植物油加氢生产清洁柴油技术开发

2013-07-26张学辉关眀孙士可

当代化工 2013年4期

张学辉，刘涛，关眀华，孙士可

（中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺 113001）

石油属于不可再生能源，不但资源日益枯竭，而且重质化和劣质化加剧，而世界经济持续发展、环保法规日益严格需要生产大量轻质清洁燃料［1］。生物油脂作为可再生资源，得到世界的广泛重视。利用酯交换的方法生产生物柴油（第一代生物柴油）已经是成熟的技术，但是由于脂肪酸甲酯氧含量高，尽管许多国家和地区陆续出台了生物柴油的标准，但是并不适用于所有的内燃机［2］。生物油脂通过加氢的方法生产马达燃料，即将氧全部除去或者部分除去生产符合马达燃料标准的产品，这种方法可以直接满足现有市场的要求［3］。

植物油加氢制备柴油组分过程通过加氢饱和、加氢脱氧、脱羧或脱羰反应可以得到长链饱和脂肪烃，但经过不同反应途径得到的产物有所不同，加氢脱氧反应得到的脂肪烃为偶碳脂肪烃，而脱羧或脱羰反应得到的为少一个碳的奇碳脂肪烃［4］。植物油加氢制备出的柴油组分主要由 C12～C22的直链烷烃组成，其十六烷值可达 90以上，可以与石油柴油以任何比例调和，无硫，无氮、无氧、无芳烃，环境友好，储存稳定性好，可以作为高十六烷值柴油添加组分使用［5］。

1 原料油

工艺研究所用的原料油主要有大豆油和棕榈油，其性质列于表1。

表1 原料油的主要性质Table 1 The main properties of feedstock

2 工艺研究

2.1 反应温度的影响考察

以大豆油为原料油，在相同压力和氢油比，体积空速为0.6 h-1条件下，考察了反应温度的影响，结果列于表2。

表2 反应温度的影响考察1Table 2 The research of temperature influence 1

以大豆油为原料油，在相同压力和氢油比，体积空速为1.0 h-1条件下，考察了反应温度的影响，结果列于表3。

表3 反应温度的影响考察2Table 3 The research of temperature influence 2

2.2 反应压力的影响考察

以大豆油为原料油，在相同反应温度、体积空速、氢油体积比的条件下，考察了压力等级的影响，结果列于表4。

表4 反应压力的影响考察Table 4 The research of pressure influence

表5 体积空速的影响考察Table 5 The research of space velocity influence

2.3 体积空速的影响考察

以大豆油为原料油，在相同的压力等级、反应温度、氢油体积比条件下，考察了体积空速的影响，结果列于表 5。从表中可以看出，随着体积空速的增加，转化深度降低。从物料平衡数据可以看出，反应过程中丙烷的量比较大，说明反应比较完全。C4、C5、C6的量较少，说明发生裂解反应的比较少。CH4、CO和CO2的量较少，说明主要发生脱氧反应，而脱羰基只为很少的副反应。从生成水量可以看出，在较苛刻的条件下可以发生完全反应。