超声辅助-过氧化氢/甲酸/磷钨酸催化氧化柴油深度脱硫研究

在超声辅助下,以过氧化氢/甲酸为氧化剂、磷钨酸为催化剂,用催化氧化的方法对加氢柴油深度脱硫,考察了磷钨酸用量、氧硫摩尔比、甲酸质量分数、油水体积比、反应温度、超声功率、萃取剂组成对加氢柴油脱硫效果的影响。实验结果表明,在磷钨酸用量为0.2%w柴油、氧硫摩尔比为10∶1、甲酸质量分数为80%、油水体积比为8∶1、反应温度为80℃、超声功率为240 W、萃取剂组成为V_(甲醇)∶V_水=2∶1的工艺条件下,加氢柴油脱硫率和收率分别为97.3%和95.6%,总硫质量分数降至9.512μg/g,达到加氢柴油深度脱硫的目的。     

新型生物柴油制备方法的研究进展

常规均相催化技术采用酸、碱催化剂进行酯化或酯交换反应制备生物柴油,其工艺对设备腐蚀严重,同时带来大量工业废水,造成严重的环境污染及工业成本的增加。新型催化技术可改进均相催化技术的不足,且具有反应条件温和、产率高和容易实现自动化连续生产等优点,已受到人们的广泛关注。阐述了近年来生物柴油国内外发展趋势及应用,重点介绍了新型生物柴油制备方法,如反应精馏法、催化膜反应器、超声法、微波法、连续催化法及其应用现状的国内外进展。最后,对新型生物柴油制备方法存在的问题及应用前景进行了展望。     

磷钨酸/氧化锆催化剂催化氧化柴油脱硫

采用过饱和浸渍法制备了负载型催化剂HPW/ZrO_2(HPW为磷钨酸),利用XRD、FTIR和N_2吸附-脱附方法对催化剂进行了表征。以H_2O_2为氧化剂、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为相转移催化剂,对比研究了HPW和HPW/ZrO_2催化剂的氧化脱硫性能,同时考察了氧化反应条件、催化剂的循环使用性能和氧化反应动力学。实验结果表明,HPW/ZrO_2催化剂的脱硫效果优于HPW催化剂;在n(H_2O_2):n(S)=4.0、HPW/ZrO_2催化剂用量为2.5%(基于柴油质量)、CTAB用量为0.25%(基于柴油质量)、氧化温度60℃、氧化时间90 min的条件下脱硫效果最佳,柴油中硫的含量由3 647 mg/L降至72 mg/L,脱硫率达98.0%。催化剂循环使用3次后脱硫率仍达95.3%,且该氧化脱硫反应符合一级动力学。GC-SCD分析结果显示,HPW/ZrO,催化氧化法易脱除柴油中加氢法难以脱除的二苯并噻吩及其衍生物。     

负载型磷钨酸催化剂催化合成生物柴油燃料添加剂

以磷钨酸(TPA)为活性组分、Zr O2为载体,采用浸渍法制备了TPA/Zr O2负载型催化剂,采用XRD,TG-DTA,BET,FTIR等方法对催化剂的物化性能进行了表征;通过催化甘油与冰醋酸反应制备生物柴油燃料添加剂三醋酸甘油酯,对催化剂的性能进行了评价,考察了TPA负载量、反应体系、反应温度、反应时间、甘油与冰醋酸的摩尔比、催化剂用量以及不同载体和载体焙烧温度对三醋酸甘油酯收率的影响。实验结果表明,在优化的反应条件(甘油与冰醋酸的摩尔比1∶9、反应温度130℃、催化剂用量5%(基于甘油的质量)、自生压反应体系下反应4 h)下,5%(w)TPA/Zr O2催化剂(载体焙烧温度为500℃)表现出较高的活性,相应的三醋酸甘油酯收率为55.85%。     

CaO/ZnO固体碱催化制备生物柴油及催化剂的表征

用浸渍法制备了Ca(Ac)₂/ZnO,再将其通过高温焙烧制得CaO/ZnO。用正交实验法考察了浸渍液的质量分数、焙烧温度及焙烧时间对CaO/ZnO催化活性的影响。以优化条件制备的CaO/ZnO为催化剂,考察了蓖麻油与甲醇的催化酯交换反应。采用TG-DTG、XRD、BET表征了优化条件下制得的Ca(Ac)₂/ZnO和CaO/ZnO。结果表明,适宜的CaO/ZnO催化剂制备条件为浸渍液质量分数0.20、焙烧温度973 K、焙烧时间3 h。当醇/油摩尔比9、催化剂/油质量比0.03、反应温度338 K、反应时间4.5 h时,蓖麻油转化率可达99.7%。Ca(Ac)₂/ZnO的TG-DTG曲线在690 K和1020 K有2个明显的失重峰;CaO/ZnO和ZnO具有相同的晶相结构,表明CaO在ZnO表面呈高度分散状态;CaO/ZnO比表面积为6.10 m²/g,平均孔半径为2.59 nm。     

