固體酸堿催化劑催化酯化改質(zhì)提升生物油的研究.pdf

1、國際原油價(jià)格上漲,燃油供應(yīng)緊張,液體代用燃料的研究廣泛開展。生物質(zhì)熱解液化技術(shù)得到的燃料產(chǎn)率很高,是高效率的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,并使生物質(zhì)成為最有可能部分代替化石能源的可再生能源。然而生物油粘稠、穩(wěn)定性差、腐蝕性強(qiáng)、化學(xué)組成復(fù)雜等缺點(diǎn)給生物油部分替代傳統(tǒng)石油產(chǎn)品的進(jìn)程帶來極大阻礙,成為生物油工業(yè)化利用的瓶頸。對(duì)生物油進(jìn)行精制,提高生物油的品質(zhì)勢在必行。因而本文對(duì)改質(zhì)與酯化反應(yīng)相結(jié)合的提升生物油新方法進(jìn)行探索,具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。<

2、br>　　目前生物油精制主要方法中,生物油加氫脫氧得到烴類物質(zhì)的方法成本,設(shè)備復(fù)雜,操作過程中經(jīng)常遇到反應(yīng)器堵塞和催化劑失活的現(xiàn)象;利用催化裂解將生物油中含氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)組分的方法成本低廉,但是由于此方法結(jié)焦率高,得到的精制油質(zhì)量較差;水蒸氣重整制氫的工藝比較復(fù)雜,對(duì)設(shè)備要求較高,需要開發(fā)成熟、穩(wěn)定、與反應(yīng)器相適合的催化劑;乳化方法無需過多的化學(xué)轉(zhuǎn)化操作,但不可忽視乳化的成本和乳化需要的能量投入,而且作為汽車用油,乳化油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的腐

3、蝕效應(yīng)比較嚴(yán)重。
　　針對(duì)生物油內(nèi)含有的多種有機(jī)羧酸物質(zhì)、羧酸總含量較高(10-20wt％)的特點(diǎn),本研究篩選具有高效酯化活性的固體酸和堿催化劑,探索改質(zhì)與酯化反應(yīng)相結(jié)合的生物油改質(zhì)提升的新方法,與傳統(tǒng)精制方法比較,提高生物油品質(zhì)的同時(shí),降低了設(shè)備及操作成本。
　　首先利用模型反應(yīng)在眾多固體酸催化劑體系中篩選了高酯化活性的固體酸催化劑,試制開發(fā)了固體酸mix 40STS400高效催化酯化催化劑,結(jié)合物理表征手段發(fā)現(xiàn)mix 4

4、0STS400的高酯化活性與Ti的結(jié)合方式、形態(tài)和SiO2含量有關(guān),一定量的四方晶銳鈦礦型TiO2、正交晶硫酸氧鈦、少量立方晶金屬鈦加上高分散、高比表面積的SiO2組成了具有高酯化活性的催化劑。添加的SiO2形成Ti-O-Si鍵,它幫助mix 40STS400與SO42-在樣品表面形成強(qiáng)相互作用,增強(qiáng)了催化劑與SO42-的結(jié)合,使SO42-不易脫除,結(jié)合的SO42-主要以無機(jī)螯合狀雙配位和有機(jī)硫酸酯兩種結(jié)構(gòu)形式存在。固體堿的催化酯化研究