小桐子油在亚临界水中水解反应的试验研究

以小桐子油为原料,对油脂在亚临界水-超临界甲醇两步法制备生物柴油的第一步水解反应中水解的影响因素和反应动力学进行了研究。试验结果表明,在小桐子油与水体积比为1:3,反应温度290℃,反应时间40min时,小桐子油水解反应最为合适,转化率为98.9%。对此水解反应进行了动力学分析,得到小桐子油在亚临界水中水解反应的平均反应级数为0.78,活化能为55.34kJ/mol,动力学模型为-(dc_A/dt)=7254.96e~(-55.34/RT)c_A~(0.78)。     

正交试验探讨脂肪酸超临界酯化制备生物柴油

探讨脂肪酸在超临界甲醇中酯化反应的规律及最佳条件。以橡胶籽油脂肪酸为原料,在间歇式高温高压反应釜中通过酯化反应制备生物柴油,分别考察了酯化反应条件如反应温度、反应时间、甲醇与脂肪酸的体积比对酯化率的影响。应用正交试验方法得出酯化反应的较适宜条件为：反应温度290℃,反应时间30min,甲醇与脂肪酸的体积比为4：1。在此反应条件下转化率可达99．2％。橡胶籽油生物柴油成分主要有亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚麻酸甲酯,还有少量的硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯。     

小桐油制备生物柴油的研究

实验研究了以小桐子油为原料，采用循环气相酯化-酯交换-水蒸气蒸馏法制备生物柴油的工艺过程。着重研究了降低原料酸值以及酯交换过程的优化条件。试验结果表明。气相酯化法可在很短的时间内将原料的酸值降到酯交换对原料的酸值要求；酯交换反应的最佳操作条件为：甲醇用量为油重的20％，催化剂用量为油重的1％左右，反应温度为60—70℃，反应时间为90—120min。     

利用棉籽油制备二聚酸的副产物开发生物柴油的研究

以棉籽油制备二聚酸的工业副产物为原料,采用对甲苯磺酸作催化剂进行酯化反应制备生物柴油.试验考察了反应条件对酯化率的影响,试验结果表明:在反应温度为75℃,催化剂用量为脂肪酸质量的8%,醇酸物质的量比为3:1的条件下,反应4h,酯化率可以达到97%.反应后对产物进行减压旋转蒸发,回收甲醇和催化剂.该试验操作方便,催化剂活性高,污染小,酯化率高.     

大豆酸化油制备生物柴油的研究

试验研究了大豆酸化油在复合酸催化剂的作用下与甲醇发生转酯化和酯化反应生成脂肪酸甲酯(生物柴油)的最佳反应条件.试验结果表明,该酯化及转酯化反应的最佳操作条件:复合酸催化剂的用量为大豆油质量的5%、油醇摩尔比为1:6、反应时间为6h、反应温度为65℃.     

小桐子油脂提取工艺研究及脂肪酸组成分析

研究了以小桐子种仁为原料提取油脂的工艺条件.以石油醚为提取溶剂,固液质量比1∶4的条件进行索氏提取、超声波萃取、超临界萃取及浸出提取4种方法比较,得出浸出法提取效果较好.通过对比12种不同极性有机溶剂的浸出实验,选出浸出效果较好的提取溶剂——石油醚.石油醚浸出小桐子油的较佳工艺条件是固液质量比1∶4,浸出时间0.5h,浸出温度70℃,该条件下浸出1次得率为64.94％.采用GPC分析小桐子油脂的相对分子量为1224,油脂含量95.35％.其油脂脂肪酸GC-MS分析表明,小桐子油中含有脂肪酸6种,主要为十五酸、9,12-十八二烯酸、7,10-十八二烯酸,其中,不饱和脂肪酸总含量为75.77％.     