固定化脂肪酶催化制备生物柴油

利用自制的酶柱反应器,通过改变反应液流量、溶剂的种类、反应时间以及水含量等参数,考察了大豆油和甲醇在固定化脂肪酶(Cand ida sp.99-125)催化下进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件,并用气相色谱对产物进行了分析。实验结果表明,反应液流量和水含量对转化率影响比较大,转化率随反应液流量的增加出现先增后减的趋势,采用正己烷为溶剂要优于其它溶剂。当以固定化的脂肪酶为催化剂、正己烷为溶剂、n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶3、m(大豆油)∶m(水)=5∶1、反应时间为24h、反应液流量1.2mL/m in时,产物中主要脂肪酸甲酯的质量分数可以达到91.87%。     

磷钨酸-SBA-15分子筛催化氧化吸附脱除直馏柴油中硫化物

采用原位合成法制备出磷钨酸(HPWA) - SBA - 15分子筛催化剂.以其为催化剂,直馏柴油为原料,采用静态催化氧化吸附法进行脱硫实验.结果表明,最佳脱硫反应条件为:HPWA质量分数30％,吸附时间60 min,吸附温度70℃,氧化剂(过氧化氢特丁基)用量0.05 mL.在此条件下,脱硫率达到36.17％.     

均相催化废餐饮油制备生物柴油工艺研究

考察了用浓H2SO4及NaOH催化废餐饮油和甲醇反应制备生物柴油的反应条件.结果表明,用NaOH作催化剂的2步酯交换法制备生物柴油时,预处理过程的最佳条件为:醇油质量比为0.4,催化剂H2SO4用量占原料油的质量分数为2.0%,反应时间为0.5 h,反应温度为65℃.主反应的最佳条件为:醇油质量比为0.25,催化剂用量为0.8%,反应温度为65℃,反应时间为1 h.在上述工艺条件下,产品生物柴油的收率可达95%,其各项性能实测值均达到欧洲生物柴油的标准要求.     

脂肪酶法制备生物柴油的研究现状及展望

脂肪酶法制备生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、甘油易回收和无废物产生等特点。对用于制备生物柴油的脂肪酶类型(动物脂肪酶、植物脂肪酶及微生物脂肪酶)、用于脂肪酶法制备生物柴油的原料油脂类型(植物油脂、动物油脂、微藻油脂及废弃油脂)以及脂肪酶法制备生物柴油的方式(游离脂肪酶催化法、固定化脂肪酶催化法、复合脂肪酶协同催化法)进行了综述;并提出了脂肪酶法制备生物柴油的研究与发展方向,如对酶制剂的研究、生物柴油原料的解决以及对脂肪酶的使用方式进行改进,为今后脂肪酶法制备生物柴油的研究提供思路。     

催化柴油加工路线选择及经济性分析

在柴油质量升级为国Ⅲ或国Ⅲ以上标准后,催化裂化柴油都必须经过加氢处理。WEPEC对柴油池组分及催化裂化柴油可利用的加工路线进行了分析,结果表明,对于采用的加工流程配置,催化柴油经柴油加氢装置处理后,其氢耗、能耗和加工费分别低于加氢裂化装置129m3/t、12.5×104 kJ/t和47.9元/t。因此,柴油加氢装置在确保反应器床层不超温的情况下,最大量的掺炼催化柴油是WEPEC首选的经济性途径。     

磷酸酯化聚乙烯醇渗透汽化复合膜的制备与分离性能研究

制备了以磷酸酯化聚乙烯醇为活性分离层的ＰＰＶＡ／ＰＡＮ渗透汽化复合膜，并用于乙醇－水混合物的分离；比较了分离温度、进料浓度对膜分离性能影响的重要性。结果表明，复合膜活性层的酯化度对其分离性能具有显著影响。     

环氧化天然橡胶改性软质聚氯乙烯的研究

对环氧化度为50％的环氧化天然橡胶（ENR－50）改性软质聚氯乙烯（PVC）体系的性能进行了研究，并用动态力学和电镜分析了PVC与ENR－50的相容性。结果表明：适量的ENR－50可明显改善软质PVC的性能，而且PVC的相对分子质量越大，PVC／ENR－50共混材料的性能越好。虽然DMA测试PVC／ENR－50共混材料只有1个玻璃化转变温度（Tg），但在微观上并不完全相容。     

环氧化天然橡胶增韧聚氯乙烯力学性能研究

对环氧化度为50％的环氧化天然橡胶（ENR－50）增韧聚氯乙烯（PVC）体系的力学性能进行了研究，并分析了防老剂4010与增塑剂DOP对PVC／ENR增韧体系性能的影响。结果表明：ENR有较好的增韧效果，且对PVC的强度影响不大；DOP既可增塑也可增韧，但DOP的加入将影响ENR对PVC的增韧作用；防老剂4010可阻止ENR的老化，改善PVC／ENR－50共混物的性能。     

