水葫芦在丙酮溶剂中液化制取生物油

发布时间：2021-09-07 10:37

　　为了提高水葫芦液化制取生物油品质,利用混合水平的正交试验方法,以丙酮为溶剂,在微型磁力高压反应釜中考察液化温度（240～280℃）、水葫芦和丙酮质量比（1:5、1:10）和液化时间（30、60、90 min）等对水葫芦直接液化制生物油的影响规律。结果表明,液化温度对水葫芦的直接液化过程有明显的影响。综合生物油产率及其品质分析可知,水葫芦最佳液化条件为液化温度270℃,水葫芦和丙酮的质量比1:5及停留时间90 min,此时生物油的产率达到最大值为22.54%,热值为34.51 kJ×kg^-1,酸值为23.17 mgKOH×g^-1。通过GC/MS对生物油组成进行分析,初步给出了部分酮类化合物（4-甲基-3-戊烯-2-酮）和含氮化合物（3-羟基吡啶）的转化机理,为水葫芦资源化利用及其他生物质液化提供理论依据。 

【文章来源】：高校化学工程学报. 2020,34(01)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

液化正交实验(L5×32)各因素效应曲线图(b)bio-oilyieldchangewithmassratioMassratio/%

168高校化学工程学报2020年2月NNOHRRHydrolysisH+NH2OHROAminoacidsRNH2AminesDecarboxylationDimerizationOHOR+NH3MailardreactionNHON2-Pyrrolidinone2,4,6-CollidineNHO-CH3H+NOH2-Hydroxy-6-methylpyridine3-Hydroxypyridine图5蛋白质液化生成含氮化合物的过程Fig.5Transformationofproteinintonitrogenouscompoundsduringliquefaction图4纤维素和半纤维素液化主要路径及产物Fig.4Pathwaysandproductsofhemicelluloseandcelluloseliquefaction芳基的开环分解[22]，两分子乙酸经过脱水及去二氧化碳生成丙酮，两分子丙酮经过自身脱水反应生成4-羟基-4-甲基-2-戊酮(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone)，再通过取代、脱水反应分别得到具有类似结构的酮类物质如4-甲基-3-戊烯-2-酮(4-methyl-3-penten-2-one)，以上2种产物是液相产物中含量较高的具有链状结构的酮类物质。水葫芦原料中的蛋白质受热分解产生含氮化合物，含氮化合物发生脱羧或脱氨基反应生成相应的氨类和酸类物质并释放出CO2和NH3。另外，生物油中含有的含氮杂环化合物如2,4,6-三甲基吡啶(2,4,6-collidine)、2-吡咯烷酮(2-pyrrolidinone)和2-羟基-6-甲基吡啶(2-hydroxy-6-methylpyridine)等主要是水葫芦中蛋白质液化过程中水解产生氨基酸类化合物，然后在经过二聚化作用生成短链脂肪酸，之后短链脂肪酸和氨气经过一系列反应生成的[23]，之后2-羟基-6-甲基吡啶经过去甲基加氢的作用生成3-羟基吡啶(3-hydroxypyridine)，蛋白质液化生成含氮化合物的过程如图5所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]两种金属盐对稻壳热解生物油的影响[J]. 赵娜,李宝霞,华美玉.  高校化学工程学报. 2016(03)
[2]温度对水葫芦热解特性的影响[J]. 卫文娟,李宝霞.  化工进展. 2013(09)
[3]响应面法优化竹材热裂解制备生物油的工艺研究[J]. 谢清若,童张法,韦藤幼,彭梦微,陈晓光,李立硕.  高校化学工程学报. 2012(03)
[4]水热处理对神华煤质的影响[J]. 王知彩,水恒福,张德祥,高晋生.  燃料化学学报. 2006(05)
[5]杨木快速裂解过程机理研究[J]. 郭艳,王垚,魏飞,金涌.  高校化学工程学报. 2001(05)



本文编号：3389395