玉米秸稈常壓催化液化的研究及液化產(chǎn)物的分析.pdf

1、隨著石油礦產(chǎn)資源的日益枯竭，地球溫室效應(yīng)的日趨嚴重以及環(huán)境污染等問題的出現(xiàn)，研發(fā)環(huán)境友好型的生物質(zhì)能利用技術(shù)，將可持續(xù)、可再生、來源豐富的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為清潔、廉價、高品位的生物質(zhì)能源，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。所以本文選用典型的農(nóng)作物玉米秸稈為原料，對其進行催化液化實驗研究，對液化產(chǎn)物的化學(xué)組分進行定性定量等方面的分析，為制備高品質(zhì)的生物燃油和化學(xué)品提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
　　通過多種催化劑和液化劑的對比，選定濃磷酸

2、為催化劑，聚乙二醇(400)復(fù)配碳酸乙烯酯為液化劑進行液化實驗。探討了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量對液化得率的影響，得到的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度170℃、反應(yīng)時間60min、催化劑用量10％。采用FTIR表征結(jié)果顯示:液化殘渣中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的特征官能團消失，液化產(chǎn)物中出現(xiàn)了很多活潑的化學(xué)鍵，整個反應(yīng)體系的活性提高。GC-MS檢測結(jié)果顯示:以三乙酸甘油酯復(fù)配碳酸乙烯酯為液化劑的液化產(chǎn)物約有64種，其中醚和醇類含量最高，相對

3、百分含量為44.81％;甘油復(fù)配碳酸乙烯酯的約有55種，酸和酮類含量最高，相對百分含量為33.51％;聚乙二醇復(fù)配碳酸乙烯酯的約有40種，芳香類含量最高，相對百分含量為30.95％。熱重分析結(jié)果表明:液化殘渣聚合較嚴重，600℃時有60％的殘?zhí)繜o法被燒盡。
　　使用Design-Expert中的Box-Behnken模型對秸稈液化工藝進行設(shè)計，固定物料量為10g，中心實驗條件為:反應(yīng)溫度170℃、反應(yīng)時間60min、催化劑用量10

4、％。分別討論了三個自變量對液化得率、產(chǎn)物粘度、酸值、重油組分和灰分的影響，結(jié)果表明:秸稈的最優(yōu)液化工藝條件為溫度159℃、時間74min、催化劑用量6％，在此實驗條件下，秸稈液化得率可以達到94.12％，酸值為26.84mgKOH/g，粘度為48.30mP·s，重油組分為52.06％，灰分為3.83％。
　　本論文還考察了液化產(chǎn)物生物油的各種理化特性，結(jié)果表明:本方法制得的生物油安定性好，固體顆粒均勻的分散在液體中，但固體顆粒和灰