首页> 正文

超临界甲醇中生物油酯化提质的研究

2020-12-11阅读(865)

超临界甲醇中生物油酯化提质的研究

论文摘要

生物质能是一种来源丰富的清洁可再生能源,将其快速热裂解制取生物油是生物质能利用的重要途径之一。然而,生物油的成分复杂、稳定性差、含水量高、酸性强、热值低,这些性质严重影响了生物油的品质,特别是高含酸量所导致的腐蚀性,限制了其在现有内燃机上的直接应用。因此,对生物油进行酯化改性提质,降低其酸性,无论是对于其作为燃油使用,还是进一步提质制取高附加值化学品都具有重要的意义。论文从研究生物油中代表性化合物在超临界甲醇中酯化出发,研究了各组分在酯化过程中的相互作用以及对酯化反应的影响,进而通过自制高活性固体酸催化剂,考察了生物油在超临界甲醇中的酯化提质效果。以乙酸（AC）、丙烯酸（AR）、乙酰丙酮（AA）、糠醛、2-甲氧基苯酚（MP）和水等组分构建模拟生物油,研究其在超临界甲醇酯化反应过程,重点考察了各种组分对酯化反应的影响。发现超临界酯化过程中存在着不同酸的酯交换作用；水分对酯化反应具有明显的抑制作用,但在超临界醇中酯化时表现出更高的耐水性。AA和糠醛对酯化反应基本没有影响,但AA自身会被转化为丙酮和乙酸甲酯,而糠醛会发生缩醛化反应。MP对AR的酯化具有促进作用,并抑制聚合,从而可以提高酯化的转化率和选择性。采用浸渍法制备了固体酸催化剂SO42-/γ-Al2O3,确定了H2SO4最佳浸渍浓度为1.0 mol/L,适宜焙烧温度为500℃。Hammett法滴定分析表明SO42-/γ-Al2O3为固体超强酸。在该催化剂作用下,于300℃和15.0 MPa,停留时间为10.0 min,醇酸摩尔比为10∶1的条件下,乙酸的转化率可达95%,且持续运行10 h后转化率基本不变,表明催化剂具有较好的稳定性。以SO42-/γ-Al203固体酸催化模拟生物油酯化时发现,催化剂具有良好的耐水性,但糠醛容易在催化剂表面结焦,导致催化剂失活。超临界条件下酯化时的结焦要明显弱于常压条件下,这可能是由于超临界甲醇具有良好的溶焦能力,因而可以抑制在催化剂表面的结焦发生。将SO42-/γ-Al2O3固体酸用于真实生物油的酯化提质,提质后生物油的热值提高了54.21%；密度和运动粘度分别降低了20.33%和82.59%,稳定性增强。GC-MS分析表明,固体酸可催化生物油中多种有机酸酯化,提质后的生物油中酯类物质含量得到增加,油品质量得到明显改善。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 生物质能概述
  • 1.2.1 生物质能的特点及来源
  • 1.2.2 开发利用生物质能的意义
  • 1.3 生物质能的利用技术
  • 1.4 生物油的特性及改性提质
  • 1.4.1 生物油的特性
  • 1.4.2 生物油改性提质
  • 1.5 固体超强酸催化剂
  • 1.6 超临界流体的性质及应用
  • 1.6.1 超临界流体的性质
  • 1.6.2 超临界甲醇
  • 1.7 课题的提出及研究内容
  • 第二章 实验装置和实验方法
  • 2.1 实验仪器和原材料
  • 2.2 实验过程
  • 2.2.1 超临界下酯化实验
  • 2.2.2 常压下模拟生物油酯化
  • 2.2.3 催化剂的制备
  • 2.2.4 催化剂的评价
  • 2.2.5 催化剂的表征
  • 2.2.6 生物油超临界酯化
  • 2.3 模拟生物油分析方法
  • 2.3.1 色谱条件
  • 2.3.2 标准曲线的绘制
  • 2.3.3 酯化反应数据处理
  • 2.4 真实生物油酯化的分析
  • 2.4.1 生物油酯化前后数据处理
  • 2.4.3 生物油品质的评价
  • 第三章 生物油中反应性化合物对羧酸在超临界甲醇中酯化的影响
  • 3.1 各组分在反应中的物料平衡
  • 3.2 酯化反应的热力学分析
  • 3.3 两种酸单独酯化和共同酯化
  • 3.4 生物油中其它组分酸酯化的影响
  • 3.4.1 水对酯化的影响
  • 3.4.2 酮类物质对酯化的影响
  • 3.4.3 酚类物质对酯化的影响
  • 3.4.4 醛类物质对酯化的影响
  • 3.5 模拟生物油的酯化
  • 3.5.1 温度对模拟生物油酯化的影响
  • 3.5.2 压力对模拟生物油酯化的影响
  • 3.5.3 催化剂用量对模拟生物油酯化的影响
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 超临界甲醇中固体酸催化生物油酯化提质
  • 4.1 催化剂的筛选
  • 4.1.1 活性组分的选择
  • 4.1.2 载体的筛选
  • 4.2 催化剂制备条件的优化
  • 2SO4浸渍液浓度对催化剂反应活性的影响'>4.2.1 H2SO4浸渍液浓度对催化剂反应活性的影响
  • 4.2.2 焙烧温度对催化反剂应活性的影响
  • 42-/γ-Al2O3固体酸的结构和酸性能表征'>4.3 SO42-/γ-Al2O3固体酸的结构和酸性能表征
  • 42-/γ-Al2O3固体酸的酸强度影响'>4.3.1 焙烧温度对SO42-/γ-Al2O3固体酸的酸强度影响
  • 42-/γ-Al2O3固体酸XRD分析'>4.3.2 SO42-/γ-Al2O3固体酸XRD分析
  • 42-/γ-Al2O3固体酸的比表面积和孔径'>4.3.3 SO42-/γ-Al2O3固体酸的比表面积和孔径
  • 42-/γ-Al2O3固体酸的TG-DTG分析'>4.3.4 SO42-/γ-Al2O3固体酸的TG-DTG分析
  • 42-/γ-Al2O3固体超强酸的SEM图'>4.3.5 SO42-/γ-Al2O3固体超强酸的SEM图
  • 4.4 催化剂性能考察
  • 4.4.1 催化剂的稳定性
  • 4.4.2 生物油中主要组分的结焦情况
  • 4.5 真实生物油的酯化
  • 4.5.1 固体酸催化剂催化酯化生物油
  • 4.5.2 固体酸催化酯化对生物油化学成分的影响
  • 4.5.3 酯化后生物油蒸馏馏分分析
  • 4.5.4 生物油稳定性的考察
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表的学术论文

    • 相关论文文献

    • [1].特约主题:超临界地质流体的性质和效应[J]. 矿物岩石地球化学通报 2020(03)
    • [2].超临界材料铸件热处理工艺与力学性能研究[J]. 新型工业化 2020(05)
    • [3].600MW超临界一号机组整套试运分析[J]. 贵州电力技术 2014(12)
    • [4].600MW超临界机组运行优化分析[J]. 中国新技术新产品 2014(19)
    • [5].浅析600MW超临界机组直流锅炉的燃烧调整[J]. 科技创新与应用 2015(29)
    • [6].浅析660MW超临界机组过热汽温控制[J]. 科技创新与应用 2015(29)
    • [7].乙醚在亚/超临界环境下喷雾燃烧及其产物[J]. 河南科技大学学报(自然科学版) 2020(05)
    • [8].国产600MW超临界机组一次调频动态试验与分析[J]. 重庆电力高等专科学校学报 2017(01)
    • [9].超临界机组负荷控制系统建模与优化控制探讨[J]. 机械管理开发 2016(07)
    • [10].超临界碳化对水泥基材料性能和孔径结构的影响[J]. 哈尔滨工业大学学报 2014(11)
    • [11].超临界无水染色可视化研究综述[J]. 价值工程 2014(31)
    • [12].简析超临界机组的控制难点及解决方法[J]. 科技致富向导 2011(15)
    • [13].厂级监控信息系统在超临界机组中的设计和应用[J]. 科技创新与应用 2014(25)
    • [14].超临界机组协调控制策略的优化探究[J]. 科技与企业 2013(20)
    • [15].国产600MW超临界机组节能降耗浅析[J]. 科技创新导报 2012(18)
    • [16].600MW超临界机组协调控制系统的分析与优化[J]. 红水河 2012(04)
    • [17].600MW超临界机组协调控制系统的研究与应用[J]. 民营科技 2010(07)
    • [18].我国煤层气超临界吸附的研究进展[J]. 现代矿业 2009(01)
    • [19].新型低温火箭发动机超临界燃烧研究进展[J]. 导弹与航天运载技术 2009(06)
    • [20].浅析超临界机组调试的一些特殊问题[J]. 商情(财经研究) 2008(03)
    • [21].超临界CO_2循环[J]. 南方能源建设 2019(02)
    • [22].浅析超临界机组锅炉给水全程控制系统的研究与设计[J]. 城市建设理论研究(电子版) 2017(03)
    • [23].超临界机组再热汽温预测控制策略研究与应用[J]. 电工文摘 2016(02)
    • [24].660MW超临界机组热控设备故障分析与防范措施[J]. 科技展望 2016(26)
    • [25].超临界乙醇萃取苯酚的实验研究[J]. 现代化工 2014(09)
    • [26].超临界百万机组主蒸汽经济流速的探讨[J]. 能源研究与管理 2015(02)
    • [27].基于直流炉特性和超临界600MW机组协调控制策略探究[J]. 科技传播 2014(18)
    • [28].600MW超临界燃褐煤机组的锅炉选型研究[J]. 锅炉技术 2014(04)
    • [29].超临界600MW机组热力系统优化及节能改造[J]. 节能技术 2014(05)
    • [30].超临界机组协调控制系统分析及优化[J]. 工业控制计算机 2013(06)

    标签：;  ;  ;  ;  

    超临界甲醇中生物油酯化提质的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5