固體堿催化裂解光皮樹油制備富烴基生物燃料油的研究.pdf

1、當前我國石油能源工業(yè)面臨著資源緊缺、對外依存度過高的問題，使得可替代生物燃料的開發(fā)變得十分迫切。但原料成本太高、設(shè)備要求嚴格、工藝中廢水廢氣的排放等因素嚴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及耕地面積減少的影響，近年來原料油脂價格持續(xù)走高，供需矛盾日益突出。因此，無論從糧食安全角度，還是從能源戰(zhàn)略角度出發(fā)，開發(fā)木本油料植物資源都具有十分重要的現(xiàn)實意義。本課題選用高含油木本植物光皮樹(Cornus wisoniana)果實

2、作為研究對象，并自行開發(fā)了一種高效固體堿催化劑，通過催化裂解法制備富烴基生物燃料油，具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、首先采用冷榨法獲得光皮樹毛油，再經(jīng)過堿煉等一系列預(yù)處理過程，制備出可用于催化裂解反應(yīng)的油脂原料。分析測定了光皮樹精煉油的理化性質(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，計算出光皮樹油的平均分子量為851。GC分析結(jié)果顯示，光皮樹油所

3、含的主要脂肪酸種類為: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，通過等體積浸漬法制備了負載型的固體堿催化劑KF/CaO。通過SEM、XRD與CO2-TPD等分析手段對制備的固體堿催化劑的形貌、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、堿強度進行了表征，確定催化劑呈多孔結(jié)構(gòu)，比表面積為107±0.5m2/g，堿強度H_=1

4、5.0-18.4，經(jīng)負載后的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)率為評價指標，對KF負載量、催化劑焙燒溫度和催化劑焙燒時間等工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，得到的最佳制備條件為:KF負載量42.01％、焙燒溫度600℃、焙燒時間5h。
　　3、將所制備的固體堿催化劑KF/CaO用于光皮樹油的催化裂解反應(yīng)，通過液體油產(chǎn)率、固相產(chǎn)率和氣相產(chǎn)率的變化來評價催化劑的催化活性。實驗考察了催化劑用量、裂解反應(yīng)

5、溫度和反應(yīng)時間對產(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)時間為45 min，在此條件下實測產(chǎn)率可達83.56％。并對制備出的富烴基生物燃料油的燃料性能與成分進行了分析。
　　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，具有良好的燃料性能。通過本課題的研究，為今后光皮樹油的能源化利用提供了可靠的理論和實驗