生物油提质改性研究进展
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
油 引擎 中生 物原油 与柴 油 的乳化 ，研究 发现 乳状 液
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ３
型化 合 物 （ 香兰素 、 糠醛 、 邻 甲氧 基苯 酚 、 苯酚 、 乙酸 和 乙醇 ） 的最佳 加氢工 况是 反应 温度 ２ ５ ０ ｏ Ｃ、 反应 时 间２ ｈ 、 冷 氢气压 力 １ ． ５ Ｍｐ ａ Ｉ ６ ］ 。
常 重要 的意 义［ ２ １ 。
催 化加 氢 是在 高 压 和氢 气 存在 下 ，以 Ｃ ｏ — Ｍｏ 、 Ｎ ｉ — Ｍ ｏ及 其 氧 化 物 负 载 在 Ａ ｌ ２ ０ ， 等 载 体 上 为 催 化 剂， 进行 削弱分 子 内的作 用力 的加 氢反应 。
Ｓ ｅ ｎ ｏ ｌ 等 在 一定 的压力 、 温度 和氢 流 量下 ， 以硫
先对 生 物油进 行适 当 的预处理 ，然后 寻找 价廉 高效
的乳 化剂 。
１ ． ２ 催 化 加 氢
我 国 生物 质资 源 很 丰富 ，年 产量 达 ３ ｘ １ ０ ｔ ， 生 物 质热解 技 术 由于其潜 在 的工业化 前景 而很 受 人们 关注。 生物 质热解 制 取 的液 体燃 料称 为生物 油 ， 生物 油 中含 有 大量 的含 氧化 合 物 ， 使得 其 ｐ Ｈ低 、 腐蚀 性 大、 热值 低 。 因此 ， 研 究生 物油 的深加 工技 术 ， 具 有非
能源 是人类 活 动 的物 质基 础 ，分为 可再 生能 源
和不 可再 生能 源 ２大类 。 目前 。 不 可再生 能源 主要是
的粘 度 随生物 油含量 的增 加而增 加 ，乳状 液 的稳 定
性随 乳化剂 含 量的增 加 而增 加 。在 喷射 管 中 ， 高湍
流速 率会 引起腐 蚀性 加剧 。 在乳 化过程 中不需 要 过 多的转化操 作 ，但乳 化 剂 和能量 输入 使得 生物 油的乳 化成本 过 高 。 因此 ， 可
分别 以 Ｃ ｏ — Ｍｏ ｆ ｆ ｉ Ｏ 和 Ｎ ｉ — Ｍｏ 厂 ｒ ｉ Ｏ ２ 为 催 化剂 得 到 模
将 生物 油作 为液 体燃 料直接 使用 ，会使 机 器 的
机械结 构 和操作 变得 非常 复杂 ，但 可 以利 用表 面 活 性 剂 的乳化 作用 ．使 其与 其他 液体燃 料混 合相 溶后 使用 。 Ｙ ｕ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｌ ｉ 等 研究 了在 超 声 波 条 件 下 生 物 油水 相组 分 与 ｏ ＃ 柴 油 的乳化 ． 结 果 发现 水相 生 物油 组 分 与柴 油 的质量 流率 比会在 很大 程度 上影 响生 物油 的 稳定 性 ， 当流率 比为 １ ： ９时 ． 优化后 的生 物 油放置 ３ Ｏ ｄ也 不会分 层嘲 。 Ｄ Ｃ ｈ ｉ ａ ｒ ａ ｍｏ ｎ ｔ ｉ 等探讨 了在 不同 的柴
煤炭 、 石 油和 天然气 等 主流能 源 ， 其 大规模 开 采 已经 不仅 使 自身储量 不 断减 少 ，也 给环 境带 来 了严重 污 染『 ｌ 】 。可再生 能源 包括 生物 质能 、 太 阳能 、 水能、 风 能 和地 热 能等 ．其 中生物 质能 是 目前 比较 重要 的可 再
生 能源 之一 。
２ ０ １ ３年第 ２ ０卷第 １ 期
化 工 生产 与技 术
Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
和３ Ｏ ． ８ ７ ％， 粘度 都 降低 了 ９ ７ ％较低 的温 度和 较短 的停 留时 间条件 下 ．用较 少 的氢饱 和 活泼 的非饱 和 脂 肪烃ｌ ８ Ｊ 。而 ８ ０℃以上 时生
・
２ ６・
卫文 娟等
生物 油提 质改性 研究 进展
综述
生物 油 提质 改性 研 究 进展
卫 文娟 李 宝 霞 金 湓