高酸值生物柴油原料的预酯化反应装置的实验研究

以固体酸为催化剂,对高酸值废弃油脂进行预酯化反应研究。讨论了不同降低水分含量的方法对反应的影响,并考察了反应条件(醇油摩尔比、反应时间)对预酯化效果的影响。实验结果表明:在反应体系中添加吸水剂分子筛可提高预酯化反应效率;反应体系中添加过量的甲醇能大大缩短反应时间,在反应温度75℃,催化剂加入量为10%(W/W),最佳醇油摩尔比8∶1,最佳反应时间4h的条件下,可将酸化油的酸值降至3.8mgKOH.g-1,满足酯交换反应酸值小于4.0mgKOH.g-1要求。     

油酸异丙酯的催化制备与动力学分析及其低温流动性

在自行设计的反应装置中,研究以对甲苯磺酸为催化剂制备油酸异丙酯的最佳反应条件:反应温度为80℃、反应时间为4 h、催化剂用量为3%、醇酸体积比为2∶1;对甲苯磺酸循环使用7次,活性很稳定。并对此酯化反应进行动力学分析,得出表观反应级数为1级,活化能Ea=24.0 k J/mol,频率因子A=611.1,反应动力学模型为-d CA/dt=611.1e -24000/RT CA。最后对油酸异丙酯及其与小桐子生物柴油混合物的低温流动性能进行研究,油酸异丙酯的凝点温度为-25.0℃、冷滤点温度为-14.5℃,运动粘度为6.18 mm2/s,采用与小桐子生物柴油调和的方法可以很好地改善生物柴油的低温性能和油酸异丙酯的流动性能。     

超临界甲醇与黑松香制备生物柴油的反应研究

以重质松节油为溶剂,在无催化剂条件下进行超临界甲醇与黑松香的反应研究。考察反应时间、温度、压力和黑松香/甲醇质量比对反应的影响;检测黑松香基生物柴油的理化性能;拟合反应动力学模型。结果表明,较优反应条件为反应时间3 h,反应温度613 K,反应压力10~12 MPa,黑松香/甲醇质量比1∶0.8,反应酯化率为94.02%;黑松香基生物柴油B5的各项理化性能指标基本达到生物柴油调和燃料(B5)国家标准GB/T 25199—2010;采用积分法并结合Hooke-Jeeves模式搜索对反应动力学进行分析,黑松香与超临界甲醇的反应级数为1.42~1.62,平均反应级数为1.51,表观活化能为81.36 kJ/mol,动力学模型计算值与实验数据吻合良好。     

生物油催化酯化及其存储稳定性研究

以CD650阳离子交换树脂为催化剂,通过三因素Box-Behnken方法设计甲醇和乙酸的模型反应并优化催化酯化反应条件,在最优反应条件下进行生物油和甲醇的催化酯化反应及生物油存储稳定性研究。通过测试空白组、甲醇组和酯化组三组生物油的理化指标发现:存储后酯化组灰分和密度分别为0.1128%和1.1349 g/mL,为各组最低,热值为16.412 MJ/kg,为各组最高。此外,存储后酯化组pH值为2.61,含水率为28.14%(质量分数),运动黏度(40℃)为11.29 mm~2/s,均为各组最低。各组生物油傅里叶变换红外光谱及气相色谱质谱联用分析结果表明,酯化组内酯类成分上升,有机酸含量下降。生物油经催化酯化后品质得到提升。     

生物油催化裂解的动力学分析

以CaO·MgO混合物为催化剂,采用热重分析法探讨了混合物中MgO含量对生物油催化裂解反应速度和最终残留率的影响.实验结果显示,生物油的热重变化过程可以分为室温～200℃范围内的挥发阶段和200～520℃范围内的热裂解阶段.在热裂解阶段中,反应速率常数和温度的关系可以用Ardaenius方程式表示.在MgO含量为50%的CaO·MgO混合物的催化作用下,生物油热裂解反应活化能从无催化剂时的20.9kJ/mol降低到16.5kJ/mol,最终相对残留率降低到0.75.MgO含量为38.7%的煅烧白云石是有效的生物油裂解催化剂.     

