用松树蔸提炼环保燃油

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  每年,我家乡都会对松树进行轮伐,松树砍伐后,人们就将树蔸挖来做柴烧,我家里也是一样。
  可是,挖树蔸将山挖得“千疮百孔”,如果遇到下雨,会不会造成水土流失呢?后来我了解到:挖树蔸不仅有利于疏松土壤,还便于栽种新的松树,而且只要挖后稍加管理就不会引起水土流失了。
  我在父亲劈松树蔸时发现:松树蔸的木质部含有很多的油。看到家里的油菜籽可以榨菜油、茶籽可以榨茶油、桐子可以榨桐油,我想:松树蔸中的油是否也可以榨出来呢?
  我带着疑问向科技辅导老师请教。老师回答说:有油总是可以想办法提炼出来的,但是用原始的人工榨油办法肯定不行,单纯靠机械压榨出松树蔸中的油也很困难。不过,现在全世界正在研究这个炼油技术。
  怎样才能从松树蔸中提炼出燃油呢?
  在学到高二《化学》第四章“石油的裂化和裂解”以及“煤的综合利用”时,我想:是否可以借鉴这个实验装置来进行研究?
  我找科技辅导老师谈了自己的想法,老师鼓励我试试。利用课余时间,我认真研究了课本上关于《煤的干馏》和《石油的分馏》等实验。
  我想:既然煤可以干馏,把此实验中的煤换成松树蔸碎片,能否提炼出油呢?于是,我自己设计了下面的类似“煤的干馏”试验:
  
  试验一:松树蔸的干馏和松蔸油的分馏,从松树蔸中提炼燃油。
  
  试验器材:天平、酒精(喷)灯、大试管、带导气管的单孔橡胶塞、铁架台、铁圈、温度计、蒸馏瓶、冷凝管、锥形瓶、尾接管、干松树蔸碎片、鲜松树蔸碎片、杉树蔸碎片。
  
  试验方法:
  (一)将松树蔸碎片放在大试管中,隔绝空气加热,使其干馏出液态油状物,探究试验最佳温度。
  当加热到350℃时,松树蔸碎片颜色变黄,开始有油状物馏出;当温度逐渐上升到390℃时,松树蔸碎片颜色变深,油状物馏出速度加快;当加热到425℃时,松树蔸碎片颜色变黑,油状物馏出缓慢;当温度再回到390℃左右时,油状物馏出速度接近原来较快水平。
  反复试验三次,都与上述试验现象相同,这说明试验温度范围应控制在350℃-425℃之间,最佳控制温度为390℃。
  (二)将所得液态油状物在蒸馏烧瓶中分馏,收集馏分得到的液态燃油。
  实验分析:从上表得到的实验数据可以看出:在相同的实验条件下,干松蔸的出油率最高,鲜松蔸次之,杉树蔸最低。这说明:松蔸中的含油量很高,如果能投入生产肯定有可观的经济效益。
  实验是做成功了,但我在做上述实验时,发现所用的时间太长。能否简化流程、提高产油率、缩短试验时间呢?
  我反复研究化学课本中的实验,发现有很多物质都是靠催化剂来加快反应速度的。那么,这个实验是否也可以加入催化剂来加快反应速度呢?
  通过网上查寻,我了解到我国科研工作者已经发明了常用于石油工业的ZC-201油品催化剂。是否可以用它来加速炼油反应呢?
  
  
  实验分析:从试验二可以看出,采用干馏、催化热裂解技术合并同步进行提取燃油出油率分别提高了3.05、3.95、和2.35个百分点,试验时间缩短近半小时,经检验,其油质有一定的改善,还是一种较环保的燃油,我给它取名叫做“环保燃油”。
  我从实验室里得到了环保燃油,真是高兴若狂。可欣喜之余我还是有点担心:这个油是否可以替代矿物柴油作为燃料呢?为了证明我的试验成果,我把样品送去检测。
  权威部门检测的结果表明:我在实验室里提炼的燃油无机械杂质、含铅量为零;与矿物柴油相比,它的CO和CO2排放量很少,是一种相对污染较少的环保燃油。
  据调查,松树蔸不仅在我市有充足的资源,在江南丘陵地带的蕴藏量也很巨大。仅湖南岳阳地区就有成林松树3.2万公顷,湖南省约有成林松树34万公顷,全国约有600万公顷,每年可采伐松树约6000万棵,留下的松树蔸约1200万吨,利用这些松树蔸可提炼出140万吨环保燃油,这样就能缓解我国能源紧张的现状了。
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