微波辐射活性炭负载磷钨酸催化合成丙二酸二乙酯

研究了微波辐射下,利用活性炭负载磷钨酸作催化剂,丙二酸和乙醇为原料,催化合成丙二酸二乙酯,考察了影响反应酯化率的各主要因素其优化反应条件为:当丙二酸用量为0.15mol时,醇酸摩尔比为2.8:1,催化剂用量1.30g(磷钨酸负载量为35%时),微波辐射功率325W,微波辐射反应时间10min,带水剂(环己烷)用量8.00mL,在此条件下反应的酯化率可达97.6%实验结果还表明:在各自优化条件下,利用活性炭负载磷钨酸作催化剂,微波辐射法比常规加热法,反应速度加快了18倍,而且催化剂可多次重复使用     

壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈复合膜分离乙酸乙酯-乙醇-水的性能

制备了壳聚糖-聚乙烯醇/聚丙烯腈(CS-PVA/PAN)复合膜,用于乙酸乙酯-乙醇-水三组分溶液的分离。考察了CS-PVA/PAN复合膜的溶胀性、CS含量与料液温度对CS-PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的影响;用傅里叶变换红外光谱对CS,PVA,CS-PVA均质膜进行了表征。实验结果表明,在料液温度313.15K、CS-PVA/PAN复合膜中w(CS)=50%时,CS-PVA/PAN复合膜能有效地脱除乙酸乙酯(质量分数84.6%)-乙醇(质量分数3.4%)-水(质量分数12.0%)三组分溶液中的水分,渗透通量为183g/(m2.h),分离因子为4 160;且随料液温度的升高,渗透通量增大,分离因子减小,渗透通量和料液温度能较好地符合Arrhenius方程。     

油酸钠对聚乙烯醇水凝胶体系的影响

为获得热稳定性较好的物理交联聚乙烯醇(PVA)水凝胶,在不同含量的油酸钠存在下,对PVA水凝胶的性能进行了研究。实验结果表明,加入油酸钠对PVA水凝胶的热性能有较大影响,PVA水凝胶体系的凝胶时间缩短、凝胶熔融温度升高;在油酸钠含量较高时,PVA水凝胶体系的凝胶熔融温度较高。在质量浓度60~90g/L的PVA水溶液中加入质量分数6%~12%的油酸钠,可使凝胶时间从30min以上缩短至10min以内,且凝胶熔融温度也由原来的30℃以下升高到近100℃。与添加其他盐类(如NaCl,CaCl2,KCl)相比,添加油酸钠的作用显著。红外光谱和示差扫描量热分析也证实了上述结论。     

聚乙烯醇消泡剂的应用研究

针对聚乙烯醇 (PVA)溶解起泡的问题 ,在对PVA溶解时泡沫产生的原因、消泡机理进行理论分析的基础上 ,通过实验 ,研究了不同聚合度、不同醇解度PVA产品溶解起泡的规律性 ,筛选出适用于各种PVA产品的消泡剂 ,总结了PVA产品在不同应用领域的消泡剂使用情况。     

聚苯胺-聚乙烯醇复合膜的制备及其力学性能

采用聚乙烯醇(PVA)为基质材料,用盐酸进行掺杂,制备了聚苯胺(PANI)-PVA复合膜。考察了PVA含量、盐酸浓度、氧化剂过硫酸铵(APS)用量、反应时间和膜干燥温度等因素对PANI-PVA复合膜拉伸断裂强度的影响。实验结果表明,PANI与PVA可进行有效的复合,使PANI的拉伸断裂强度得到大幅提高,且PANI-PVA复合膜的拉伸断裂强度随PVA含量的增加而增大;在PVA质量分数40%(基于PVA和PANI的总质量)、c(HCl)=1.0 mol/L、反应时间为4.0 h、n(APS):n(苯胺)=1.0、膜干燥温度为80℃的条件下,所得盐酸掺杂的PANI-PVA复合膜的拉伸断裂强度达到最大值(60.8 MPa)。     

负载固体酸催化豆油制备生物柴油的研究

以负载固体酸为催化剂,甲醇和大豆油为原料,合成了生物柴油。在单因素的基础上,应用Box-Behnken中心组合原理,对醇油量比,催化剂用量,反应时间三个因素进行了三水平的实验设计。通过响应面分析,确定最佳工艺为:醇油量比7∶1,m(催化剂)/m(豆油)为5.95%,反应时间3.75h。此条件下生物柴油产率为96.62%。多次使用后,催化剂仍表现出较好的催化活性。并利用XRD、FT-IR光谱表征了催化剂的物相和产品结构,用气相色谱-质谱联用法对产品进行了定性和定量分析。