多晶二硫化铁的热化学合成

为了缩短元素Ｆｅ和Ｓ合成ＦｅＳ２的时间，直接采用ＦｅＳ和Ｓ经热化学反应合成ＦｅＳ２将装有分析纯ＦｅＳ和Ｓ粉末的石真空管放两温区扩散炉中，在ＦｅＳ和Ｓ区域的温度分别为６５０℃和４００℃的情况下，经１３０ｈ的热化学反应，合成了淡黄色的多晶二硫化铁。经ＸＲＤ分析，合成物为黄铁矿结构。实验表明，Ｓ在ＦｅＳ中的扩散系数很小，为提高反应速度，ＦｅＳ宜以膜怪形式暴露于Ｓ蒸汽中。     

生物质燃气催化重整净化的特性研究

通过改变生物质燃气重整过程中重整温度、反应时间、水蒸气的添加等参数,考察了国产烃类蒸汽转化催化剂Z405重整净化生物质燃气的性能及对合成气化学当量比的调变作用。结果表明:在Z405的作用下,生物质燃气中CH4和C2转化率均高达95%以上,合成气中CH4和C2的含量分别低于0.500%和0.005%,H2与CO含量有显著增加,CO2含量有所减少。添加水蒸气后H2/CO值较之无水蒸气的添加发生了显著变化,从0.70提高到1.15,气体低热值有所增大。提高重整温度对生物质合成气组分具有显著的调变作用,H2和CO含量增幅随温度升高而增加,CH4与C2组分含量降低幅度也随温度升高而增加。但当重整温度超过780℃时,对合成气组分调整作用不明显。重整生物质燃气组分在60min内无明显改变,未检测到催化剂活性降低、失重及积炭。     

玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

采用TG-DTA-DTG热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验.考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数.根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程.建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.     

水热碳化技术处理废弃生物质的研究进展

本文对采用水热碳化技术处理废弃生物质的影响因素进行了综述,并分析了以水热碳化技术处理废弃生物质时的反应机理,以及可采用的分子模拟软件;最后针对利用水热碳化技术处理废弃生物质的方式提出了展望和建议.虽然目前利用水热碳化技术处理废弃生物质的方式在能源、农业和工业等领域具有广阔的应用前景,但该技术在无法连续处理原料、处理过程...     

中型流化床中二次风对生物质气化的影响

以空气为气化介质,在中型管式布风流化床(截面积300×300mm2,高5m)反应器上考察了二次风的加入(占一次风比例的0-40%)对生物质(木屑)气化效果、二次反应和焦油产率的影响。在进料量39kg/h,一次进风量50Nm3/h条件下进行。实验结果表明,加入二次风显著改变了碳转化率、气化效率和焦油产率,而对二次反应影响不大。得到最佳二次配风比为30%,此时,燃气低热值为5453kJ/m3,产气率、碳转化率和气化效率分别为2.46m3/ kg、97%和85%;焦油含量降低了约62.6%。     

生物质快速催化裂解的反应动力学

根据生物质在流化床中气化受热速率较高的特点,设计了生物质快速升温催化裂解实验系统,提出生 物质催化裂解动力学模型。研究假定的模型综合了三竞争反应模型和二次反应模型的特点,即生物质首先进行3 个平行的裂解反应,生成气体、焦炭和焦油,焦油再经二次裂解生成气体和焦炭;模型对于锯末、纤维素和木 质素的催化裂解适用比较准确;动力学反应级数n的数值在0．66-1．57之间,用镍基催化剂时,其n值要高于 使用锻烧白云石时求出的n值;当白云石应用温度高于800℃时,焦油裂解活化能才有显著降低,即白云石的使 用温度宜高于800℃。     

太阳能固体吸收式制冰机的动态模拟——(Ⅰ)反应前锋模型

发展了两个太阳能固体吸收式制冰机的动态模拟程序,差别在于对反应器内的传热过程采用了不同的计算方法,其一采用反应前锋假设,其二采用有限差分方法求解非稳态的热传导方程。本文介绍反应前锋模型。     

氧化铈高温分解CO2过程表面反应动力学研究

利用片状氧化铈材料对于氧化铈高温分解CO₂过程的反应动力学过程进行实验研究。将实验结果与不同气固模型比较,得出均相F1.5模型是能描述CO₂在高温下被氧化铈分解的最佳模型。并利用Hancock and Sharp无模型方法进行模型选择验证,最终得到该反应过程的反应动力学表达式和常数,为该材料在太阳能热化学循环的利用提供了指导。