發(fā)布時間：2020-11-16 11:09

　　 隨著石油資源可開采量的減少以及世界范圍內(nèi)人們對于低碳環(huán)保的呼吁,生物資源導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì)的建設(shè)已經(jīng)引起了西方發(fā)達(dá)國家的高度重視。生物瀝青是利用生物質(zhì)資源制備的新型道路瀝青材料,具有來源廣泛、成本低廉、環(huán)境友好以及可再生的優(yōu)點(diǎn)。本論文選取化學(xué)結(jié)構(gòu)組成上具有代表性的松木、柳木以及楊木為原料,研究了熱解液化工藝條件對生物油熱解轉(zhuǎn)化率和瀝青組分選擇性的影響,定義了轉(zhuǎn)化率和選擇性之積作為生物質(zhì)瀝青指數(shù),確定了三種原料制備生物瀝青的最優(yōu)熱解溫度分別為500℃、500℃和450℃。在優(yōu)化的熱解工藝條件下制備生物油,分離制備生物瀝青。從常規(guī)性能、流變性能以及親水性能三方面分別考察三種生物瀝青100%替代石油瀝青與部分替代石油瀝青的可行性并利用元素分析、傅里葉紅外光譜、核磁共振~1H譜以及VPO分子量對生物瀝青化學(xué)組成進(jìn)行全面系統(tǒng)的表征。研究結(jié)果表明生物瀝青中存在的醚類、醛類以及酚類等含氧物質(zhì)使得生物瀝青無論是100%替代還是部分替代石油瀝青均存在親水及易老化的問題,酚類等低溫易結(jié)晶物質(zhì)的存在還導(dǎo)致生物瀝青低溫性能較差,但生物瀝青中存在的大分子苯環(huán)聚集體使其具備較優(yōu)的高溫抗剪切變形能力。氮?dú)鈿夥諢峥s合反應(yīng)能有效地對生物瀝青進(jìn)行化學(xué)提質(zhì),生物瀝青氧含量得到有效的降低。在最優(yōu)的130℃,80min的反應(yīng)條件下,生物瀝青氧含量能降低10個百分點(diǎn)左右。熱縮合產(chǎn)物作為改性劑能明顯提升石油瀝青的高溫抗剪切變形能力,并且熱縮合產(chǎn)物摻入比例≤5wt%時,其對石油瀝青低溫韌性、親水性能以及抗老化性能影響很小。設(shè)計混合料試驗(yàn)驗(yàn)證熱縮合產(chǎn)物改性瀝青的實(shí)際可行性,結(jié)果表明在≤10%的摻入比例下,熱縮合產(chǎn)物改性瀝青各項性能均滿足下面層瀝青混合料的指標(biāo)要求。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

中國石油大學(xué)（華東）工程碩士學(xué)位論文條件下反應(yīng) 1h 制備生物油。Rocha J D 等[10]在連續(xù)進(jìn)料式反應(yīng)罐中對桉樹木速熱解得到進(jìn)一步制備生物瀝青的生物油。美國愛荷華州立大學(xué) Raouf M A主設(shè)計的快速熱解流化床裝置對橡木、柳木以及玉米秸稈進(jìn)行快速熱解制備生物質(zhì)液化作為生物瀝青制備的源頭工藝對生物瀝青性能有著至關(guān)重要的影外當(dāng)前雖然已經(jīng)嘗試了多種原料多種工藝條件下生物質(zhì)液化繼而制備生物瀝，但生物瀝青制備原料的優(yōu)選與液化工藝的優(yōu)化尚未有系統(tǒng)化研究，這將是進(jìn)一步研究與應(yīng)用亟待解決的重要問題之一。 生物油重組分分離生物油中的木質(zhì)素?zé)峤猱a(chǎn)物因其較大分子量和以芳環(huán)為主的分子結(jié)構(gòu)而被認(rèn)備生物瀝青材料的潛能[12]。因此，在生物瀝青研制過程中，木質(zhì)素?zé)峤猱a(chǎn)物化學(xué)組成表征具有重要意義。

實(shí)驗(yàn)工藝流程圖

圖 2-1 實(shí)驗(yàn)室中型生物質(zhì)熱解裝置工藝流程圖Fig2-1 Diagram of biomass pyrolysis device-氮?dú)夤?2-螺旋進(jìn)料器 3-進(jìn)料倉 4-熱解反應(yīng)器 5-一級旋風(fēng)分離器 6-灰斗 7-二級旋風(fēng)分離器-灰斗 9-一級冷凝器 10-二級冷凝器 11-三級冷凝器 12-氣體流量計
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本文編號：2886113