生物質催化熱解制備羥基丙酮及其分離的研究.pdf

1、羥基丙酮作為生物油的一種成分，是重要的藥物中間體，具有很高的附加值。生物質熱解后羥基丙酮的含量和純度均不高，生物質催化熱解和羥基丙酮的分離可以選擇性地得到羥基丙酮。論文以羥基丙酮為目標，利用微波熱解考察多種無機堿和所制備固體堿的催化效果，并嘗試利用樹脂吸附分離羥基丙酮，具體結論如下：
　　以 K2CO3、Na2CO3、KOH、NaOH為添加劑，微波熱解楊木顆粒，考察添加劑量對熱解情況的影響。實驗結果表明：四種催化劑均使液體產率減小

2、、固體產率增大；隨著催化劑用量（2％、4％、8％）的增加，液體產率均減少而固體產率均增多；在催化劑用量相同的情況下，液體產率的大小順序為Na2CO3>KOH>NaOH>K2CO3。在羥基丙酮的選擇能力上K2CO3>KOH>NaOH>Na2CO3；當添加量達到4％后，羥基丙酮的含量都不再明顯提高。
　　用固體堿 K2CO3/Al2O3微波熱解楊木顆粒時，K2CO3/Al2O3的總堿量越大，液體產率越小，固體產率越大，越有利于羥基丙酮

3、的生成。當焙燒溫度為650℃、負載量為22.9％時，催化劑的總堿量達到最大為1.923mmol/g，液體產率最小為23.55％，固體產率最大為36.38％，羥基丙酮的含量最大為49.81％。由K2CO3/Al2O3熱解纖維素的動力學實驗可得，K2CO3/Al2O3的總堿量越大，纖維素的熱解失重率越小，熱解活化能越低。當焙燒溫度為650℃、負載量為22.9％時，纖維素的熱解失重率達到最小為84.2％，維素的熱解活化能達到最小為149.6

4、kJ· mol-1，此時的動力學方程為(此處公式省略)
　　在羥基丙酮的分離部分，從HGA、IRA-67、HPD-100、AM-1、ADS-17、717六種樹脂中，篩選出吸附分離性能最好的為HGA樹脂。在靜態(tài)吸附實驗中，吸附平衡時間為100min，此時羥基丙酮和醋酸的吸附率分別為92.3％、62.1％。在5~35℃范圍內HGA對羥基丙酮和醋酸的吸附率均隨溫度的升高而增加，但溫度過高木醋液較易變質，所以最佳靜態(tài)吸附溫度為25℃。

5、r>　　通過動態(tài)吸附實驗可得，低流速、高吸附溫度有利于羥基丙酮和醋酸的吸附。綜合各方面因素考慮，確定適宜的動態(tài)吸附操作條件：進液流量為5ml/min，吸附溫度為25℃。
　　在動態(tài)解吸實驗中，低溫、低流量有利于羥基丙酮和醋酸的脫附。通過第一步蒸餾水洗脫，確定最佳洗脫條件為流量4ml/min、溫度20℃，此時醋酸和羥基丙酮脫附率分別為91.0％、27.5％，差值最大。通過第二步乙醇溶液洗脫，綜合各方面因素考慮，確定醇洗的最佳工藝條件