本文關鍵詞：催化酯化提質生物油新工藝研究，，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,必須通過提質才能實現(xiàn)高值化利用。本文以溫和的提質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輕餾分生物油,以Amberlyst-36離子交換樹脂為催化劑,在反應溫度100℃、醇油比1.5、15wt%的催化劑用量、反應時間4h條件下,提質油酸值從72.23mgNaOH/g降為3.98mgNaOH/g、水分從53.06%降為3.34%,提質油理化性質顯著提高并保持穩(wěn)定,而粗生物油在保存3個月后,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、醛轉化為穩(wěn)定含氧化合物,穩(wěn)定目標產(chǎn)物酯、醇、醚相對含量占74.70%。最后以蒸餾水和二氯甲烷混合物對提質油進行萃取分離,可以基本將糖類及其衍生物從提質油中分離出來。對于含有較多醛的生物油,酯化提質生成的縮醛化產(chǎn)物不穩(wěn)定,因此引入2-甲基呋喃與醛的烷基化反應。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生物油的提質效果。結果顯示脫水方案得到的提質油水分、酸值分別為未脫水的20%、50%,理化性質提高更為明顯。同時加入2-甲基呋喃的烷基化提質更易得到穩(wěn)定、高沸點的長碳鏈產(chǎn)物。對最佳提質方案催化酯化烷基化脫水進行工藝優(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,得到相對含量較高的烷基化產(chǎn)物及酯,穩(wěn)定目標產(chǎn)物酯、醇、醚相對含量為84.44%。機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生成了穩(wěn)定的目標產(chǎn)物;而左旋葡萄糖不僅可以水解成活性酸進一步發(fā)生酯化反應,同時能夠轉化成更穩(wěn)定產(chǎn)品。TG/DTG、~1H NMR譜圖分析也印證了生物油中不穩(wěn)定組分的轉化。然而生物油中的金屬離子容易交換活性H~+及有機物堵塞微孔會使Amberlyst-36離子交換樹脂失活,因此有必要對粗生物油進行一定的預處理,然后進行提質,增強催化劑重復使用效果。
【關鍵詞】：生物油 提質 酯化 脫水 烷基化
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 生物質能的利用12-16
• 1.2.1 生物質能的概念12
• 1.2.2 生物質能的利用12-14
• 1.2.3 生物質快速熱解技術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17-20
• 1.4 生物油的提質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 論文的主要內容26-27
• 第二章 分級冷凝輕餾分生物油催化酯化脫水提質27-42
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實驗28-31
• 2.2.1 實驗原料與試劑28-29
• 2.2.2 實驗儀器設備29
• 2.2.3 生物油催化酯化脫水反應29-30
• 2.2.4 提質油中糖類產(chǎn)物分離30
• 2.2.5 實驗分析與表征方法30-31
• 2.3 結果與討論31-41
• 2.3.1 粗生物油的理化性質分析31-32
• 2.3.2 反應時間的影響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 提質前后生物油理化性質及化學成分變化35-38
• 2.3.6 提質油中糖類產(chǎn)物分離效果38-41
• 2.4 本章小結41-42
• 第三章 離子交換樹脂催化提質生物油42-52
• 3.1 引言42-43
• 3.2 實驗43-45
• 3.2.1 實驗原料、試劑及儀器設備43
• 3.2.2 Amberlyst-36離子交換樹脂對模型化合物催化反應43-44
• 3.2.3 生物油催化提質方案設計44-45
• 3.2.4 實驗分析與表征方法45
• 3.3 結果與討論45-51
• 3.3.1 催化劑對模型化合物的催化活性45-47
• 3.3.2 不同方案提質前后理化性質變化47-48
• 3.3.3 提質前后化學成分變化48-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 催化酯化烷基化脫水提質工藝優(yōu)化52-72
• 4.1 引言52-53
• 4.2 實驗53-55
• 4.2.1 實驗原料與試劑53
• 4.2.2 實驗儀器設備53-54
• 4.2.3 實驗方法54-55
• 4.2.4 實驗分析與表征方法55
• 4.3 結果與討論55-70
• 4.3.1 催化酯化烷基化脫水提質的條件優(yōu)化55-61
• 4.3.2 最優(yōu)條件提質油的TG/DTG、~1H NMR分析61-64
• 4.3.3 提質機理研究64-67
• 4.3.4 催化劑重復使用性能評價67-70
• 4.4 本章小結70-72
• 總結與展望72-74
• 參考文獻74-82
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 答辯委員會對論文的評定意見84

【相似文獻】

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：328197