發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 03:51

【摘要】：生物質(zhì)快速熱裂解所得的生物油被認(rèn)為是一種價(jià)格低廉的可再生液體燃料,但其具有低熱值、高含氧量、高含水量、化學(xué)不穩(wěn)定性以及腐蝕性等缺點(diǎn),需要進(jìn)行進(jìn)一步的提質(zhì)改性,才能實(shí)現(xiàn)其高品位利用。生物油成分復(fù)雜,在改性過(guò)程中,糖類(lèi)和熱解木質(zhì)素受熱發(fā)生縮合反應(yīng)形成積碳,會(huì)導(dǎo)致催化劑失活和反應(yīng)器堵塞等問(wèn)題,酚類(lèi)等物質(zhì)也較難轉(zhuǎn)化,單一的改性手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)生物油的整體高效轉(zhuǎn)化。對(duì)生物油進(jìn)行高效分離,一方面將適合于同一改性手段的化合物進(jìn)行富集,同時(shí)另一方面可將附加值高不適宜改性的化學(xué)品進(jìn)行提取,實(shí)現(xiàn)生物油的高品位利用。本文采用分子蒸餾的方法研究特定化合物的富集規(guī)律,采用水萃取以及有機(jī)溶劑萃取和柱層析分離的方法對(duì)生物油中附加值高的化學(xué)品進(jìn)行分離研究,實(shí)現(xiàn)生物油的高效利用。通過(guò)分子蒸餾可以實(shí)現(xiàn)生物油中不同族類(lèi)化合物不同程度的富集。對(duì)兩種生物油進(jìn)行分子蒸餾實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),生物油A中小分子含量較多,通過(guò)120Pa分子蒸餾得到的輕質(zhì)組分中幾乎全酸類(lèi)的相對(duì)含量高達(dá)71.35%,酮類(lèi)的相對(duì)含量高達(dá)23.15%,含水量高達(dá)92.08wt%,適用于后續(xù)的提質(zhì)改性。在100Pa的操作工況下,生物油B中的乙酸在輕質(zhì)組分中的相對(duì)含量高達(dá)16.27%,1-羥基-2丙酮的相對(duì)含量為12.81%。側(cè)鏈越復(fù)雜的化合物越難蒸出,低壓下主要存在于中質(zhì)餾分中,高壓下主要?dú)埩粼谥刭|(zhì)餾分中。通過(guò)利用生物油�；飳�(duì)有機(jī)物的富集特點(diǎn)進(jìn)行分析,其分子蒸餾結(jié)果與兩種生物油表現(xiàn)出較好的一致性,發(fā)現(xiàn)化合物的蒸出特性跟操作壓力及其物性特點(diǎn)有關(guān),通過(guò)改變操作壓力可以實(shí)現(xiàn)化合物在不同餾分中不同程度的富集。采用甲醇-水提取法從生物油中提取不同活性的熱解木質(zhì)素,并利用紅外光譜、凝膠色譜、核磁共振技術(shù)手段對(duì)所得兩種熱解木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析。高分子熱解木質(zhì)素的熱值和聚合度均高于低分子熱解木質(zhì)素,且高分子熱解木質(zhì)素分子量分布更寬,其中2-5聚物均在12%～18%,低分子熱解木質(zhì)素有75%以上均為3聚物。高分子熱解木質(zhì)素和低分子熱解木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)具有相似性,均含有G型和S型基本結(jié)構(gòu)單元,但低分子熱解木質(zhì)素中含有更多的紫丁香基結(jié)構(gòu)單元以及活性較強(qiáng)的羥基和羥基官能團(tuán)。對(duì)兩者的熱重分析結(jié)果顯示低分子熱解木質(zhì)素的最終殘?zhí)苛恳陀诟叻肿訜峤饽举|(zhì)素。通過(guò)利用萃取和柱層析相結(jié)合的分離方法,利用不同的有機(jī)溶劑對(duì)生物油進(jìn)行萃取和洗脫,對(duì)生物油中的單酚類(lèi)物質(zhì)的富集進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。二氯甲烷和乙酸乙酯可將去除熱解木質(zhì)素的生物油水相中的酚類(lèi)物質(zhì)幾乎完全萃取,且二氯甲烷能夠萃取生物油水相中47.9%的有機(jī)物,其萃取物中酚類(lèi)的相對(duì)含量高達(dá)72.22%。將二氯甲烷萃取物利用二氯甲烷進(jìn)行柱層析洗脫,得到的酚類(lèi)物質(zhì)含量上升為79.79%,與乙酸乙酯萃取物的溶劑洗脫特性表現(xiàn)一致,同時(shí)發(fā)現(xiàn)甲醇溶劑對(duì)酯類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)的洗脫效果最好。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TK6
【圖文】：

