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生物油是一种极具潜力的替代燃料,然而由于其含有酸、醛等不稳定物质,必须通过提质才能实现高值化利用。本文以温和的提质工艺催化酯化来降低生物油酸值、提高其稳定性,此外提质产物酯、醇、醚,本身就是较好的含氧液体燃料。采用催化酯化脱水提质轻馏分生物油,以Amberlyst-36离子交换树脂为催化剂,在反应温度100℃、醇油比1.5、15wt%的催化剂用量、反应时间4h条件下,提质油酸值从72.23mgNaOH/g降为3.98mgNaOH/g、水分从53.06%降为3.34%,提质油理化性质显著提高并保持稳定,而粗生物油在保存3个月后,粘度从3.21mm2/s显著增加到48.24mm2/s。GC-MS分析显示粗生物油中不稳定酸、醛转化为稳定含氧化合物,稳定目标产物酯、醇、醚相对含量占74.70%。最后以蒸馏水和二氯甲烷混合物对提质油进行萃取分离,可以基本将糖类及其衍生物从提质油中分离出来。对于含有较多醛的生物油,酯化提质生成的缩醛化产物不稳定,因此引入2-甲基呋喃与醛的烷基化反应。比较了催化酯化、催化酯化脱水、催化酯化烷基化以及催化酯化烷基化脱水四种不同方案对生物油的提质效果。结果显示脱水方案得到的提质油水分、酸值分别为未脱水的20%、50%,理化性质提高更为明显。同时加入2-甲基呋喃的烷基化提质更易得到稳定、高沸点的长碳链产物。对最佳提质方案催化酯化烷基化脱水进行工艺优化,最优条件为催化剂用量12wt%、醇油比为1、2-甲基呋喃添加量10g。此条件下能够较好抑制缩醛化反应,得到相对含量较高的烷基化产物及酯,稳定目标产物酯、醇、醚相对含量为84.44%。机理研究表明粗生物油中不稳定酸、醛、酮以及小分子醇通过提质生成了稳定的目标产物;而左旋葡萄糖不仅可以水解成活性酸进一步发生酯化反应,同时能够转化成更稳定产品。TG/DTG、~1H NMR谱图分析也印证了生物油中不稳定组分的转化。然而生物油中的金属离子容易交换活性H~+及有机物堵塞微孔会使Amberlyst-36离子交换树脂失活,因此有必要对粗生物油进行一定的预处理,然后进行提质,增强催化剂重复使用效果。