禾本科生物質(zhì)選擇性熱解制備4-乙烯基苯酚的研究.pdf

1、生物質(zhì)快速熱解液化獲得生物油是一種由水和數(shù)以百計的有機化合物的混合物，可作為液體燃料或化工原料用于不同的領域。然而，傳統(tǒng)的生物油作為液體燃料的使用，品位、熱值的表現(xiàn)，酸和耐蝕性、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等都非常差。此外，各種高附加值化學品存在在傳統(tǒng)的生物油，包括各種硬質(zhì)材料等，但是由傳統(tǒng)合成方法使大部分的物質(zhì)含量很低，這使得提取分離不僅技術上的困難，而且沒有良好的經(jīng)濟效益。為了提高生物油的應用價值，一方面可以精制生物油，另一方面可以針對特定

2、的生物質(zhì)原料，選擇性控制熱解反應過程，從而獲得特定的高附加值生物油。
　　1.甘蔗渣兩級快速熱解制備4-乙烯基苯酚和高品位生物油的研究
　　在此項研究中，通過快速熱解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用實驗，探討了甘蔗渣的快速熱解產(chǎn)物分布特征和熱解溫度對其隨后發(fā)生的二次熱解產(chǎn)物分布的影響。實驗結(jié)果表明，甘蔗渣低溫一級熱解產(chǎn)物富含4-VP，其在250℃下的相對峰面積含量高達48.11％，而在300℃下產(chǎn)率達到最大值。一級熱解溫度對后續(xù)二級熱解

3、產(chǎn)物分布有著較大的影響，從燃料品位而言，300℃下一級熱解固體產(chǎn)物進行二級熱解所獲得的生物油具有很高的價值。由此甘蔗渣確定兩級熱解過程是:第一級300℃下的快速熱解制備4-VP，然后在500℃對剩余固體殘留物二次熱解獲得高附加值的液體產(chǎn)物。
　　2.玉米全稈及其不同部位快速熱解研究
　　本研究通過Py-GC/MS實驗，檢查整個玉米秸稈不同部位（稈皮、葉子、果皮、芯部）的對比試驗和快速熱解的熱解產(chǎn)物分布特征。實驗結(jié)果表明，在較

4、低的300℃溫度下快速熱解產(chǎn)物富含4-乙烯基苯酚(4-VP)的玉米稈芯，相對峰面積含量高達21.27％。而稈皮在相同熱解條件下熱解產(chǎn)物中富含大量的4-VP(15.6％)，并且擁有大量5-羥甲基糠醛(HMF)，相對含量可達到6.61％。葉子在500℃的熱解溫度下含有大量的小分子醛酮類產(chǎn)物。而玉米全稈以及果皮在選擇性熱解制各高附加值化學品角度對比其他三種玉米稈原料并無優(yōu)勢。
　　3.產(chǎn)甲烷菌發(fā)酵玉米稈選擇性熱解制備4-乙烯基苯酚

5、>　　本研究通過Py-GC/MS實驗，考察了經(jīng)過產(chǎn)甲烷菌發(fā)酵處理5天、15天和25天的玉米稈在250-450℃熱解條件下的產(chǎn)物分布。實驗結(jié)果表明，預處理時間的長短對產(chǎn)物分布的影響并不明顯。經(jīng)過產(chǎn)甲烷菌預處理后的玉米稈熱解極大的提高了4-VP的選擇性。在250℃熱解條件下，經(jīng)過發(fā)酵5天的玉米稈熱解形成4-VP的產(chǎn)率高達60.90％。而隨著熱解溫度的升高，4-VP的產(chǎn)率反而逐漸降低。因此，得出發(fā)酵后玉米稈選擇性熱解制備4-VP的工藝技術為: