固體堿催化裂解光皮樹(shù)油制備富烴基生物燃料油的研究.pdf

1、當(dāng)前我國(guó)石油能源工業(yè)面臨著資源緊缺、對(duì)外依存度過(guò)高的問(wèn)題，使得可替代生物燃料的開(kāi)發(fā)變得十分迫切。但原料成本太高、設(shè)備要求嚴(yán)格、工藝中廢水廢氣的排放等因素嚴(yán)重制約了生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其受到食用油脂需求增長(zhǎng)及耕地面積減少的影響，近年來(lái)原料油脂價(jià)格持續(xù)走高，供需矛盾日益突出。因此，無(wú)論從糧食安全角度，還是從能源戰(zhàn)略角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)木本油料植物資源都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題選用高含油木本植物光皮樹(shù)(Cornus wisoniana)果實(shí)

2、作為研究對(duì)象，并自行開(kāi)發(fā)了一種高效固體堿催化劑，通過(guò)催化裂解法制備富烴基生物燃料油，具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、首先采用冷榨法獲得光皮樹(shù)毛油，再經(jīng)過(guò)堿煉等一系列預(yù)處理過(guò)程，制備出可用于催化裂解反應(yīng)的油脂原料。分析測(cè)定了光皮樹(shù)精煉油的理化性質(zhì)為:酸值1.31 mgKOH/g，皂化值199.04 mgKOH/g，熱值37.19 KJ/g，粘度值20.3 mm2/s，計(jì)算出光皮樹(shù)油的平均分子量為851。GC分析結(jié)果顯示，光皮樹(shù)油所

3、含的主要脂肪酸種類(lèi)為:棕櫚酸C16∶0(5.0％)、亞油酸C18∶2(19.0％)、油酸C18∶1(56.8％)、硬脂酸C18∶0(4.7％)、亞麻酸C18∶3(5.0％)。
　　2、以CaO作為載體，通過(guò)等體積浸漬法制備了負(fù)載型的固體堿催化劑KF/CaO。通過(guò)SEM、XRD與CO2-TPD等分析手段對(duì)制備的固體堿催化劑的形貌、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、堿強(qiáng)度進(jìn)行了表征，確定催化劑呈多孔結(jié)構(gòu)，比表面積為107±0.5m2/g，堿強(qiáng)度H_=1

4、5.0-18.4，經(jīng)負(fù)載后的KF/CaO出現(xiàn)新的物相KCaF3。在此基礎(chǔ)上，以裂解反應(yīng)制備的富烴基生物燃料油產(chǎn)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)KF負(fù)載量、催化劑焙燒溫度和催化劑焙燒時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，得到的最佳制備條件為:KF負(fù)載量42.01％、焙燒溫度600℃、焙燒時(shí)間5h。
　　3、將所制備的固體堿催化劑KF/CaO用于光皮樹(shù)油的催化裂解反應(yīng)，通過(guò)液體油產(chǎn)率、固相產(chǎn)率和氣相產(chǎn)率的變化來(lái)評(píng)價(jià)催化劑的催化活性。實(shí)驗(yàn)考察了催化劑用量、裂解反應(yīng)

5、溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，獲得最優(yōu)反應(yīng)條件為:催化劑用量1.2％、反應(yīng)溫度500℃、反應(yīng)時(shí)間為45 min，在此條件下實(shí)測(cè)產(chǎn)率可達(dá)83.56％。并對(duì)制備出的富烴基生物燃料油的燃料性能與成分進(jìn)行了分析。
　　綜上所述，自制的固體堿催化劑KF/CaO可被用于光皮樹(shù)油催化裂解制備富烴基生物燃料油，所獲得的生物燃料產(chǎn)品富含飽和烴、烯烴等小分子烴類(lèi)，具有良好的燃料性能。通過(guò)本課題的研究，為今后光皮樹(shù)油的能源化利用提供了可靠的理論和實(shí)驗(yàn)