本文關(guān)鍵詞：催化酯化提質(zhì)生物油新工藝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物油是一種極具潛力的替代燃料,然而由于其含有酸、醛等不穩(wěn)定物質(zhì),必須通過提質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)高值化利用。本文以溫和的提質(zhì)工藝催化酯化來降低生物油酸值、提高其穩(wěn)定性,此外提質(zhì)產(chǎn)物酯、醇、醚,本身就是較好的含氧液體燃料。采用催化酯化脫水提質(zhì)輕餾分生物油,以Amberlyst-36離子交換樹脂為催化劑,在反應(yīng)溫度100℃、醇油比1.5、15wt%的催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間4h條件下,提質(zhì)油酸值從72.23mgNaOH/g降為3.98mgNaOH/g、水分從53.06%降為3.34%,提質(zhì)油理化性質(zhì)顯著提高并保持穩(wěn)定,而粗生物油在保存3個(gè)月后,粘度從3.21mm2/s顯著增加到48.24mm2/s。GC-MS分析顯示粗生物油中不穩(wěn)定酸、醛轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定含氧化合物,穩(wěn)定目標(biāo)產(chǎn)物酯、醇、醚相對(duì)含量占74.70%。最后以蒸餾水和二氯甲烷混合物對(duì)提質(zhì)油進(jìn)行萃取分離,可以基本將糖類及其衍生物從提質(zhì)油中分離出來。對(duì)于含有較多醛的生物油,酯化提質(zhì)生成的縮醛化產(chǎn)物不穩(wěn)定,因此引入2-甲基呋喃與醛的烷基化反應(yīng)。比較了催化酯化、催化酯化脫水、催化酯化烷基化以及催化酯化烷基化脫水四種不同方案對(duì)生物油的提質(zhì)效果。結(jié)果顯示脫水方案得到的提質(zhì)油水分、酸值分別為未脫水的20%、50%,理化性質(zhì)提高更為明顯。同時(shí)加入2-甲基呋喃的烷基化提質(zhì)更易得到穩(wěn)定、高沸點(diǎn)的長碳鏈產(chǎn)物。對(duì)最佳提質(zhì)方案催化酯化烷基化脫水進(jìn)行工藝優(yōu)化,最優(yōu)條件為催化劑用量12wt%、醇油比為1、2-甲基呋喃添加量10g。此條件下能夠較好抑制縮醛化反應(yīng),得到相對(duì)含量較高的烷基化產(chǎn)物及酯,穩(wěn)定目標(biāo)產(chǎn)物酯、醇、醚相對(duì)含量為84.44%。機(jī)理研究表明粗生物油中不穩(wěn)定酸、醛、酮以及小分子醇通過提質(zhì)生成了穩(wěn)定的目標(biāo)產(chǎn)物;而左旋葡萄糖不僅可以水解成活性酸進(jìn)一步發(fā)生酯化反應(yīng),同時(shí)能夠轉(zhuǎn)化成更穩(wěn)定產(chǎn)品。TG/DTG、~1H NMR譜圖分析也印證了生物油中不穩(wěn)定組分的轉(zhuǎn)化。然而生物油中的金屬離子容易交換活性H~+及有機(jī)物堵塞微孔會(huì)使Amberlyst-36離子交換樹脂失活,因此有必要對(duì)粗生物油進(jìn)行一定的預(yù)處理,然后進(jìn)行提質(zhì),增強(qiáng)催化劑重復(fù)使用效果。
【關(guān)鍵詞】：生物油 提質(zhì) 酯化 脫水 烷基化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE667
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 生物質(zhì)能的利用12-16
• 1.2.1 生物質(zhì)能的概念12
• 1.2.2 生物質(zhì)能的利用12-14
• 1.2.3 生物質(zhì)快速熱解技術(shù)14-16
• 1.3 生物油的簡述16-20
• 1.3.1 生物油的組成16-17
• 1.3.2 生物油的性質(zhì)17-20
• 1.4 生物油的提質(zhì)20-25
• 1.4.1 催化加氫20
• 1.4.2 催化裂解20-21
• 1.4.3 水蒸氣重整21
• 1.4.4 催化酯化21-25
• 1.5 論文的研究背景、意義及主要內(nèi)容25-27
• 1.5.1 選題背景及研究意義25-26
• 1.5.2 論文的主要內(nèi)容26-27
• 第二章 分級(jí)冷凝輕餾分生物油催化酯化脫水提質(zhì)27-42
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)28-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑28-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備29
• 2.2.3 生物油催化酯化脫水反應(yīng)29-30
• 2.2.4 提質(zhì)油中糖類產(chǎn)物分離30
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)分析與表征方法30-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-41
• 2.3.1 粗生物油的理化性質(zhì)分析31-32
• 2.3.2 反應(yīng)時(shí)間的影響32-33
• 2.3.3 催化劑用量的影響33
• 2.3.4 醇油比的影響33-35
• 2.3.5 提質(zhì)前后生物油理化性質(zhì)及化學(xué)成分變化35-38
• 2.3.6 提質(zhì)油中糖類產(chǎn)物分離效果38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 離子交換樹脂催化提質(zhì)生物油42-52
• 3.1 引言42-43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)43-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器設(shè)備43
• 3.2.2 Amberlyst-36離子交換樹脂對(duì)模型化合物催化反應(yīng)43-44
• 3.2.3 生物油催化提質(zhì)方案設(shè)計(jì)44-45
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)分析與表征方法45
• 3.3 結(jié)果與討論45-51
• 3.3.1 催化劑對(duì)模型化合物的催化活性45-47
• 3.3.2 不同方案提質(zhì)前后理化性質(zhì)變化47-48
• 3.3.3 提質(zhì)前后化學(xué)成分變化48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 催化酯化烷基化脫水提質(zhì)工藝優(yōu)化52-72
• 4.1 引言52-53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑53
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備53-54
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法54-55
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)分析與表征方法55
• 4.3 結(jié)果與討論55-70
• 4.3.1 催化酯化烷基化脫水提質(zhì)的條件優(yōu)化55-61
• 4.3.2 最優(yōu)條件提質(zhì)油的TG/DTG、~1H NMR分析61-64
• 4.3.3 提質(zhì)機(jī)理研究64-67
• 4.3.4 催化劑重復(fù)使用性能評(píng)價(jià)67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王賢華;陳漢平;羅凱;楊海平;張世紅;;提高生物油穩(wěn)定性的方法[J];化工進(jìn)展;2006年07期

2 ;秸稈煉成生物油[J];中國農(nóng)村科技;2006年07期

3 ;利用秸稈“提煉”生物油[J];中國·城鄉(xiāng)橋;2006年07期

4 王鳳e

本文編號(hào)：328197