固体酸催化富烃燃料-甲醇酯化反应

以对甲基苯磺酸为催化剂,催化光皮树油半成品富烃燃料与甲醇进行酯化反应,考察了甲醇与半成品富烃燃料的摩尔比(简称醇油比)、反应温度、反应时间、催化剂用量等对富烃燃料酸度的影响,同时对酯化前后的试样进行了FTIR表征,并对酯化后的富烃燃料进行了GC—MS分析。得到的适宜反应条件为:醇油比10:1、反应温度80℃、反应时间110 min、催化剂对甲基苯磺酸用量为半成品富烃燃料油质量的0.20%;在此条件下,富烃燃料的酸度(以100 mL试样消耗KOH的质量计)由酯化前的3 400 mg降至酯化后的5.95 mg。FTIR表征和GC-MS分析结果表明,酯化后富烃燃料中的酯类成分含量明显增加,酯化后的富烃燃料较光皮树油生物柴油具有更低的酸值和更高的热值。     

二聚酸甲酯的合成

以二聚酸和甲醇为反应原料、固体酸为催化剂，采用直接酯化的方法合成了二聚酸甲酯。考察了反应时间、反应物摩尔比以及催化剂种类对反应的影响。较佳反应条件是甲醇回流下反应，反应时间1h，二聚酸与甲醇摩尔比1：6，催化剂用量（以体系质量计）2％。在此优化条件下产品收率91％，酸值5mgKOH／g。产物结构通过FT-IR进行确证。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。     

固体超强酸S2O82-/MCM-41催化合成乙酸异戊酯

以固体超强酸S2O8^2-／MCM-41为催化剂，冰醋酸和异戊醇为原料合成了乙酸异戊酯。考察了反应条件对酯化率的影响，结果表明，在醇酸摩尔比1．5：1，催化剂用量0．4g（冰醋酸用量为0．1mol），带水剂甲苯15mL，反应温度110～130℃，反应时间2h的最佳条件下，酯化率可达99％以上。该方法的优点是酯化率高，催化剂可重复使用，且基本不腐蚀设备。     

磷钼杂多酸催化油酸与醇酯化反应合成脂肪酸酯的研究

合成几种磷钼酸盐催化剂,并对其进行XRD和TG表征。考察磷钼酸盐催化剂的种类、催化剂焙烧温度、催化剂的用量、酸醇摩尔比、反应温度、反应时间对油酸与甲醇酯化反应转化率的影响。结果表明：以磷钼酸锡为催化剂,在n（油酸）: n（甲醇）=1:8、催化剂用量为油酸质量的4%、回流温度（68±1）℃下反应6 h,油酸与甲醇酯化反应的转化率达到95.4%。磷钼酸锡催化剂易回收,最少可重复使用5次。在上述条件下考察磷钼酸锡催化不同脂肪酸和不同醇的酯化反应的活性,结果表明：当醇的碳链增加时,其酯化反应的转化率减小;当脂肪酸的碳链增加时,其酯化反应的转化率仅略有减小。     

油酸2-乙基己酯的催化合成及性能

层析硅胶负载硫酸钛Ti(SO4)2经高温焙烧制得一种负载型固体酸TSG,采用XRD表征固体酸的组分;以TSG为催化剂,以油酸与2-乙基己醇为反应物,催化合成了油酸2-乙基己酯;通过FT-IR确认酯化产物的结构,并检测了酯化产物的主要理化性能。实验结果表明:固体酸TSG的组分为TiOSO4/Al0.5Si0.75O2.25;硅胶分散负载硫酸氧钛TiOSO4能提高TSG的酯化催化活性;优化条件下:酸醇物质的量比1∶1.2、催化剂5.3%(与油酸的质量比)、带水剂甲苯0.14mol(相对于0.1mol油酸)、反应时间80min,酯化率可达98.1%;酯化产物的黏度、碘值、皂化值(KOH)和酸值(KOH)分别为8.5mm2/s、58.5、141.2mg/g和0.4mg/g。     

固体超强酸S2O82-/TiO2-ZrO2催化合成对羟基苯甲酸正丁酯

以固体超强酸S2O8^2-／TiO2-ZrO2为催化剂合成了对羟基苯甲酸正丁酯，考察了催化剂制备条件对催化活性的影响，以及酸醇摩尔比、反应时间、催化剂用量诸因素对酯化率的影响。实验表明，S2O8^2-／TiO2-ZrO2具有良好的催化活性和选择性，用0．75mol／L(NH4)2S2O8的溶液浸渍TiO2-ZrO2，过滤后于550℃下焙烧3h，得到的催化剂活性最高；当酸醇摩尔比为1：3，反应时间为4h，催化剂用量占反应物总量的1．5％时，酯化率可达94．5％以上。     

