0 引言
1 实验部分
1.1 实验材料
1.2 催化剂表征
1.3 实验方法
1.4 产物分析及数据处理
2 结果与讨论
2.1 愈创木酚和环戊醇烷基化反应
Fig. 1 Alkylation of guaiacol and cyclopentanol catalyzed by different molecular sieves图1 不同分子筛对愈创木酚和环戊醇烷基化反应的影响 |
Fig. 2 Reaction network for the alkylation of guaiacol and cyclopentanol图2 愈创木酚和环戊醇烷基化反应流程图 |
Table 1 Texture properties of molecular sieve catalysts表1 不同分子筛催化剂的织构性质 |
样品 | 比表面积/(m2/g) | 孔体积/(cm3/g) | 平均孔径/nm |
---|---|---|---|
Al-MCM-41 | 665.31 | 0.68 | 4.07 |
HZSM-5(46) | 348.09 | 0.24 | 2.76 |
Hβ(25) | 495.79 | 0.47 | 3.77 |
USY(14) | 673.52 | 0.44 | 2.62 |
USY(60) | 626.87 | 0.49 | 3.11 |
USY(100) | 718.99 | 0.51 | 2.85 |
USY(120) | 671.96 | 0.50 | 2.97 |
Fig. 3 Pyridine adsorption-desorption curves of USY catalysts图3 USY催化剂的吡啶吸附脱附曲线图 |
Table 2 Acidity of USY catalysts表2 USY催化剂的酸性质 |
样品 | 弱酸/ (mmol/g) | 中强酸/ (mmol/g) | 强酸/ (mmol/g) | 总酸量/ (mmol/g) | B酸/ L酸 |
---|---|---|---|---|---|
USY(14) | 0.483 | 0.587 | 0.042 | 1.112 | 0.90 |
USY(60) | 0.080 | 0.144 | 0.046 | 0.270 | 1.60 |
USY(100) | 0.068 | 0.194 | 0.110 | 0.372 | 3.15 |
USY(120) | 0.050 | 0.245 | 0.389 | 0.684 | 2.11 |
Fig. 4 NH3-TPD peak fitting graph for USY catalysts图4 USY催化剂的氨气程序升温脱附分峰拟合图 |
Fig. 5 Influence of mole ratio of guaiacol and cyclopentanol on alkylation图5 投料比对愈创木酚和环戊醇烷基化反应的影响 |
Fig. 6 Effect of reaction time on the alkylation图6 反应时间对烷基化反应的影响 |
Fig. 7 Effect of temperature on the alkylation图7 反应温度对烷基化反应的影响 |
Table 3 Substrate expansion experiment of alkylation reaction表3 烷基化反应底物扩展实验 |
底物 | 转化率/% | 二环产物产率/% | 三环产物产率/% |
---|---|---|---|
愈创木酚 | 97.7 | 27.7 | 63.8 |
苯酚 | 96.4 | 26.8 | 61.1 |
邻甲酚 | 98.7 | 24.5 | 71.9 |
对甲酚 | 99.1 | 7.5 | 90.1 |
2.2 烷基化产物加氢脱氧
Fig. 8 Reaction network for the hydrodeoxygenation of alkylated products图8 烷基化产物加氢脱氧反应示意图 |
Table 4 The influence of catalysts on the hydrodeoxygenation表4 不同催化剂对加氢脱氧的影响 |
催化剂 | 产率/% | ||
---|---|---|---|
D | E | D + E | |
Pd/C | 0.6 | 1.6 | 2.2 |
Pd/C + Hβ | 21.7 | 32.9 | 54.6 |
Pd/C + HZSM-5 | 11.7 | 6.3 | 18.0 |
Pt/C | 8.1 | 18.9 | 27.0 |
Pt/C + Hβ | 26.6 | 35.0 | 61.6 |
Pt/C + HZSM-5 | 27.7 | 51.7 | 79.4 |
Ru/C | 21.1 | 26.6 | 47.7 |
Ru/C + Hβ | 47.5 | 15.3 | 62.8 |
Ru/C + HZSM-5 | 22.9 | 35.8 | 58.7 |
Table 5 The influence of catalysts ratio on the hydrodeoxygenation表5 催化剂比例对加氢脱氧的影响 |
催化剂 | 产率/% | ||
---|---|---|---|
D | E | D + E | |
0.2 g Pt/C + 0.1 g HZSM-5 | 27.7 | 63.8 | 91.5 |
0.1 g Pt/C + 0.1 g HZSM-5 | 27.7 | 51.7 | 79.4 |
0.1 g Pt/C + 0.2 g HZSM-5 | 29.3 | 55.1 | 84.4 |
0.2 g Pt/C + 0.2 g HZSM-5 | 28.3 | 62.3 | 90.6 |
Table 6 The influence of temperature on the hydrodeoxygenation表6 反应温度对加氢脱氧的影响 |
温度/℃ | 产率/% | ||
---|---|---|---|
D | E | D + E | |
220 | 14.5 | 26.3 | 40.8 |
240 | 24.5 | 44.1 | 68.6 |
260 | 27.7 | 63.8 | 91.5 |
280 | 26.1 | 61.7 | 87.8 |
Table 7 The influence of time on the hydrodeoxygenation表7 反应时间对加氢脱氧的影响 |
反应时间/h | 产率/% | ||
---|---|---|---|
D | E | D + E | |
3 | 22.8 | 42.6 | 65.4 |
6 | 23.9 | 51.9 | 75.8 |
12 | 27.7 | 63.8 | 91.5 |
24 | 27.9 | 58.6 | 86.5 |
Table 8 Activity of hydrodeoxygenation catalysts in cyclic experiments表8 循环实验中加氢脱氧催化剂的活性 |
循环次数 | 产率/% | ||
---|---|---|---|
D | E | D + E | |
0 | 27.7 | 63.8 | 91.5 |
1 | 24.9 | 55.2 | 80.1 |
2 | 21.5 | 42.9 | 64.4 |
3 | 19.3 | 37.1 | 56.3 |
Table 9 Physical properties of jet-fuels表9 喷气燃料的物理性质 |
喷气燃料 | 密度/(g/mL) | 冰点/℃ | 文献 |
---|---|---|---|
RP-3 | 0.780 | <-47 | [8] |
JP-8 | 0.795 | -48.5 | [17] |
本产品 | 0.890 | <-65 | 本文 |