生物柴油制备过程中混合体系的粘度测定及关联

在常压下采用NDJ-7旋转式粘度计测定了生物柴油制备过程中相关混合体系在288.15～365.15 K下的粘度,包括大豆油和生物柴油,甲醇和甘油,甲醇、大豆油和生物柴油三个混合体系.结果表明:混合溶液的粘度均随温度升高而减小,并用最小二乘法分别对三个体系在不同温度下的粘度进行了关联,关联结果良好,可以用来计算不同组成和不同温度下这些混合体系的粘度.     

甲醇与柴油互溶性研究

研究了在助溶剂作用下甲醇与柴油的互溶性、温度与不同混合方式对助溶剂作用效果的影响以及水分对甲醇-柴油-助溶剂体系的影响。结果表明：甲醇和柴油难以互溶，但在助溶剂作用下，可以实现良好互溶；温度对助溶剂的作用效果有着明显的影响，温度越高，助溶效率越高，反之亦然；而不同的混合方式却几乎不影响助溶剂的作用效果：少量水的存在会破坏甲醇-柴油-助溶剂体系。     

BED和BD混合燃料的理化特性研究

针对BED(生物柴油-乙醇-柴油)和BD(生物柴油-柴油)混合燃料,采用经验公式计算和试验测量相结合的方法,对其十六烷值、含氧量、密度和粘度等理化特性进行了研究.测试的混合燃料包括11种生物柴油含量在10%～30%、乙醇含量在3%～10%的BED混合燃料和5种生物柴油含量在10%～50%的BD混合燃料.研究结果表明,随着混合燃料中所含乙醇比例的增加,含氧量升高,十六烷值、密度和运动粘度减小;随着混合燃料中生物柴油所占比例的增加,十六烷值、含氧量、密度和运动粘度均增加. BED和BD混合燃料的粘度均随着温度升高而降低.在较低温度变化范围内,两种混合燃料的粘度随温度上升而降低的幅度较大,随着温度的上升,粘度降低幅度有所减小.     

共溶剂THF对超临界甲醇连续化制备生物柴油的影响

在直径φ20mm、长3700mm的垂直管式反应器中研究了共溶剂四氢呋喃（THF）对超临界甲醇连续化制备生物柴油体系中的反应中间产物组成及甲酯收率的影响;反应温度,反应压力,醇油摩尔比分别为275～375℃,15MPa,40：1．结果表明：较低的温度下,共溶剂四氢呋喃加入反应体系后,生物柴油的收率有显著的提高．由此可推论在较低温度下,表明醇油未完全混合均匀．加入共溶剂后,改善了醇油的混合情况,使得甲酯收率明显提高．实验还发现,当在高温下,甲酯收率出现极大点,原因可能是甲酯的消耗速率大于其生成速率,加入共溶剂后,反应速率加快,与不加共溶剂时相比,中间产物浓度在很短时间内就达到平衡．     

超临界法制备生物柴油工艺的能量利用与经济评价

介绍了以大豆油为原料的,用超临界酯交换方法生产生物柴油的三种不同工艺．在醇油比40：1,大豆油转化率95％,酯交换反应温度300℃,反应压力15MPa的条件下,对10000t／a生产线进行了热量衡算与经济评价,将三种不同工艺（无闪蒸、冷却后闪蒸和不冷却直接闪蒸）进行了比较．在超临界甲醇法连续制备生物柴油时,与未引进闪蒸装置及不冷却直接闪蒸的工艺相比,采用冷却后闪蒸的工艺能耗最少,闪蒸装置甲醇回收率为88．7％,生产10000t生物柴油可节约10．7％的能量,此工艺在购置设备方面较其他两种工艺费用高,但综合成本仍是最低的．     

甲醇柴油混合燃料的理化特性研究

为了有助于开展甲醇柴油混合燃料在柴油发动机上的应用研究,开展了不同比例甲醇柴油混合燃料的主要理化特性的研究工作。通过对不同比例混合燃料的冷滤点、馏程、密度、粘度、表面张力、十六烷值和腐蚀性等理化特性的测试和比对,初步探讨了甲醇含量对混合燃料理化参数的影响规律。实验结果表明:随着甲醇掺混比例的增加,混合燃料的十六烷值、粘度、表面张力逐渐降低;腐蚀性和凝点变化不大;混合燃料的低温蒸馏特性较强。     

