生物油加氫水相中乙酸的回收研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源供給安全問題推動了人們開發(fā)化石燃料和化學(xué)品的替代品。生物質(zhì)來源廣泛且能夠?qū)崿F(xiàn)CO2的零排放，被認為是最有潛力的新能源。通過快速熱解技術(shù)能將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量密度高的液態(tài)生物油，但是由于生物油含有大量的水和腐蝕性的有機酸，存儲過程中性質(zhì)不穩(wěn)定，生物油不能直接作為發(fā)動機燃料。因此，需要通過物理或化學(xué)方法對生物油進行提質(zhì)。為了增加經(jīng)濟吸引力，本研究通過生物油提質(zhì)處理同時得到了燃料和有價值的化學(xué)品。
　　本研究首先對生物油進行

2、加氫處理，加氫后生成的液體產(chǎn)物由水相和油相組成。對各相的水含量、pH、熱值和組分等理化性質(zhì)進行表征，結(jié)果表明，油相的水含量很低，pH值和熱值提高，穩(wěn)定性增強，更適合作為燃料。相反地，水相中的有機物含量大大減少，成分主要是易溶于水的羧酸。因此，本文對這部分水相進行了化學(xué)品回收研究。
　　采用絡(luò)合萃取法對生物油加氫水相中的乙酸進行提取，考察了絡(luò)合劑和稀釋劑種類、絡(luò)合劑含量及乙酸初始濃度對提取效率的影響，優(yōu)化提取工藝條件。結(jié)果表明，選擇

3、三辛胺(TOA)為絡(luò)合劑，異辛醇為稀釋劑，絡(luò)合劑的用量占萃取劑體系總體積的50％～60％，萃取劑與水相體積比為1時，對生物油加氫水相中乙酸的提取效率最高能達到84.4％。此外，通過對絡(luò)合萃取前后生物油加氫水相的COD值測定，絡(luò)合萃取可以達到77.5％的COD去除效果，有利于降低后續(xù)水處理成本。
　　酯化法也是回收乙酸和凈化水溶液的有效方法，向生物油加氫水相中加入乙醇和酸性催化劑可以將乙酸轉(zhuǎn)化為價值更高的乙酸乙酯。由于酯化反應(yīng)是典型

4、的可逆反應(yīng)，而且生物油加氫水相中乙酸濃度較低，我們提出了酯化耦合萃取的方法來提高酯化效率。該方法中向酯化反應(yīng)體系添加有機溶劑后，產(chǎn)物乙酸乙酯轉(zhuǎn)移到有機相中，從而促進了酯化平衡向生成酯的方向移動。該研究首先在模擬的乙酸稀水溶液中考察了超聲波、有機溶劑、酸醇摩爾比、有機溶劑的重復(fù)利用對酯化效率的影響。結(jié)果表明，在超聲輔助下，酯化反應(yīng)速率加快，選擇甲苯為有機溶劑時促進作用最強，而且增加有機溶劑和乙醇的用量酯化效率明顯提高。然后在較優(yōu)的反應(yīng)條件