[00122572]秸秆直接催化裂解生物汽柴油

　　催化裂解是在催化剂的作用下，将生物油进一步裂解成较小的分子，其中的氧元素以水、一氧化碳、二氧化碳的形式除去。
　　一、问题的提出
　　秸秆生物油由于水分、固体颗粒和氧含量高，热值低、黏度大、稳定性差、不能和石油燃料互溶等特点，生物油的燃料特性较差。控制生物油的水分含量一般通过燃料的干燥来实现，而对生物油的精制提炼则比较困难。近年来，一些研究者提出了生物质油精制的可处理方法包括催化裂解和催化加氢。此外，采用生物油中添加助剂，催化脂化生物油，将生物油与柴油共乳化等方法进行精制的研究也有披露。
　　二、催化热裂解的基本原理
　　催化裂解是在催化剂的作用下，将生物油进一步裂解成较小的分子，其中的氧元素以水、一氧化碳、二氧化碳的形式除去。早期的研究，一般都是采用沸石类催化剂对生物油进行催化裂解，这类催化剂具有较好的脱氧功效，反应一般在常压、350～600C下进行，经过催化裂解后可以获得烃类产物。催化热裂解可在生物质快速热解气冷凝之前直接进行，这样能避免热裂解气冷凝和生物油升温过程中的能量消耗，也可减小生物油升温过程中热效应所导致的催化剂结炭问题，而且热解气的分子量较小，更适合进行催化裂解。
　　近年来，介孔类催化剂逐渐被用到生物油或热解气催化裂解的研究中，由于介孔材料具有表面积大、孔径较大且均匀等独特的性能，在有大分子参加的催化反应中显示出优异的催化性能，在对生物油或热解气的催化裂解中，也取得了一定的进展。
　　三、催化剂与催化作用
　　1、催化剂的组织结构
　　催化剂是一种物质，工业催化过程中使用固体催化剂是最普遍的。固体催化剂从组成上可分为单组分催化剂和多组分催化剂。单组分催化剂是指由一种物质组成的催化剂，如用于氨氧化制硝酸的铂网催化剂。单组分催化剂在工业中应用得轿少，因为単一物质难以满足工业生产对催化剂多方面的需求。而多组分催化剂使用较多。多组分催化剂是指由多种物质组成的催化剂。根据这些物质在催化剂中的作用可分为主催化剂、共催化剂、助催化剂和载体。
　　（1）主（共）催化剂 主催化剂是催化剂的主要部分－－活性组分，是起催化作用的根本性物质。顾名思义，催化剂中若没有活性组分存在，就不可能起催化作用。
　　（2）助催化剂 助催化剂是在催化剂中提高主催化剂活性、选择性，改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能的组分。虽然助催化剂本身並无活性，但只要在催化剂中添加少量的助催化剂，即可明显达到改进催化剂性能的目的。
　　（3）载体是催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂、黏合剂和支撑体。载体的作用是多方面的。
　　2、催化剂的作用
　　催化剂是一种可以改变一个化学反应速度，而不存在于产物中的物质。通常用化学反应方程式表示化学反应时，催化剂也不出现在方程式中，这似乎表明催化剂是不参与化学反应的物质。而事实並非如此，近代实验技术检测的结果表明，许多催化反应的活性中间物种都是有催化剂参与反应。催化反应是一个循环的过程，在这一过程中，催化剂的表面部位可与反应物形成一个中间物或配合物，由这个物种或配合物再进一步转化，脱附出产物，並使催化剂的表面部位复原。催化剂是一种物质，它通过基本步骤的不间断的重复循环将反应物转化为产物，在循环的最终步骤，催化剂又恢复到原始状态，而且它不出现在反应的化学计量方程式中。更简单地说，催化剂是一种加快热力学上允许的化学反应达到平衡的速率，而在反应的过程中，自身不被明显消耗的物质。由催化剂对反应施加作用而发生的现象称为催化作用。
　　催化作用是催化剂活动中心对反应物分子的激活与活化，使反应物分子性能大大增强，从而加快反应速率。
　　四、经济效益分析
　　生物油经催化裂解精制，脱去水分和氧，其烃分子裂解为小分子，经工业蒸馏分别馏出汽油、柴油等工业品，更适应市场要求。生物油的经济分析在“秸秆快速热解制取生物油项目技术及可行性分析”中巳有详细分析，在此不再重复。只简介如下：
　　以2万吨/年（秸秆），产生物油一万吨，约产精制生物汽油、柴油约6500吨，按0.5万元/吨计，年产值约2500万元。抛去成本1200万元/年，获毛利1300万元/年。当年即可收回所有投资。
　　五、市场前景
　　秸秆直接催化裂解生物汽柴油项目市场前景：节能环保、新农村建设、新能源开发的项目的长期市场需求与长期原料供应的长线产品，永不枯竭的项目产品，一旦投入，长期利益回收。