甲苯二异氰酸酯相关合成体系密度的测定与关联

甲苯二异氰酸酯是重要的有机中间体,为了提供其相关合成反应的工业化设计所必需的密度、超额体积等关键物性数据,选定基础原料甲醇、乙醇、氨基甲酸甲酯为研究对象．分别用激光法测定了常压下甲醇＋氨基甲酸甲酯和乙醇＋氨基甲酸甲酯体系在293．15、308．15K下固体溶质在液体中的溶解度,用间接测量法得到了相应条件下体系的混合密度,然后通过密度进一步计算得到了超额体积．对于上述体系,不同条件下各混合液的过量体积均为负;溶液组成一定时,超额体积随着温度的增加而减小;体系温度一定时,超额体积随着氨基甲酸甲酯摩尔分数的增加而减小．同时,对于不同温度下甲醇＋氨基甲酸甲酯、乙醇＋氨基甲酸甲酯体系密度与组成的关系,超额体积与组成的关系进行了线性关联,回归所得模型系数的最大标准偏差小于0．5％;用Redlich-Kister方程拟合了不同温度下的超额体积与组成的关系,回归所得模型参数的最大标准偏差小于5％．结果表明模型方程可适用于回归上述体系的物性数据．     

超临界甲醇法连续制备生物柴油

在压力9～21 MPa,温度260～400 ℃的超临界甲醇条件下,采用管式反应器连续制备了生物柴油,并对不同反应时间、温度、压力及摩尔比对大豆油转化率的影响进行了研究.实验结果表明:较佳的反应条件为醇油摩尔比42∶1,温度400 ℃,压力15 MPa,时间600 s,此时大豆油的转化率可达到53%.在连续操作条件下反应物的混合状况对酯交换反应及其转化率有重要影响,在甲醇中加入有机共溶剂四氢呋喃可明显提高甲醇与大豆油的互溶性,降低甲醇的临界点,使醇油的混合效果更好,当四氢呋喃与甲醇的摩尔比为0.04∶1和温度为360 ℃时,大豆油的转化率可由36%提高到75%.     

超临界甲醇法连续制备生物柴油

在压力9~21 MPa,温度260~400℃的超临界甲醇条件下,采用管式反应器连续制备了生物柴油,并对不同反应时间、温度、压力及摩尔比对大豆油转化率的影响进行了研究.实验结果表明:较佳的反应条件为醇油摩尔比42∶1,温度400℃,压力15 MPa,时间600 s,此时大豆油的转化率可达到53%.在连续操作条件下反应物的混合状况对酯交换反应及其转化率有重要影响,在甲醇中加入有机共溶剂四氢呋喃可明显提高甲醇与大豆油的互溶性,降低甲醇的临界点,使醇油的混合效果更好,当四氢呋喃与甲醇的摩尔比为0.04∶1和温度为360℃时,大豆油的转化率可由36%提高到75%.     

共溶剂THF对超临界甲醇连续化制备生物柴油的影响

在直径φ20 mm、长3 700 mm的垂直管式反应器中研究了共溶剂四氢呋喃(THF)对超临界甲醇连续化制备生物柴油体系中的反应中间产物组成及甲酯收率的影响;反应温度,反应压力,醇油摩尔比分别为275～375℃,15 MPa,40:1.结果表明:较低的温度下,共溶剂四氢呋喃加入反应体系后,生物柴油的收率有显著的提高.由此可推论在较低温度下,表明醇油未完全混合均匀;加入共溶剂后,改善了醇油的混合情况,使得甲酯收率明显提高.实验还发现,当在高温下,甲酯收率出现极大点,原因可能是甲酯的消耗速率大于其生成速率;加入共溶剂后,反应速率加快,与不加共溶剂时相比,中间产物浓度在很短时间内就达到平衡.     

LDO催化大豆油制备生物柴油的研究

为解决生物柴油酯交换过程中的产物与催化剂分离问题,制备了镁铝复合氧化物（LDO）,以镁铝复合氧化物为催化剂催化大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油,通过正交试验考察反应温度、醇油物质的量比、催化剂用量、反应时间等因素对制备过程的影响,优化制备工艺。研究表明：镁铝复合氧化物可以用于以大豆油甲醇为原料酯交换反应制备生物柴油工艺,其为催化剂催化大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油最佳制备工艺条件是：反应温度65℃,反应时间3 h,反应醇油比9∶1,催化剂用量4%,在此条件下获得生物柴油的产率为96.25%。     

利用大豆酸化油合成生物柴油的工艺研究

采用大豆酸化油在催化剂浓硫酸的作用下与甲醇发生酯化反应制备脂肪酸甲酯(生物柴油),研究了醇油摩尔比,催化剂质量分数,反应时间,反应温度等对产物收率的影响。通过正交试验得到最佳反应条件:醇油摩尔比16∶1,催化剂质量分数2%,反应时间8 h,反应温度70℃。在最佳条件下,酸化油酸值由128降至5.6,酯化率达到95.6%,生物柴油的收率为68.0%。     