質(zhì)更易轉(zhuǎn)化成氣體。液體燃料的產(chǎn)生需要選擇適宜的反應(yīng)溫度Ｗ及較短的反應(yīng)停逡逑留時(shí)間。過(guò)程參數(shù)的不同，產(chǎn)物中各物質(zhì)的占比化不同，不同模式下熱裂解得到逡逑的生物油的組成如表１．１邋Ｗ及圖１．３所示。常用的快速熱裂解條件為：熱解壓力逡逑為邋０．１？０．５ＭＰａＪｉ解溫度為邋３７７－６３２邋‘Ｃ，升溫速率為邋１０００￣１００００邋’Ｃ／ｓＭ。逡逑表１．１不同熱裂解模式下的生物質(zhì)熱裂解產(chǎn)物分布Ｗ逡逑液體產(chǎn)率邐固體產(chǎn)率邐氣體產(chǎn)率逡逑模式邐反應(yīng)條件逡逑（ｗｔ％）邐（ｗｔ％）邐（ｗｔ％）逡逑快速熱裂逡逑？５００邋’Ｃ、停留時(shí)間￣１８邐７５邐１２邐１３逡逑解逡逑中速熱裂邋￣５００邋‘Ｃ、停留時(shí)間￣１０－逡逑５０邐２５邐２５逡逑解邐３０ｓ逡逑氣化邐￣７５０－９００邋‘Ｃ邐５邐１０邐８５逡逑炭化（慢逡逑一？００邋‘Ｃ、停留時(shí)間幾天邐３０邐３５邐３５逡逑速）逡逑０邋（冷凝時(shí)最逡逑烘培（慢邋￣２９０邋‘Ｃ、停留時(shí)間１０－逡逑高可達(dá)邐８０邐２０逡逑速）邐６０ｍｉ打逡逑５ｗｔ％）逡逑４逡逑

圖１．５常壓下生物油的蒸P情況逡逑減壓燕飽通過(guò)降低系統(tǒng)壓力降低了化合物的沸點(diǎn)，能夠在較低濕度下實(shí)現(xiàn)生逡逑

０．０邐１０．０邐２０．０邐３０．０邐４０．０邐５０．０邐說(shuō)．０邐７０．０逡逑＂ｓｔＵｌａ化邋ｖｏｌｕｍｅ邋ｆｒａｃｔｉｏｎ，邋NB逡逑圖１．５常壓下生物油的蒸P情況逡逑減壓燕飽通過(guò)降低系統(tǒng)壓力降低了化合物的沸點(diǎn)，能夠在較低濕度下實(shí)現(xiàn)生逡逑物油的初步分離，在一定程度上降低了生物油在蒸P過(guò)程中發(fā)生聚合反應(yīng)生成大逡逑分子化合物的可能。對(duì)常壓和減壓分級(jí)蒸飽方法比較可�。轓B發(fā)現(xiàn)ｔｓｗ，低n舫隼″義戲種兄饕跡玻埃サ摹兜難萇錆推淥躉銜錚惺舫霰シ值幕銜鎰槌懾義嫌氳臀掄舫霰シ窒嗨�，但常压蒸饱得到抵\シ種瀉懈嗟吶衛(wèi)嗷銜錚呶卵噱義銑鯬種芯性跡擔(dān)常サ淖美嗷銜鎩ｅ義洗擲牖銜镥義稀脲澹渝危義險(xiǎn)⒚妗鰣迦耄翦�？逦，辶x锨岱腫渝義現(xiàn)胤腫渝衛(wèi)淠駑義希村五義

本文編號(hào)：2758940