物比例过高的问题，提高了生物油中芳烃化合物的含量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于核桃壳的芳烃类化合物优化生产方法，采用浸渍法制备得到的金属催化剂与核桃壳混合后通过微型热裂解装置进行裂解，实现基于核桃壳的芳烃类化合物产量的增加。

所述的金属改性HZSM-5催化剂，包括但不限于5Zn-HZSM-5、1Fe4Zn-HZSM-5、2Fe3Zn-HZSM-5、3Fe2Zn-HZSM-5、4Fe1Zn-HZSM-5、5Fe-HZSM-5等不同Fe和/或Zn负载比例的金属改性HZSM-5催化剂，其中：1Fe4Zn-HZSM-5表示在HZSM-5上负载1wt.％Fe和4wt.％Zn。

所述的浸渍法是指：将HZSM-5分子筛缓慢加入不同比例的铁和锌的硝酸盐溶液中，在60℃下保持搅拌直至形成糊状后，干燥并煅烧得到Fe和/或Zn金属改性HZSM-5催化剂。

所述的不同比例的铁和锌的硝酸盐溶液中铁元素和锌元素的质量比例均为0-5wt.％，且质量比例相加的金属元素之和与HZSM-5质量之比为5wt.％。

所述的不同比例的铁和锌的硝酸盐溶液是指：按质量比称取Zn(NO₃)₂·6H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O，然后将Zn(NO₃)₂·6H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O配制成饱和溶液。

所述的HZSM-5分子筛，优选采用硅铝比为26的HZSM-5。

所述的干燥，优选温度为100℃，干燥时间为8小时。

所述的煅烧，优选温度为550℃，煅烧时间为6小时。

所述的Fe和/或Zn金属改性HZSM-5催化剂，优选经过研磨成粉末并筛分至粒径为小于等于420μm。

所述的核桃壳与金属改性HZSM-5催化剂按照质量比为1:2进行混合。

所述的核桃壳粉末，优选经过粉碎并筛分至粒径为小于等于187.6μm。

所述的微型热裂解装置升温极为迅速，微型反应器，便于实验过程的定量。

所述的催化热裂解反应，优选反应温度为500℃。

技术效果

本发明专利对热裂解产物进行了定量分析，从而确定的工艺条件对生物质催化热裂解技术的发展具有较大的理论及实践意义。