麦草化学液化及其机理研究

通过液化获取化工原料或液化燃料是利用可再生资源的有效 途径之一。利用有效的液化剂液化麦草，既可以充分利用农业废 弃物，又可以获得有用的化工原材料。本文选取的环碳酸盐碳酸 乙烯酯（EC）液化麦草的液化方法，是迄今为止液化速率最快， 液化得率最高的一种液化方法。目前，对其液化机理和液化产物 的特性研究还很不完善。本文就麦草的EC液化及其机理进行了 初步研究。 首先通过均匀设计的实验方法寻求EC液化麦草的最优化条 件，其最优化条件为：反应温度160℃；反应时间30～75分钟； EC的量/原料的量=5：1；催化剂的量/EC的量=0.0325：1。同时 研究了影响液化的反应条件，结果表明：反应温度和液化剂的用 量是影响麦草EC液化的关键因素；不同原料由于木素结构的不 同导致了液化行为的不同，针叶木的液化速率低于阔叶木和麦 草；EC液化过程中产生的乙二醇（EG）能促进木素的液化，从 而加快整个液化过程的进行。通过液化残渣的分析表明：残渣主 要由灰份组成，但不合碳水化合物。 通过离心分离、蒸发浓缩、过滤和真空干燥可获得纯净的液 化产物，液化产物的羟值接近PEG#400的值；液化产物难溶于单 一的有机溶剂中，但二氧六环和水的混合溶剂（v/v=4：1）能完 全溶解液化产物；碳水化合物经液化后不能再被酸水解。 木素、脱脂棉、全漂浆分别液化的结果表明：木素较容易液 化，比脱脂棉、全漂浆液化温度低；脱脂棉和全漂浆虽然液化温 度高，但液化速率快；碱木素由于灰分含量高，液化后残留有一 部分残渣，但脱脂棉和全漂浆可以实现完全液化；脱脂棉液化后 不仅已被去结晶，分子结构也发生了变化，吡喃环消失，酯键生 成。木素液化后芳香环仍然存在，但没有酯键的生成。 本文对麦草EC液化的液化机理和液化产物的结构与性质进 行初步探讨，为麦草EC液化技术的开发以及液化产物的利用提 供了理论依据。