金屬鹽催化酯化提升生物油的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)作為一種清潔的可再生能源,各國研究熱點(diǎn)主要集中在生物質(zhì)快速熱解技術(shù)上。熱解液化技術(shù)得到的生物油產(chǎn)率高、可再生、便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,具有替代傳統(tǒng)化石燃料的潛力。但生物油的物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,主要表現(xiàn)為粘稠、穩(wěn)定性差、酸腐蝕性強(qiáng)、化學(xué)組成復(fù)雜等,成為生物油工業(yè)化利用的瓶頸。對(duì)生物油進(jìn)行改質(zhì),提高生物油的品質(zhì)勢(shì)在必行,具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前生物油主要的改質(zhì)方法中,生物油加氫脫氧、水蒸氣重整制氫的方法成本高,設(shè)備復(fù)雜;

2、利用催化裂解將生物油中含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)組分的方法結(jié)焦率高;乳化方法雖無需過多的化學(xué)轉(zhuǎn)化操作,但成本和能量投入大,而且作為汽車用油,乳化油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕效應(yīng)比較嚴(yán)重。
　　針對(duì)生物油內(nèi)含有的多種有機(jī)羧酸物質(zhì)、羧酸總含量較高(10-20wt％)的特點(diǎn),本文篩選具有高效酯化活性的固體金屬鹽催化劑,探索酯化生物油改質(zhì)提升的新方法,與傳統(tǒng)改質(zhì)方法相比,提高生物油品質(zhì)的同時(shí),降低了設(shè)備及操作成本。
　　采用金屬鹽作催化劑,以乙酸和乙

3、醇的酯化反應(yīng)為模型反應(yīng),對(duì)幾種金屬鹽的酯化活性進(jìn)行評(píng)價(jià),用紅外氣體分析儀分析產(chǎn)物。接著,深入探討酸醇摩爾比、攪拌、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)催化劑酯化活性的影響,確定酯化率隨各因素變化而變化的趨勢(shì)。
　　用篩選出的酯化活性較高的催化劑NaHSO4·H2O,對(duì)生物油催化酯化改質(zhì)進(jìn)行研究并用GC-MS分析產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,生物油經(jīng)催化酯化改質(zhì)后,酸類物質(zhì)如4-甲基鄰苯二酚、四對(duì)甲氧基苯甲酸、松香酸幾乎消失,菲甲酸含量下降63.53%,2-乙氧

4、基-乙酸乙酯含量比改質(zhì)前增加了85%,揮發(fā)性和難揮發(fā)性的有機(jī)羧酸轉(zhuǎn)化為酯。探討酸醇比對(duì)生物油酯化的影響,發(fā)現(xiàn)醇用量越多,引起酸性的酚類、羧酸類物質(zhì)含量就越少,酯類物質(zhì)生成量越多,這和乙酸、乙醇的模型反應(yīng)變化趨勢(shì)是一致的。同時(shí)發(fā)現(xiàn),NaHSO4·H2O對(duì)生物油酯化的催化活性也較高,并在酯化中起關(guān)鍵作用。生物油改質(zhì)過程中,除發(fā)生酯化反應(yīng),還伴有副反應(yīng)。副反應(yīng)生成的有機(jī)酸、酸性催化劑電離出的H+和一些強(qiáng)吸電基團(tuán)都導(dǎo)致生物油酸性增強(qiáng)。根據(jù)pH值