生物油的高效分離與化學品提取.pdf

1、生物質快速熱裂解所得的生物油被認為是一種價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、化學不穩(wěn)定性以及腐蝕性等缺點，需要進行進一步的提質改性，才能實現(xiàn)其高品位利用。生物油成分復雜，在改性過程中，糖類和熱解木質素受熱發(fā)生縮合反應形成積碳，會導致催化劑失活和反應器堵塞等問題，酚類等物質也較難轉化，單一的改性手段無法實現(xiàn)生物油的整體高效轉化。對生物油進行高效分離，一方面將適合于同一改性手段的化合物進行富集，同時另一方面可將附加

2、值高不適宜改性的化學品進行提取，實現(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溶劑萃取和柱層析分離的方法對生物油中附加值高的化學品進行分離研究，實現(xiàn)生物油的高效利用。
　　通過分子蒸餾可以實現(xiàn)生物油中不同族類化合物不同程度的富集。對兩種生物油進行分子蒸餾實驗發(fā)現(xiàn)，生物油A中小分子含量較多，通過120Pa分子蒸餾得到的輕質組分中幾乎全酸類的相對含量高達71.35％，酮類的相對含量高達23.

3、15%，含水量高達92.08wt%，適用于后續(xù)的提質改性。在100Pa的操作工況下，生物油B中的乙酸在輕質組分中的相對含量高達16.27%，1-羥基-2丙酮的相對含量為12.81%。側鏈越復雜的化合物越難蒸出，低壓下主要存在于中質餾分中，高壓下主要殘留在重質餾分中。通過利用生物油?；飳τ袡C物的富集特點進行分析，其分子蒸餾結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有關，通過改變操作壓力可以實現(xiàn)化合物在

4、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素，并利用紅外光譜、凝膠色譜、核磁共振技術手段對所得兩種熱解木質素的結構進行了對比分析。高分子熱解木質素的熱值和聚合度均高于低分子熱解木質素，且高分子熱解木質素分子量分布更寬，其中2-5聚物均在12%～18%，低分子熱解木質素有75%以上均為3聚物。高分子熱解木質素和低分子熱解木質素的結構具有相似性，均含有G型和S型基本結構單元，但低分子熱解木質素中

5、含有更多的紫丁香基結構單元以及活性較強的羰基和羥基官能團。對兩者的熱重分析結果顯示低分子熱解木質素的最終殘?zhí)苛恳陀诟叻肿訜峤饽举|素。
　　通過利用萃取和柱層析相結合的分離方法，利用不同的有機溶劑對生物油進行萃取和洗脫，對生物油中的單酚類物質的富集進行了實驗分析。二氯甲烷和乙酸乙酯可將去除熱解木質素的生物油水相中的酚類物質幾乎完全萃取，且二氯甲烷能夠萃取生物油水相中47.9%的有機物，其萃取物中酚類的相對含量高達72.22%。將二