Mo/C催化剂常压催化生物柴油脱羧制备烃类燃料

研究在内径为16 mm、长度为600 mm的管式反应器中,利用负载型Mo/C催化剂,常压下催化生物柴油脱羧的效果。主要考察了温度、进料速率、催化剂用量、金属负载率等因素对生物柴油脱羧的影响。得到生物柴油脱羧去氧的适宜条件：反应温度为340℃,Mo在活性炭上的负载率为40%,催化剂用量为40 g,进料速率为0.3258 g·min^-1,在此条件下,酯转化率接近100%,液态烃产率为62.35%,液态产物中C15烷烃、C17烷烃和芳香烃为主要组分。固态、液态、气态产物分布分别为8.73%、63.04%和28.23%。实验研究了在较适宜的条件下Mo/C催化剂的寿命,并且分析了其失活的原因。     

絮凝法采收小球藻的研究

试验研究了9种絮凝剂:壳聚糖、琼脂、聚丙烯酰胺、硫酸锌、明矾、硫酸铝、氢氧化钙、硫酸铁、三氯化铁采收小球藻的效果,并对絮凝采收后的培养液重复使用情况及絮凝剂费用进行了考察。结果表明,硫酸铝、氢氧化钙、硫酸铁和三氯化铁絮凝效果较好,絮凝时间90 min,用量分别为0.8,0.8,0.5,0.3 g/L藻液时,小球藻的采收率分别达到89.7%,91.7%,89.6%和92.3%。絮凝后的培养液按1∶10接种小球藻,小球藻在硫酸铝和硫酸铁絮凝后的上清液中生长较慢;在氢氧化钙和三氯化铁絮凝后的上清液中生长较快。氢氧化钙絮凝采收小球藻的成本较低,絮凝剂费用为1.0元/kg干藻。综合考虑,氢氧化钙可作为小球藻最佳絮凝剂。     

冷冻结晶法脱除生物柴油中的饱和脂肪酸酯制备脂肪酸酯类抗磨剂

为脱除饱和脂肪酸甲酯,得到合格的脂肪酸酯类柴油抗磨剂(饱和脂肪酸酯含量不高于2.5%),以生物柴油为原料,采用冷冻结晶法,考察了冷冻温度、搅拌速度、冷冻方式和原料组成对饱和脂肪酸甲酯脱除效果的影响。结果表明:过高的搅拌速度产生细小晶体,不利于晶体和熔融液的分离;冷冻温度与原料中棕榈酸甲酯的含量有关,当原料中棕榈酸甲酯的含量低于1.2%时,在-5℃下静置冷冻结晶,可以得到符合抗磨剂要求的产品,如果原料中棕榈酸甲酯的含量超过1.2%,必须在-20℃下进行静置冷冻结晶处理;逐级降温静置冷冻结晶方法有利于提高生物柴油中饱和脂肪酸甲酯的脱除效果和脂肪酸甲酯的收率,在-15℃下处理即可获得符合抗磨剂要求的产品。     

离子液体萃取脂肪酸甲酯性能研究

以咪唑型离子液体为萃取剂萃取长链脂肪酸甲酯。研究了离子液体阴离子的结构、相比和改性剂对萃取率的影响。[Bmim]Cl,[Bmim]Ac对脂肪酸甲酯有一定的萃取能力,但萃取率远远低于路易斯酸型离子液体[Bmim]Cl-xAlCl_3。对于[Bmim]Cl-xAlCl_3,萃取率随离子液体中AlCl_3比例的增加而增加。离子液体对脂肪酸甲酯的萃取能力与脂肪酸甲酯的分子结构有关,并受相比和改性剂影响。脂肪酸甲酯分子中双键个数越多、碳链长度越短,离子液体与石油醚的体积比越大,萃取率越高,当以x=1.35的咪唑型氯铝酸盐离子液体为萃取剂,离子液体与石油醚相比为1:2时,EPA的萃取率可以达到97.23%。萃取体系中加入乙酸乙酯或乙醇,将降低离子液体对脂肪酸甲酯的萃取能力。体系中200μL乙醇,EPA的萃取率由99.06%降低到15.10%。     

大豆油基生物柴油氧化动力学方程研究

作为衡量生物柴油品质的重要指标,氧化安定性优劣直接关系到生物柴油的应用前景。利用气相色谱及生物柴油氧化安定性测定仪测定了大豆油生物柴油在不同温度下脂肪酸甲酯质量浓度随时间的变化规律,得到了大豆油生物柴油的降解动力学曲线以及不同脂肪酸甲酯的反应速率常数K、活化能Ea,研究表明生物柴油氧化降解为拟一级反应;大豆油生物柴油、棕榈酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯的表观活化能分别为82.15、85.31、88.54、80.52、75.49 k J/mol,碳链长度缩短、不饱和双键增多会促进其氧化降解;生物柴油的氧化诱导时间与氧化速率常数的倒数成正比关系。     

