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脂肪酸甲酯通过加氢脱氧反应可以制备长链烷烃,其组分和石化柴油十分接近,具有广阔的应用前景。 本论文分别以水和环己烷为反应介质,以Ru/HZSM-5为催化剂,探究了脂肪酸甲酯加氢脱氧制备长链烷烃的反应路径,考察了温度、压力和时间对加氢脱氧反应的影响,并对催化剂进行了表征。研究结果表明,与有机相相比,水对反应的影响主要表现在两方面:第一,水通过抑制“中间体”十八醇的脱水反应影响产物中烷烃的分配比例。水相反应中,C17/(C17+C18)随温度升高变化不大,十七烷始终为主要产物;有机相反应中,C17/(C17+C18)随温度升高逐渐降低,直至十七烷和十八烷产率基本相同。第二,水推动了反应的进行。与有机相反应相比,水相反应通过促进“原料”脂肪酸甲酯的水解反应和“中间体”脂肪酸的加氢脱氧反应,降低了反应温度,提升了反应效率。 研究发现,以Ru/HZSM-5为催化剂,氢气氛环境中,生物柴油的模型化合物硬脂酸甲酯发生加氢脱氧反应,经过硬脂酸和十八醇中间体,生成十七烷和十八烷。硬腊酸甲酯在水相中可以发生水解/氢解反应,在有机相中仅发生氢解反应,均生成中间体硬脂酸。 探究了中间体硬脂酸的加氢脱氧反应,证明在Ru/HZSM-5催化剂催化下硬脂酸通过脱氧反应生成十八醛。 探究了Ru/HZSM-5催化剂催化下十八醛和十八醇之间的加氢/脱氢相互转化。有机相中可以同时发生十八醛脱羰生成十七烷和十八醛加氢生成十八醇的反应,十八醇经脱水加氢生成十八烷;水相中则主要发生十八醛脱羰生成十七烷的反应,很难发生十八醇脱水生成烯烃的反应。 探究了油酸甲酯的加氢脱氧反应,证明了不饱和脂肪酸甲酯首先发生C=C双键加氢反应生成饱和脂肪酸甲酯,然后进行加氢脱氧反应生成烷烃类产物。