秸稈油出料泵遠東新研發出新產品投入內蒙使用成功運行。

  面對日益枯竭的陸上油田,人們不得不加大深海油田的開發力度以維持石油的供需平衡。油類在開采、儲運、精制過程中就更容易進入海洋及其他水體造成一系列的生態災難及經濟損失,因此開發適用于處理水面浮油的吸油材料具有重要的現實意義。

  本文選用農業廢棄物秸稈為原料,通過預處理、改性及表面修飾制備了不同的處理水面浮油的吸油材料。用化學方法定量了材料處理前后及改性前后組分的變化,用BET、FT-IR、XRD、SEM表征了材料的孔道結構、化學結構結晶度及表面形貌的變化。

  具體如以下:原料秸稈清洗、烘干后粉碎,過篩,用重量法測吸油倍率,結果發現其吸油倍率與油品的粘度及密度有關。80目以上的小顆粒秸稈吸油效果較好,不僅吸油倍率高(100目以上的小粒徑的秸稈在15℃時對機油的吸油倍率可以達到7.16 g·g-1)而且吸油后可以較長時間穩定的漂浮在平靜水面上;20-60目的大顆粒秸稈吸油倍率較低(20-40目的秸稈在25℃時對0#柴油的吸油倍率僅1.18 g·g-1)且飄浮性較差;秸稈對油品的保油率也與秸稈顆粒的粒徑相關,處于60-100目粒徑范圍的秸稈可以有較高的保油率,且秸稈對油品的保油率與油品的表面張力呈正相關;在有風浪的條件下,多數的原料秸稈會沉入水底失去吸油能力。因此原料秸稈可以用于處理平靜水面的浮油,且粒徑越小吸油倍率越高。將粒徑小于40目的原料秸稈在室溫下按一定的質量比用10%的氨水預處理,得到預處理活化的秸稈。

  用乙酸酐為酯化劑,冰乙酸為稀釋劑,濃硫酸為催化劑對預處理活化的秸稈進行酯化反應,根據對0#柴油吸油倍率以及水面浮油的吸油實驗和保油倍率的結果分析,酯化反應的優化反應條件為:反應溫度為110℃,冰乙酸、乙酸酐混合液與秸稈的液固質量比為1:15,反應時間為5h,催化劑濃硫酸的用量為4.5%(以秸稈質量為基準)。此條件下所得產物對0#柴油的大吸收倍率達到9.03 g·g-1,而原料秸稈對0#柴油的吸油倍率僅為1.90 g·g-1,預處理后的秸稈為4.61 g·g-1。通過BET、FT-IR、XRD、SEM等對預處理前后及酯化改性后的材料進行了表征,結果表明原料秸稈呈現多級孔的結構,預處理秸稈呈現微孔結構,酯化改性秸稈呈現介孔結構;FT-IR譜圖中出現乙酰基特征峰、XRD分析發現酯化改性秸稈呈現出非晶態,表明秸稈發生了酯化反應;SEM分析發現酯化改性呈現出粗糙褶皺狀的表面形貌,這種形貌結構有利于改性秸稈疏水性的提高。對預處理前后的秸稈用改進的Van-Soest方法測定了原料秸稈及預處理秸稈的組成成分,結果表明氨水預處理可有效去除小分子糖類、蛋白質等,并保留了纖維素、半纖維素。參考酯化纖維素取代度測定方法,測定了預處理前后及酯化改性后秸稈的當量酯基含量。通過氫氧化鈉、加水球磨處理,再以冷凍干燥的工藝制備了海綿狀秸稈材料,此材料呈現出微孔、介孔、大孔交織的三維結構。且材料為微細纖維素纖維,這種材料可以實現快速吸油,其對大豆油的吸油倍率可達到41.08g·g-1,XRD分析表明球磨可以降低秸稈的結晶度利于材料變成微細纖維素纖維。以秸稈為原料,通過比較溫和的預處理及改性制備了可生物降解的吸油材料,不僅可以實現農林廢棄物的充分利用,還具有很好的經濟價值及生態意義,可以部分取代傳統的化學合成類吸油材料。

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