生物质炭吸附及其与O3耦合处理生物质废水

针对我国生物质废水污染问题,建立生物质炭吸附、生物质炭/O3耦合处理生物质废水的工艺,并与O3氧化工艺比较。生物质炭吸附处理生物质废水的工艺中,研究了生物质炭吸附生物质废水中的有机物的吸附平衡曲线,考察了吸附时间、生物质炭投加量、不同炭种对COD脱除率的影响。生物质炭吸附生物质废水中的有机物的吸附平衡曲线符合Langmuir方程,吸附平衡常数为8.833×10-5 L/mg,饱和吸附容量为1.136×106 mg/g;20℃下,生物质炭的投加量为20g/100mL废水,吸附15min,废水相COD值可从12496mg/L降至761mg/L,有机物脱除率可达93.9%。单独O3降解及先O3降解后生物质炭吸附的两步法工艺不适合生物质废水的处理,生物质炭/O3协同的一锅法处理废水效果最佳,在生物质用量仅为1g/100mL废水,臭氧流速为150mL/min,处理时间20min时,COD脱除率高于90%。     

溶解度参数在脂肪酸甲酯溶解性研究中的运用

采用基团贡献法计算了单个脂肪酸甲酯的溶解度参数,发现脂肪酸甲酯的溶解度参数随着碳链的增长而降低,而碳链不饱和度的增大对其影响有限。测定了几种脂肪酸甲酯的KB值,考察了生物柴油萃取废水中苯酚的萃取性能,并将其与脂肪酸甲酯的溶解度参数进行了比较,结果显示利用基团贡献法计算得到的脂肪酸甲酯的Hansen溶解度参数可以很好地反映脂肪酸甲酯的溶解性能。在此基础上,比较了脂肪酸甲酯与常用有机溶剂、常见有机污染物的溶解度参数,结果发现,脂肪酸甲酯与常用有机溶剂、常见有机污染物具有相近的溶解度参数,脂肪酸甲酯可以作为一种性能优良的绿色溶剂,替代常用的有机溶剂广泛应用与工业清洗、废弃物处理等方面。     

纤维藻培养及制备生物柴油的研究

探讨了纤维藻(Ankistudesmus sp)的低成本培养模式,考察了氮源和碳源以及反应器形式对纤维藻生物量、油脂积累以及油脂组成的影响。户外培养纤维藻在氮饥饿条件下油脂产率较高;通过槽式反应器和管式反应器的比较发现:槽式反应器更适合微藻的大规模培养;混养培养时能显著增加纤维藻的生物量和油脂含量,最佳添加条件下藻的生物量和油脂含量分别高达1.64 g/L和15.9%,1.41 g/L和11.9%。藻油经酸催化甲酯化制备生物柴油,经气相色谱分析,藻油主要成分为棕榈酸、油酸和亚油酸。氮缺陷、流加葡萄糖培养得到的纤维藻油含有25.32%的棕榈酸、44.74%的油酸,其制备得到的生物柴油具有更好的氧化稳定性和低温流动性。     

Pt/MCM-41加氢裂化制备航空生物煤油

利用可再生资源制备液体燃料,是国家应当储备的战略技术之一。本试验以生物柴油加氢脱氧得到的生物烷烃为原料,采用Pt/MCM-41介孔分子筛为加氢裂化催化剂,制备出高转化率、较高选择性的航空生物煤油。试验以不同硅铝比MCM-41为载体,负载不同质量铂金属,制备和表征了不同组成Pt/MCM-41的催化剂;考察了不同硅铝比、反应温度、铂负载量对催化剂活性的影响。结果表明,硅铝比、反应温度和铂负载量对反应产物都有很大影响,硅铝比为10的Pt/MCM-41(Pt%=0.7%)催化剂在340℃条件下的转化率达到了98.42%,煤汽比为1.01,收率也达到了89.50%;随着温度的升高,产物转化率逐渐增加,但是煤汽比随着反应温度的升高逐渐减小;随着铂负载量的增加,转化率提高显著,煤汽比在负载量达到0.7%时才提高明显。     

水力空化技术强化酯交换反应合成生物柴油的研究

采用水力空化技术强化酯交换反应制备生物柴油．实验结果表明，采用水力空化技术可以大大缩短酯交换反应达到平衡的时间，与机械搅拌反应体系相比，在醇油摩尔比6：1，催化剂KOH用量为油重1％的反应条件下，反应时间从60min缩短到20min，同时反应的转化率也由94％提高到99％，水力空化技术对反应起到了很好的强化作用．还讨论了空化数和孔板几何参数对酯交换反应结果的影响．