粉煤灰复合硫酸亚铁固体酸的制备及其催化合成柠檬酸三丁酯

研究了用粉煤灰与硫酸亚铁复合制备的固体酸催化剂替代浓硫酸，用于合成柠檬酸三丁酯。通过对不同条件下制备的催化剂筛选发现，在w（FeSO4）：w（粉煤灰）：w（CaO）=1：4：1、焙烧温度550℃、焙烧时间5h条件下制备的催化剂（FSF-2g）具有较高催化活性。还考察了酯化反应条件对酯化率的影响，结果表明，在原料酸醇摩尔比为1：3．5、催化剂用量为2．0g（为反应物柠檬酸质量的12％）、反应温度100～120℃、反应时间3h、带水剂甲苯为5mL的条件下，酯化率可达98％。     

KOH/SBA-15催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

通过后合成法制备了KOH/SBA-15负载型固体碱催化剂,以大豆油和甲醇为原料,进行酯交换反应合成生物柴油。考察醇油比、反应温度、反应时间、活性组分负载量和催化剂用量等因素对生物柴油收率的影响。结果表明,当醇油摩尔比为16：1、反应温度为60 ℃、反应时间为8 h、活性组分KOH负载量（w）为15 %、催化剂用量为原料油质量的5％条件下,生物柴油收率为85.32 %。     

Zr(SO_4)_2/SiO_2固体酸催化合成生物柴油

制备了Zr(SO4)2/SiO2固体酸催化剂,并用其催化工业棕榈酸与甲醇进行酯化反应合成生物柴油,考察了催化剂制备条件(Zr(SO4)2负载量、催化剂焙烧温度、焙烧时间)及酯化反应条件(甲醇用量、催化剂用量和反应时间)对酯化率的影响,并用FTIR,TG-DTA,GC-MS等手段对催化剂和产物进行表征和分析。实验结果表明,Zr(SO4)2/SiO2固体酸催化剂在工业棕榈酸和甲醇的酯化反应中具有较高的催化活性,适宜的催化剂制备条件为:Zr(SO4)2负载量(质量分数)为60%,焙烧温度350℃,焙烧时间2h;适宜的酯化反应条件为:甲醇与棕榈酸的质量比12∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的6%,反应时间5h。在此条件下,酯化率可达97.5%。酯化产物主要为直链十六烷酸甲酯和10-十八碳烯酸甲酯。     

生物质热解油提质及其氧化动力学分析

采用732型阳离子交换树脂为催化剂,通过预处理和催化酯化工艺对生物质热解油提质处理,获得精制生物油,分析比较生物质热解油提质前后的组分、低热值、黏度与pH值等燃料特性参数,并基于热重实验研究提质前后生物质热解油的氧化和燃烧特性。结果表明：对于100 mL粗制生物油,最佳的催化酯化反应条件为油/醇体积比2/1、催化剂用量8 g、反应温度50 ℃。GC MS检测结果表明,经过酯化工艺,粗制生物油的酯类和酮类组分分别增加了824%和310%,而酸类、酚类、大分子醚类等组分分别下降了858%、180%、366%。与生物质热解油相比,精制生物油的pH值升高至57,低热值增加75%,黏度降低101%。在空气氧化氛围热重条件下,与生物质热解油相比,精制生物油的起始质量损失温度滞后61 ℃,但其在高温氧化阶段的平均氧化速率提高65%,因而终了质量损失温度提前53 ℃。依据生物质热解油提质前后的氧化反应动力学特性,将其热重条件下的挥发氧化质量损失分为失水蒸发、慢速分解、快速燃烧和碳化等4个一级反应过程,精制生物油在失水蒸发阶段比生物质热解油挥发所需的活化能略高,但在慢速分解、快速燃烧和碳化阶段比生物质热解油挥发所需的活化能低,综合整个氧化燃烧过程可见精制生物油更易氧化和燃烧。     

利用高酸值餐饮废油脂制备生物柴油

以高酸值餐饮废油脂为原料,在酯化反应后再经两步酯交换反应制备生物柴油。在酯化反应中添加吸水剂可降低油脂的酸值,经一次酯化反应即可将油脂的酸值降至2m g/g左右,满足酯交换反应的要求。考察了酯化反应中吸水剂的添加方式、种类及其用量对酯化反应的影响,以及酯交换催化剂的种类及用量对脂肪酸甲酯(FAME)收率和产物组成的影响。实验结果表明,以凹凸棒土为吸水剂(用量为餐饮废油脂中游离脂肪酸质量的3%),且在酯化反应30m in时加入,酯化效果较好;以质量比为1∶1的NaOH和KOH混合物为催化剂进行两步酯交换反应时,催化剂的最佳用量依次为1.00%和0.75%(质量分数,基于油脂的质量),FAME收率最高达到96.33%。     

ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂管式反应器催化合成生物柴油

以泡沫陶瓷研究方法和制备技术合成ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂,利用XRD、SEM、Py-IR和BET等手段对其晶体结构进行表征。研究了ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂管式反应器催化光皮树油和甲醇制备生物柴油的工艺,对影响酯交换活性的反应温度、反应压力和醇油摩尔比三个因素进行考察,并采用响应面法优化了条件,结果发现,该反应的最适反应温度、反应压力、醇油摩尔比分别为 290 ℃、10 MPa、4:1,此条件下产物中脂肪酸甲酯含量为98.38%。ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂管式反应器催化水分含量7.1%,酸值130.697 mgKOH/g的原料油,产物中脂肪酸甲酯含量仍能达到93%和97.67%。未更换催化剂的条件下连续反应10批次（每批次使用12小时）,仍能保持产物中脂肪酸甲酯含量为97%,可见ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂是一种耐酸、耐水,高效、稳定的固体催化剂。     

油溶性优良的环保型异硬脂酸钙清净剂的合成及评价

本文使用异硬脂酸及氢氧化钙为主要原料,合成了一种油溶性优良的异硬脂酸钙清净剂。其反应工艺条件包括氢氧化钙与异硬脂酸的摩尔比、甲醇和氢氧化钙的摩尔比、水与氢氧化钙的摩尔比、碳酸化反应温度、二氧化碳的通入速率及通入量均被优化。在最佳工艺条件下,可以分别得到碱值为358mgKOH/g的高碱值异硬脂酸钙清净剂产品及碱值为406mgKOH/g的超高碱值异硬脂酸钙清净剂产品。最终,异硬脂酸钙清净剂的性能通过粒度分析、热重分析及成焦倾向测试进行了评价。     

基于三碳醇溶剂精制再生废润滑油

 溶剂精制再生废润滑油具有环保、经济、高效的特点,采用单因素实验方法,以三碳醇(异丙醇、正丙醇)极性溶剂为萃取剂、乙二胺为絮凝剂组合精制再生废润滑油。最佳工艺条件：萃取溶剂异丙醇、精制时间25 min、精制温度40℃、剂/油质量比9、絮凝剂质量分数1.2%。在该精制工艺条件下,再生油的性能指标得到明显改善,黏温指数达130以上、闪点超过210℃、酸值为0.05 mg KOH/g、灰分降至0.01%以下、重金属元素含量显著下降,再生油产率为76.8%,基本上符合HVI150基础油指标,表明该精制工艺再生废润滑油可行,具有广阔的应用前景。     

重质高酸原油酯化脱酸催化剂的研究

 高酸原油的加工是炼油厂面临的一大难题。笔者开发了一种用于高酸原油酯化脱酸的固定床酯化催化剂，使高酸原油中的环烷酸与甲醇反应生成环烷酸甲酯来降低原油的酸值和腐蚀性。结果表明，SnO是催化酯化脱酸催化剂的有效活性组分，适当增大催化剂的孔径可提高原油的酯化脱酸率。该催化剂应用于中海绥中36-1高酸原油，可有效降低原油的酸值，在反应温度300℃、醇/油质量比0.02，体积空速1.0h-1时，可使原油的酸值由2.8mgKOH/g降低到0.34mgKOH/g, 能够满足炼油厂加工的需要。     

硅胶接触精制废润滑油

以硅胶为吸附剂,对废润滑油进行接触精制。采用傅里叶变换红外(FT IR)、热重(TG)、N2物理吸附等手段对接触精制前后硅胶样品进行表征,考察了硅胶焙烧温度、硅胶质量分数、精制温度、接触时间对精制废油所得再生油酸值的影响,并通过高温焙烧法对吸附剂进行再生。结果表明,经接触精制后硅胶的表面及孔道中沉积有脂肪族有机化合物,导致其比表面积及孔容大幅降低,200～600℃范围的热质量损失率超过17%。采用600℃焙烧的硅胶作吸附剂,在硅胶质量分数10%、精制温度40℃、接触时间20 min的条件下,精制废润滑油所得再生油的酸值可低至001 mg KOH/g;经多次焙烧再生的硅胶对废润滑油的吸附精制性能基本保持不变。     

ZnMgAl-HTlc催化酯化高酸原油脱酸

 加工高酸原油是炼油厂面临的一大难题。在ZnMgAl类水滑石为催化剂作用下,原油中的环烷酸与乙醇反应生成环烷酸乙酯,可有效降低原油的酸值并降低其对设备的腐蚀性。实验结果表明,ZnMgAl-HTlc是一种有效的酯化脱酸催化剂,反应后其结构基本未变。在醇酸摩尔比3:1,反应温度220℃,反应时间40min,原油和催化剂质量比200时,可使辽河高酸原油的酸值由3.61 mgKOH/g降至0.22 mgKOH/g,能够满足炼油厂在不进行材质升级条件下加工高酸原油的需要。