Brnsted-Lewis双酸型离子液体催化制备生物柴油

制备并表征了Brnsted-Lewis双酸型离子液体(3-磺酸)丙基三乙基铵氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(ZnCl2摩尔分数x=0.67),并用于催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油。结果表明:该离子液体具有Brnsted和Lewis双重酸型活性位,且两者间兼有的协同催化效应可显著提高其催化性能;在n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶8、m(大豆油)∶m(离子液体)=20∶3,140℃下反应6h时,生物柴油的收率为95.7%。另外,该催化剂回收重复利用5次后,生物柴油的收率没有明显降低,具有较好的重复使用性能。     

鸡蛋壳催化大豆油酯制备生物柴油

以废弃鸡蛋壳为原料制得固体碱催化剂,催化大豆油与甲醇的酯交换来制备生物柴油。利用热重分析仪、低温氮气吸附脱附仪等对制备的催化剂进行了表征。实验结果表明：950℃下焙烧3.0h制得的催化剂活性最佳。制备生物柴油的最佳工艺条件为：醇油物质的量比10∶1、催化剂质量分数为3.0%、反应时间3.0h。在最佳工艺条件下,生物柴油收率可达98.9%。对催化剂的稳定性做了进一步研究,实验结果表明：制备的催化剂在重复使用13次以上,仍保持了较高的催化活性,生物柴油收率可达到98%以上。     

利用新型固体碱催化合成生物柴油

以NaOH、正硅酸乙酯和乙醇为原料经溶胶一凝胶法制备新型固体碱催化剂（Na／SiO2）,将该催化剂用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂焙烧温度、n（NaOH）／n（SiO2）、n（甲醇）／n（大豆油）,催化剂质量分数和反应时间对收率的影响。结果表明,固体碱催化剂Na／SiO2在大豆油与甲醇的酯交换反应中具有很高的催化活性,当催化剂焙烧温度为600℃、n（NaOH）／n（SiO2）为2：1、n（甲醇）／n（大豆油）为15：1、催化剂质量分数为7％、反应时间3h,酯交换反应转化率可达97．42％。该催化剂在稳定性试验中呈现出优良的稳定性。     

酯交换法制备生物柴油的工艺研究

采用大豆油在催化剂氢氧化钠作用下与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油,研究了醇油摩尔比、催化剂质量分数、反应时间、反应温度等对反应产率的影响。采用气相色谱法检测产品成分。实验结果表明,该反应最佳操作条件为:醇油摩尔比6∶1,反应温度60℃,反应时间2 h,催化剂用量为原料油质量的1%。在此条件下生物柴油的得率达到98.5%。     

大豆油酯交换制备生物柴油的研究

利用K2CO3和Al2O3制备固体碱催化剂,将它用于大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油。通过实验考察醇油摩尔比,催化剂用量,反应温度和反应时间4个工艺条件对生物柴油产率的影响,最后确定最佳的反应条件为：醇油摩尔比9∶1,催化剂用量2%,温度60℃,反应时间4h,在此条件下得到的生物柴油产率为72.3%。     

固体碱催化大豆油酯交换制备生物柴油的工艺条件研究

本文以固体碱催化大豆油酯交换制备生物柴油的转化率为指标,在单因素分析反应时间、反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量等影响的基础上,采用正交试验法优化了反应工艺条件。研究结果表明,大豆油酯交换反应的最佳反应条件为：反应温度55℃、反应时间2h、醇油摩尔比6：1、催化剂用量1．1wt％。在此条件下,转化率达96．53％。     

超声强化氢氧化钾催化大豆油酯交换制备生物柴油的工艺条件研究

本文以固体碱氢氧化钾催化大豆油酯交换制备生物柴油的转化率为指标,考察了在超声强化条件下反应时间、反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量对生物柴油转化率的影响,并与常规的机械搅拌条件进行了比较,采用正交试验法优化了反应工艺条件。研究结果表明,超声强化下,大豆油酯交换反应的最佳反应条件为:反应温度65℃、反应时间50min、醇油摩尔比7:1、催化剂用量1.1wt%。在此条件下,转化率高达99.59%。     

生物柴油副产物下层甘油液的组成分析及其分离

分析了菜籽油和大豆油碱催化酯交换法制备生物柴油副产物下层甘油液的主要成份。下层甘油液中主要含甘油、甲醇和脂肪酸皂以及少量的脂肪酸甲酯和游离碱。探索了分离方法。获得的甲醇和脂肪酸可用于生物柴油生产和其它产品的原料,获得的甘油含量达到分析纯要求。