（ 华侨 大 学化 工学 院 ， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ １ ）
摘要 从乳化 、 催化加 氢、 催化裂解 、 催化酯化 、 重整制 氢、 萃 取 和 膜 分 离等 ７个 方 面 阐述 了生 物 油 的 提 质 改性 技 术及 其 研 究 进展 。 认 为 生 物 油低 热值 、 强 酸性 和 高粘 度 等 特性 影响 了其 广 泛 应 用 ． 因此 必 须 对 生 物 油 进 行提 质 改 性 ， 除 了从 工 艺过 程 方 面入 手 外 ， 选择 合 适
由催化 加氢 方法 改性后 得 到的生 物油 的腐蚀 性 组分含 量 明显 降低 ， 稳 定性 有所提 高 ， 但 是所 需 的设 备和处 理成 本高 ，反应 中也易发 生催化 剂 失活等 问
题Ｉ ７ 】 。
Ｅ ｌ ｌ ｉ ｏ ｔ ｔ Ｄ Ｃ等 人 提 出 了适 度催 化 加 氢 的方 法 ，
化 Ｃ ｏ — Ｍｏ ｌ ｔ — Ａ １ ２ ０ ３ 和Ｎ ｉ — Ｍｏ ／ Ｔ — Ａ Ｉ ２ ０ ３ 为催 化剂 ， 戊 酸 甲酯和庚 酸 甲酯 为模型 化合物 ，认 为脂肪 酸 甲酯 生
１ 生 物 油 的 提 质 改 性
１ ． １ 乳 化
成 烃类 有 ３种途 径 ： 第 １ 种是 酯生 成醇 。 然后 脱水 生 成烃 ； 第 ２种 是酯 水解 生成 羧酸 和醇 ， 再 脱羧 和脱 水 生成烃 ： 第 ３种是 酯直接 脱羰 基生 成烃［ ５ １ 。魏宏鸽 等
的乳 化 剂 、 催化剂 、 萃取 剂或 半 透 膜 以提 高分 离效 果 、 降 低 成 本 并 易 于 实现 工业 化 将 会是
今后的重点研究方向。
关键词
生物油 ； 提质改性； 能源 ； 进 展
中图 分 类 号 Ｔ Ｑ ６ ４ ５
文 献标 识 码 Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ６ ８ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． Ｏ １ ． ０ ０ ８
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ３
型化 合 物 （ 香兰素 、 糠醛 、 邻 甲氧 基苯 酚 、 苯酚 、 乙酸 和 乙醇 ） 的最佳 加氢工 况是 反应 温度 ２ ５ ０ ｏ Ｃ、 反应 时 间２ ｈ 、 冷 氢气压 力 １ ． ５ Ｍｐ ａ Ｉ ６ ］ 。
常 重要 的意 义［ ２ １ 。
催 化加 氢 是在 高 压 和氢 气 存在 下 ，以 Ｃ ｏ — Ｍｏ 、 Ｎ ｉ — Ｍ ｏ及 其 氧 化 物 负 载 在 Ａ ｌ ２ ０ ， 等 载 体 上 为 催 化 剂， 进行 削弱分 子 内的作 用力 的加 氢反应 。
Ｓ ｅ ｎ ｏ ｌ 等 在 一定 的压力 、 温度 和氢 流 量下 ， 以硫
先对 生 物油进 行适 当 的预处理 ，然后 寻找 价廉 高效
的乳 化剂 。
１ ． ２ 催 化 加 氢
我 国 生物 质资 源 很 丰富 ，年 产量 达 ３ ｘ １ ０ ｔ ， 生 物 质热解 技 术 由于其潜 在 的工业化 前景 而很 受 人们 关注。 生物 质热解 制 取 的液 体燃 料称 为生物 油 ， 生物 油 中含 有 大量 的含 氧化 合 物 ， 使得 其 ｐ Ｈ低 、 腐蚀 性 大、 热值 低 。 因此 ， 研 究生 物油 的深加 工技 术 ， 具 有非
能源 是人类 活 动 的物 质基 础 ，分为 可再 生能 源
和不 可再 生能 源 ２大类 。 目前 。 不 可再生 能源 主要是
的粘 度 随生物 油含量 的增 加而增 加 ，乳状 液 的稳 定
性随 乳化剂 含 量的增 加 而增 加 。在 喷射 管 中 ， 高湍
流速 率会 引起腐 蚀性 加剧 。 在乳 化过程 中不需 要 过 多的转化操 作 ，但乳 化 剂 和能量 输入 使得 生物 油的乳 化成本 过 高 。 因此 ， 可
