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·1350· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

由图 7 可知，随着压力的不断升高，棕榈油的
脱氧率先增加后减少最后趋于平稳，而 C 8 ~C 16 烃的
选择性和 C 8 ~C 16 异构烷烃的选择性则先增加后减
少，并且在压力为 4 MPa 时达到最大值。当压力在
2~4 MPa 的范围内时，C 8 ~C 16 烃和异构烷烃的选择
性都较高，说明 2~4 MPa 都是反应较适宜的压力范
围。为得到更多的目标产物，综合考虑，确定 4 MPa
为实验的最佳反应压力。
综上所述，单因素实验结果表明，棕榈油一步
加氢催化异构制备航空煤油的最佳实验条件为：温
图 6 氢油比对 C 8 ~C 16 烃和 C 8 ~C 16 异构烷烃选择性及棕
–1
度 380 ℃、空速 1.2 h 、氢油比 1000、压力 4 MPa。
榈油脱氧率的影响
Fig. 6 Effects of hydrogen oil ratio on the deoxygenation 2.3 C 8 ~C 16 烃选择性的优化
rate of palm oil and the selectivity of C 8 ~C 16 2.3.1 模型建立与显著性检验
hydrocarbons and C 8 ~C 16 isoalkanes 响应面设计（响应曲面），是利用设计正确的
[17-20]
由图 6 可知，随着氢油比的增加，C 8 ~C 16 烃的 实验数据解决多元方程的统计法 ，并以此方法
来探寻输入变量值的变异或不确定性之后的最佳响
选择性和 C 8 ~C 16 异构烷烃的选择性呈现出先增加，
应值 [21] 。影响 Pt/SAPO-11-mp 催化棕榈油一步加氢
在达到峰值（氢油比为 1000 时）后再减少的趋势，
催化异构制航空煤油的主要因素有温度、压力、空
这是因为在氢油比 800~1000 内，随着氢气流量的增
速、氢油比等 [13] 。根据中心组合实验设计（Box-
加，使氢分压增大，氢分压增大促进了氢气在催化
Behnken Design）原理，综合单因素实验结果，以
剂和其表面附着的油膜之间的传质，使氢气透过催
C 8 ~C 16 烃的选择性为响应值，对温度、空速、氢油
化剂表面吸附的反应物或中间产物接触到更多的催
比和压力进行研究。实验因素与水平设计见表 2。
化剂活性中心，提高反应速率，从而使 C 8 ~C 16 烃的
选择性和异构烷烃的选择性升高 [15-16] 。从图 6 还可
表 2 响应面实验设计因素与水平
知，低氢油比时 C 8 ~C 16 烃的选择性和异构烷烃的选 Table 2 Response surface experimental design factors and
择性明显高于高氢油比，这是由于进一步提高氢油 levels
比，反应流体与催化剂的接触时间缩短，降低了加 水平 因素
编码 –1
氢反应的程度。综合考虑，确定最佳氢油比为 1000。 A 温度/℃ B 压力/MPa C 空速/h D 氢油比
2.2.4 压力的影响 –1 370 3 1.0 800
–1
在温度 380 ℃、空速 1.2 h 、催化剂 3 g、氢油 0 380 4 1.2 1000
比 1000 的条件下，调节不同的压力从而探究反应压 1 390 5 1.4 1200
力对棕榈油一步加氢催化反应产物的影响，结果如
图 7 所示。 以温度、压力、空速和氢油比为自变量，C 8 ~C 16
烃的选择性为因变量 Y，建立回归模型。利用 Design
Expert 8.0.5b 软件回归拟合实验数据，得二次回归
方程为：
Y=43.35+1.35A–0.49B–0.29C–0.57D+0.065AB+
2
2
0.21AC–1.59BC+0.75BD+1.98CD–3.33A –3.74B –2.3
2
2
5C –1.78D 。回归模型方差分析结果见表 3。
由表 3 可知，二次回归模型的 P<0.0001，表明
二次回归模型极显著，在统计学上有意义。失拟项
P=0.9234>0.05，不显著，说明此模型可靠有效。模
2
型相关系数 R =0.9317，说明模型拟合度好，误差小，

2
校正决定系数 R Adj =0.8634，说明模型能解释 86.34%
图 7 压力对 C 8 ~C 16 烃、异构烷烃选择性及脱氧率的影响 的响应值变化，仅有 13.66%的变异不能解释。信噪
Fig. 7 Effects of pressure on the deoxygenation rate of
palm oil and the selectivity of C 8 ~C 16 hydrocarbons 比为 11.99，大于 4，则此模型是符合要求的，可以
and C 8 ~C 16 iso-alkanes 用于反应条件对 C 8 ~C 16 烃的选择性的理论预测。