木质素降解酚类衍生物苯环上常压低温加氢脱氧协同转烷基化炼制BTX

More and more researchers pay attention on hydrodeoxygenation of phenolic derivatives from the lignin degradation at high temperature and pressure. However, the problems of high oxygen content, hard to separation and purification and low yield of products make it difficult to use widely. Beside, the CxHyOz· (CxHy·) on the benzene ring will lost and produce some COx and CxHy gas when the phenolic derivatives take deoxygenating reaction at high temperature and pressure, which make the content of C lower and the consumption of H2 higher. Therefore, we prepare to investigate the bifunctional transalkylation and hydrodeoxygenation of phenolics derivatives from the lignin degrasation to produce BTX at room pressure and temperature in the project. A series of zeolite catalysts H-m/SBA-15-n/Beta with double passages will be synthesized and modify to enhance the activity of hydrodeoxygenationand stability and extend the life with transition metal. It will take H2 and H· from the alcohol as the hydrogen donor for the hydrodeoxygenation and transalkylation reaction. It is to explore the interaction between the reactants with pulsed experiments and the mechanism of hydrodeoxygenation and transalkylation of phenolics derivatives based on the Mass spectrometry data from the isotope tracer techniques. And we will investigate the interaction among the real phenolic derivatives.

木质素降解物高温高压加氢脱氧制烃类化工品的研究已广泛开展。但存在分离提纯难、反应设备要求高、烷基流失率高、氢耗量大等难题。基于以上原因，在前期研究的基础上，提出在低温常压下直接针对酚类衍生物苯环上的烷氧基、羟基进行加氢脱氧协同转烷基作用，在加氢脱氧的同时使断裂的烷基转移回苯环，生成化学品BTX的技术研究路线。合成一系列金属负载分子筛催化剂m/HY、m/HBeta和m/HZSM-5等及双孔道复合分子筛催化剂H-m/SBA-15-n/Beta，进行改性优化，筛选常压脱氧性能好、转烷基活性高、稳定性好的催化剂；在低温常压下，采用H2供氢和低碳醇氢供体原位供氢的方式，进行加氢脱氧转烷基性能研究；利用脉冲实验探索木质素降解酚类衍生物加氢脱氧的中间路径，结合基于质谱的同位素示踪技术探究其加氢脱氧协同转烷基化制备BTX的机制。以真实木质素降解酚类物为原料进行加氢脱氧协同转烷基化研究，探讨原料间交互影响。

木质素降解物高温高压加氢脱氧制烃类化工品的研究已广泛开展。但存在分离提纯难、反应设备要求高、烷基流失率高、氢耗量大等难题。基于以上原因，在前期研究的基础上，提出在低温常压下直接针对酚类衍生物苯环上的烷氧基、羟基进行加氢脱氧协同转烷基作用，在加氢脱氧的同时使断裂的烷基转移回苯环，生成化学品BTX的技术研究路线。项目提出合成一系列金属负载分子筛催化剂m/HY、m/HBeta和m/HZSM-5等及双孔道复合分子筛催化剂H-m/SBA-15-n/Beta，并对催化剂进行改性优化和反应条件优化，筛选常压脱氧性能好、转烷基活性高、稳定性好的催化剂；在低温常压下，采用H2供氢和低碳醇氢供体原位供氢的方式，进行加氢脱氧转烷基性能研究；利用脉冲实验探索木质素降解酚类衍生物加氢脱氧的中间路径，结合基于质谱分析探究其加氢脱氧协同转烷基化制备BTX的机制。最后以真实木质素降解酚类物为原料进行加氢脱氧协同转烷基化研究，探讨原料间交互影响。项目研究结果发现在Ni/HZSM-5&La催化剂上，由于强酸位点和良好的金属分散性，得到了最高的HDO率和BTX选择性，分别达到97.79%和34.25%。引进生物油时，轻质油和重油产品中BTX含量较高，分别达到27.72%和32.56%。再生物质连续热解挥发物常压在线加氢脱氧炼制提质生物油研究中发现HBeta/Ni-V催化剂对生物质连续热解挥发物的原位在线加氢脱氧具有良好效果，对比空白组合二氧化硅催化组，烃类产物获得了明显提升，其中Hβ/Ni-V-460℃的烃类含量由空白组的1.37%提升至13.2%。该研究为针对真实生物质热解挥发物的加氢脱氧反应提供了技术指导。