Page 87 - 201812

第 12 期 孙培永，等: 脂肪酸甲酯加氢脱氧和加氢脱氮制备生物烷烃 ·2055·

以上数据表明，在选定的反应条件下，氢气压力对
FAMEs 加氢脱氧反应的影响较小。
2.2.2 氢酯体积比优化
在反应温度 380 ℃、氢气压力 2 MPa 和 WHSV
–1
为 1 h 的反应条件下（实验方法同 1.4 节），考察了
氢酯体积比对 FAMEs 转化率和产物选择性的影响，
结果如图 3 所示。

图 4 反应温度对 FAMEs 加氢脱氧反应的影响
Fig. 4 Effect of reaction temperature on the hydrodeoxygenation
of FAMEs

图 3 氢酯体积比对 FAMEs 加氢脱氧反应的影响
Fig. 3 Effect of V(H 2 )/V(FAMEs) on the hydrodeoxygenation of
FAMEs

由图 3 可知，氢酯体积比从 500 增加到 2000 时，
FAMEs 转化率基本维持在 99.5%，但生物烷烃的总
选择性却从 95.12%上升到 99.94%。在氢酯体积比 图 5 FAMEs 空速对其加氢脱氧反应的影响
Fig. 5 Effect of space velocity on the hydrodeoxygenation
为 1000 时，生物烷烃的总选择性达到了 99.74%， of FAMEs
氢酯体积比继续增加到 2000 时，生物烷烃的总选择
–1
–1
由图 5 可知，随反应空速从 1 h 提高到 6 h ，
性缓慢提高到 99.94%。相应地，脂肪酸、脂肪醇等
FAMEs 的转化率从 99.53%快速下降到 80.97%，生
含氧化 合物 的选择 性则 快速地从 4.88%降低到
物烷烃的选择性从 99.72%缓慢降低到 95.42%，而
0.28%。以上数据表明，氢酯体积比低于 1000 时，能
脂肪酸及脂肪醇的选择性则分别从 0.28%和 0 上升
够显著影响 NiMoS/Al 2 O 3 催化剂的加氢活性和产物
到 2.31%和 2.28%。这表明低的空速更有利于脂肪
选择性。综合考虑生物烷烃的选择性和实际生产中
酸和脂肪醇等中间产物向烷烃的转化，这与油脂分
氢气循环的能耗，氢酯体积比为 1000 是最适宜选择。
子经由脂肪酸、脂肪醇和 α-烯烃等中间产物生成烷
2.2.3 反应温度
烃的反应路径 [18-19] 吻合。
在氢气压力为 2 MPa、氢酯体积比为 1000、 2.3 NiMoS/Al 2 O 3 催化剂的稳定性测试
–1
WHSV 为 1 h 的反应条件下（实验方法同 1.4 节），
在优化的反应条件(反应温度 380 ℃、氢气压力
考察了反应温度对 FAMEs 加氢脱氧反应性能的影
–1
2 MPa、氢酯体积比 1000 和 WHSV 为 1 h )下考察
响，结果如图 4 所示。由图 4 可知，反应温度从 320 ℃ 了 NiMoS/Al 2 O 3 催化 FAMEs 加氢脱氧反应的稳定
上升到 380 ℃时，FAMEs 的转化率从 87.36%逐渐 性，结果如图 6 所示。
提高到 99.53%，生物烷烃的选择性从 98.02%缓慢 由图 6 可知，在初始的 200 h 内，FAMEs 的转
升高到 99.72%，脂肪酸等反应中间产物的选择性则 化率维持在 99.9%以上，随反应时间的延长略有降
从 1.98%降低为 0.28%。这表明相对高的反应温度 低，并在 450 h 下降为 98.4%；在反应温度下，采用
能够促进 FAMEs 的催化转化和中间产物的持续加 氢气原位再生后，FAMEs 的转化率又恢复到 99.8%
氢，有利于提高生物烷烃的总收率。 并继续维持了近 350 h，随后略微降低，但反应 1000 h
2.2.4 反应空速优化 后 FAMEs 的转化率仍然保持在 98.3%以上；同时，
在反应温度为 380 ℃、氢气压力为 2 MPa、氢 生物烷烃产品中正构烷烃的选择性基本维持在 97%
酯体积比为 1000 的条件下 (实验方法同 1.4 节)，考 以上。以上数据表明，NiMoS/Al 2 O 3 催化剂在 FAMEs
察了 FAMEs 进料空速对转化率和产物分布的影响， 加氢脱氧制备生物烷烃过程中具有足够长的使用寿
结果如图 5 所示。 命和潜在的工业应用前景。