基于分子蒸餾技術的生物油分級品位提升研究.pdf

1、生物質快速熱裂解技術可以實現(xiàn)固態(tài)農(nóng)林生物質廢棄物向液態(tài)生物油的轉變。粗制生物油具有含水量高、熱值低、腐蝕性與粘度大等不足，必須經(jīng)過品位提升后才能作為高品位的動力燃料使用。生物油的品位提升工藝因生物油的成分復雜性而停滯不前。為加速生物油向高品位液體燃料的轉變，本文提出了基于分子蒸餾分離技術的生物油品位提升技術并開展了相應的生物油精制研究工作。
　　首次在國際上依托分子蒸餾分離技術成功實現(xiàn)了熱敏性生物油的高效分離，獲得了相應的生物油餾

2、分油。在生物油的分子蒸餾分離過程中，分別考察了單次蒸餾過程與兩次復合式分子蒸餾過程中生物油的分離特性，分析了相應餾分的物理性質及其內部的化合物分布規(guī)律。同時，針對性地提出了分離因子模型對生物油的分離特性進行量化評價，發(fā)現(xiàn)環(huán)戊烯酮、羥基丙酮、乙酸以及糠醛具有良好的蒸出特性，易于在生物油分子蒸餾的中質餾分油當中富集。
　　結合分子蒸餾獲得的餾分油，分別采用了催化酯化精制技術、催化裂化精制技術與乳化技術進行了油品的分級改性研究。在餾分油

3、的酯化改性研究中，通過水洗預處理操作制備了既具有較高酯化活性，又具有低游離酸含量的高效固體酸催化劑，利用此固體酸催化劑開展了餾分油的酯化精制研究。酯化改性后餾分油內的羧酸總含量由18.39％下降至2.70％，酯類化合物的含量由0.72％上升至31.17％。在生物油的催化裂化精制過程中，引進了化合物有效氫碳比的概念并考察了生物油內酮類、羧酸化合物與高氫碳比醇類的共裂化性能。環(huán)戊酮與羥基丙酮單獨裂化時，HZSM-5分子篩比較容易失活，裂化產(chǎn)

4、物中烴類含量比較低；當引入甲醇或者乙醇進行共裂化時，環(huán)戊酮與羥基丙酮均達到了100％的裂化轉化率，同時制備了淡黃色的汽油有機相。在酮類與醇類共裂化的研究基礎上，進一步開展了乙酸與乙醇的共裂化研究。結果表明，乙醇的存在使得原本極易于導致催化劑失活的乙酸也得以順利裂化，乙酸的裂化轉化率也達到了100％，同時還獲得了高達42.79wt％汽油相收率。在?；锱c醇類共裂化制備汽油研究的基礎上，嘗試了分子蒸餾中質餾分油與乙醇的共裂化研究，考察了不同

5、醇類配比下中質餾分油的裂化特性。中質餾分油與醇類共裂化過程運轉順利，獲得了最高26.7wt％的汽油相收率。此外，還開展了機械乳化與超聲波乳化下的餾分油與柴油乳液的制備研究，考察了中質餾分油與重質餾分油的乳液制備性能。在機械與超聲波乳化技術疊加的情況下，比較了生物油原油、中質餾分油以及重質餾分油與柴油的乳液制備特性，發(fā)現(xiàn)原油制備的乳液具有最長的穩(wěn)定時間，重質餾分油因密度遠遠大于柴油，其乳液的穩(wěn)定性最差。在餾分油及生物油原油乳液穩(wěn)定性對比的