酸改性膨潤土催化松脂歧化-裂解聯(lián)產(chǎn)對傘花烴與生物柴油.pdf

1、以廣西的非糧優(yōu)勢資源松脂為原料、自制酸改性膨潤土為催化劑，進(jìn)行了歧化-裂解聯(lián)產(chǎn)對傘花烴與松脂基生物柴油的研究。這為廣西兩大資源松脂和膨潤土的開發(fā)利用提供技術(shù)支持，促進(jìn)這兩大特色優(yōu)勢資源高附加值下游產(chǎn)品的開發(fā)，為松脂資源制備非糧生物質(zhì)液體燃料油提供依據(jù)。
　　 對膨潤土原土和反應(yīng)前、后的催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，以單因素實驗考察了松脂制備對傘花烴與生物柴油的影響因素、正交試驗設(shè)計法優(yōu)化了反應(yīng)過程的工藝條件，并用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)

2、用儀檢測了反應(yīng)產(chǎn)物的組分，采用GB/T20828-2007測定了松脂基生物柴油的理化性能。主要研究內(nèi)容如下：
　　 采用濕法工藝制備酸改性膨潤土催化劑，并用X射線衍射分析（XRD）、掃描電鏡和能譜分析(SEM-EDS)、紅外吸收光譜分析(IR)、比表面與孔隙度分析、熱分析和自動電位滴定法等測試手段對膨潤土原土和反應(yīng)前、后的催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。表征結(jié)果為：反應(yīng)前、后的酸改性膨潤土與原土都都呈現(xiàn)不規(guī)則的疏松片狀結(jié)構(gòu)；與原土

3、相比，酸處理后的蒙脫石形成了大量的孔道，表面粗糙程度明顯增大，H+與層內(nèi)陽離子發(fā)生不同程度的交換，酸改性膨潤土中Na、Mg,AI、K、Ca、Fe的含量均有減少。反應(yīng)后的催化劑的精細(xì)結(jié)構(gòu)受到破壞，表面和孔中有較多的沉積物和吸附物，降低了催化劑比表面積、表面酸量和反應(yīng)活性。
　　 采用單因素實驗和正交試驗設(shè)計法考察了影響松脂歧化-裂解反應(yīng)的因素，得出酸改性膨潤土催化松脂歧化-裂解反應(yīng)的優(yōu)化工藝條件為：反應(yīng)溫度260℃、催化劑用量10

4、％和反應(yīng)時間120min，按最佳工藝條件進(jìn)行優(yōu)化結(jié)果的驗證性實驗，得出對傘花烴得率為46.10％(質(zhì)量百分比)和松脂基生物柴油酸值為0.49mgKOH·g-1。
　　 采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)和傅里葉紅外光譜(FT-IR)對產(chǎn)物進(jìn)行分析鑒定，并探討反應(yīng)機(jī)理，結(jié)果表明，反應(yīng)產(chǎn)物可分為餾出物和松脂基生物柴油兩部分，前者的主要組分為對傘花烴，其含量為48.28％;后者為淺黃色油狀物，主要由芳香烴、烷烴和環(huán)烯烴、醛酮類及

5、酯類組成，含量分別占松脂基生物柴油總量的48.18％、20.39％、20.28％和11.15％;在酸改性膨潤土催化下松脂發(fā)生了復(fù)雜的的歧化-裂解反應(yīng)，其中包括開環(huán)異構(gòu)、歧化，水合重排，脫羧、脫氫，碳-碳鍵、碳-氫鍵斷裂和分子重排等反應(yīng)。
　　 按照國家標(biāo)準(zhǔn)對松脂基生物柴油進(jìn)行理化性質(zhì)檢測，酸值為0.52mgKOH·g-1，運動粘度(40℃)為18.7mm2·s-1，十六烷值為40.7，灰分為0.0061％，冷濾點小于-12℃，硫