金屬鹽催化酯化提升生物油的實驗研究.pdf

1、生物質作為一種清潔的可再生能源,各國研究熱點主要集中在生物質快速熱解技術上。熱解液化技術得到的生物油產率高、可再生、便于儲存和運輸,具有替代傳統(tǒng)化石燃料的潛力。但生物油的物理化學性質不穩(wěn)定,主要表現為粘稠、穩(wěn)定性差、酸腐蝕性強、化學組成復雜等,成為生物油工業(yè)化利用的瓶頸。對生物油進行改質,提高生物油的品質勢在必行,具有重要的應用價值和現實意義。
　　目前生物油主要的改質方法中,生物油加氫脫氧、水蒸氣重整制氫的方法成本高,設備復雜;

2、利用催化裂解將生物油中含氧有機物轉化為輕質組分的方法結焦率高;乳化方法雖無需過多的化學轉化操作,但成本和能量投入大,而且作為汽車用油,乳化油對發(fā)動機的腐蝕效應比較嚴重。
　　針對生物油內含有的多種有機羧酸物質、羧酸總含量較高(10-20wt％)的特點,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提升的新方法,與傳統(tǒng)改質方法相比,提高生物油品質的同時,降低了設備及操作成本。
　　采用金屬鹽作催化劑,以乙酸和乙

3、醇的酯化反應為模型反應,對幾種金屬鹽的酯化活性進行評價,用紅外氣體分析儀分析產物。接著,深入探討酸醇摩爾比、攪拌、反應時間等因素對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。
　　用篩選出的酯化活性較高的催化劑NaHSO4·H2O,對生物油催化酯化改質進行研究并用GC-MS分析產物。實驗結果表明,生物油經催化酯化改質后,酸類物質如4-甲基鄰苯二酚、四對甲氧基苯甲酸、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前增加了85%,揮發(fā)性和難揮發(fā)性的有機羧酸轉化為酯。探討酸醇比對生物油酯化的影響,發(fā)現醇用量越多,引起酸性的酚類、羧酸類物質含量就越少,酯類物質生成量越多,這和乙酸、乙醇的模型反應變化趨勢是一致的。同時發(fā)現,NaHSO4·H2O對生物油酯化的催化活性也較高,并在酯化中起關鍵作用。生物油改質過程中,除發(fā)生酯化反應,還伴有副反應。副反應生成的有機酸、酸性催化劑電離出的H+和一些強吸電基團都導致生物油酸性增強。根據pH值