分别 以 Ｃ ｏ — Ｍｏ ｆ ｆ ｉ Ｏ 和 Ｎ ｉ — Ｍｏ 厂 ｒ ｉ Ｏ ２ 为 催 化剂 得 到 模
将 生物 油作 为液 体燃 料直接 使用 ，会使 机 器 的
机械结 构 和操作 变得 非常 复杂 ，但 可 以利 用表 面 活 性 剂 的乳化 作用 ．使 其与 其他 液体燃 料混 合相 溶后 使用 。 Ｙ ｕ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｌ ｉ 等 研究 了在 超 声 波 条 件 下 生 物 油水 相组 分 与 ｏ ＃ 柴 油 的乳化 ． 结 果 发现 水相 生 物油 组 分 与柴 油 的质量 流率 比会在 很大 程度 上影 响生 物油 的 稳定 性 ， 当流率 比为 １ ： ９时 ． 优化后 的生 物 油放置 ３ Ｏ ｄ也 不会分 层嘲 。 Ｄ Ｃ ｈ ｉ ａ ｒ ａ ｍｏ ｎ ｔ ｉ 等探讨 了在 不同 的柴
煤炭 、 石 油和 天然气 等 主流能 源 ， 其 大规模 开 采 已经 不仅 使 自身储量 不 断减 少 ，也 给环 境带 来 了严重 污 染『 ｌ 】 。可再生 能源 包括 生物 质能 、 太 阳能 、 水能、 风 能 和地 热 能等 ．其 中生物 质能 是 目前 比较 重要 的可 再
生 能源 之一 。
２ ０ １ ３年第 ２ ０卷第 １ 期
化 工 生产 与技 术
Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
和３ Ｏ ． ８ ７ ％， 粘度 都 降低 了 ９ ７ ％较低 的温 度和 较短 的停 留时 间条件 下 ．用较 少 的氢饱 和 活泼 的非饱 和 脂 肪烃ｌ ８ Ｊ 。而 ８ ０℃以上 时生
・
２ ６・
卫文 娟等
生物 油提 质改性 研究 进展
综述
生物 油 提质 改性 研 究 进展
卫 文娟 李 宝 霞 金 湓
（ 华侨 大 学化 工学 院 ， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ １ ）
摘要 从乳化 、 催化加 氢、 催化裂解 、 催化酯化 、 重整制 氢、 萃 取 和 膜 分 离等 ７个 方 面 阐述 了生 物 油 的 提 质 改性 技 术及 其 研 究 进展 。 认 为 生 物 油低 热值 、 强 酸性 和 高粘 度 等 特性 影响 了其 广 泛 应 用 ． 因此 必 须 对 生 物 油 进 行提 质 改 性 ， 除 了从 工 艺过 程 方 面入 手 外 ， 选择 合 适
由催化 加氢 方法 改性后 得 到的生 物油 的腐蚀 性 组分含 量 明显 降低 ， 稳 定性 有所提 高 ， 但 是所 需 的设 备和处 理成 本高 ，反应 中也易发 生催化 剂 失活等 问
题Ｉ ７ 】 。
Ｅ ｌ ｌ ｉ ｏ ｔ ｔ Ｄ Ｃ等 人 提 出 了适 度催 化 加 氢 的方 法 ，
化 Ｃ ｏ — Ｍｏ ｌ ｔ — Ａ １ ２ ０ ３ 和Ｎ ｉ — Ｍｏ ／ Ｔ — Ａ Ｉ ２ ０ ３ 为催 化剂 ， 戊 酸 甲酯和庚 酸 甲酯 为模型 化合物 ，认 为脂肪 酸 甲酯 生
１ 生 物 油 的 提 质 改 性
１ ． １ 乳 化
成 烃类 有 ３种途 径 ： 第 １ 种是 酯生 成醇 。 然后 脱水 生 成烃 ； 第 ２种 是酯 水解 生成 羧酸 和醇 ， 再 脱羧 和脱 水 生成烃 ： 第 ３种是 酯直接 脱羰 基生 成烃［ ５ １ 。魏宏鸽 等
的乳 化 剂 、 催化剂 、 萃取 剂或 半 透 膜 以提 高分 离效 果 、 降 低 成 本 并 易 于 实现 工业 化 将 会是
今后的重点研究方向。
关键词
生物油 ； 提质改性； 能源 ； 进 展
中图 分 类 号 Ｔ Ｑ ６ ４ ５
文 献标 识 码 Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ６ ８ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． Ｏ １ ． ０ ０ ８