甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究

以棕榈酸化油为原料,开展了甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究,考察了搅拌转速、催化剂用量、甘油用量、反应温度对脂肪酸转化率的影响,研究了工艺的可行性。实验结果表明,较优的甘油酯化反应工艺条件为：搅拌转速400 r/min、催化剂用量1.0%(w)、甘油与脂肪酸摩尔比1.1、反应温度180℃。甘油锌催化剂套用三次活性未有明显下降,且脂肪酸转化率均达到99%以上。该工艺与240℃无催化剂甘油酯化制备生物柴油工艺相比,生物柴油收率提高了3.42百分点,且生物柴油品质均符合指标要求,具有一定的优势。     

新型聚硅氧烷原油破乳剂的合成与表征

以异丙醇为溶剂、氯铂酸为催化剂,烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚(HMS)、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醋酸酯(AEPC)与含氢硅油经硅氢化加成反应合成了一种新型的聚硅氧烷原油破乳剂,通过单因素实验考察了原料中硅氢键与碳碳双键的摩尔比、反应温度、反应时间和催化剂用量对含氢硅油中活性氢转化率的影响,确定了最佳反应条件:硅氢键与碳碳双键的摩尔比1∶1.20,n(HMS)∶n(AEPC)=1∶1,催化剂用量(基于反应物的总质量)30μg/g,溶剂用量(基于反应物的总质量)30%,反应温度90℃,反应时间5 h。在此条件下,活性氢转化率达到93.5%。通过FTIR和1H NMR方法对产物的分子结构进行了表征。破乳性能测试结果表明,在最佳条件下合成的聚硅氧烷原油破乳剂对原油具有较好的破乳效果。     

聚甘油的酯化反应和产物破乳性能的研究

以聚甘油、丙烯酸为原料,以对甲苯磺酸为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,甲苯为溶剂,在110℃回流温度下,利用溶剂酯化法合成了一种水溶性聚甘油丙烯酸酯破乳剂。考察了催化剂用量、阻聚剂用量、反应时间、聚甘油中羟基与丙烯酸摩尔比、不同平均聚合度聚甘油合成的聚甘油丙烯酸酯对原油乳状液脱水率的影响。优化的反应条件为:催化剂用量占反应物总量的2.5%,阻聚剂用量占丙烯酸用量的2%,反应时间10h,聚甘油中羟基与丙烯酸摩尔比为2.6,聚甘油聚合度为6.3,在破乳剂用量为300mg/L时,破乳脱水率达64%。     

介孔碳基固体酸的制备及在生物柴油生产中的应用

以蔗糖为碳源、SiO_2为模板剂,采用碳化-磺化法制备介孔碳基固体酸催化剂,通过酸碱滴定、BET、XRD、FT-IR、SEM等方法对其进行表征,考察碳化温度、磺化温度对催化剂性能的影响,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察反应条件及原料中脂肪酸含量的影响。结果表明:制备催化剂的适宜条件为碳化温度400℃、磺化温度170℃;大豆油与甲醇酯交换反应的最佳条件为反应温度130℃、醇油摩尔比30、反应时间4h、催化剂用量(占大豆油质量的百分比)8%,生物柴油收率最高达95.94%;连续使用5次后,生物柴油收率仍达到85.46%,说明催化剂具有良好的稳定性;原料中的脂肪酸对催化剂性能有一定的负面影响,但当脂肪酸质量分数达到15%时,生物柴油收率依然可达90%以上。     

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%。     

甘油葡糖苷棕榈酸酯的合成

用玉米淀粉与甘油在酸催化下反应合成甘油葡糖苷,进而与棕榈酸进行酯化反应合成了一种新型非离子表面活性剂甘油葡糖苷棕榈酸酯。考察了反应温度、甘油与糖元摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素对转糖基反应的影响,以及催化剂、反应温度和乳化剂对酯化反应的影响。结果表明,在压力6．6kPa,甘油、糖元和催化剂三者摩尔比3．6：1：0．03,反应温度120℃,反应时间90min的条件下,淀粉转化率可达95％。以氧化锌或氢氧化钠为催化剂,其用量占反应物总质量的0．2％,加入1％．5％棕榈酸钠皂作乳化剂,在180—190℃下反应,可获得较高的酯化反应速率,酯化产物酸值小于5mgKOH／g。     

植物油制备生物柴油的工艺研究

以菜籽油、大豆油、调和油为植物油原料,通过甲醇酯交换反应制备了生物柴油脂肪酸甲酯。用气相色谱分析方法,考察了反应温度、醇油摩尔比、KOH催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明,由不同植物油原料所得的生物柴油收率达到最大值时,其共有的最佳工艺条件为:四氢呋喃(THF)作共溶剂,KOH作催化剂,反应温度60℃,n(甲醇)/n(植物油)值6,反应时间15 min;因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工艺条件下的KOH催化剂加入质量分数和生物柴油收率最大值不同,菜籽油、大豆油、调和油所需的KOH催化剂加入质量分数分别为1.0%,1.0%,0.9%,相应的生物柴油收率最大值分别为97.2%,97.5%,98.3%。     

栗毛球状CaO@MgO碱催化剂的制备及其在生物柴油制备上的应用

采用水热法制备Mg(OH)_2载体,以乙醇-水混合溶液为溶剂、采用沉淀浸渍法制备栗毛球状CaO@MgO碱催化剂,并将其应用于甲醇和大豆油为原料的生物柴油制备体系。采用XRD,TGA,SEM,CO_2-TPD等技术对催化剂试样的微观结构进行表征,考察了反应时间、反应温度、油醇摩尔比和催化剂用量等因素对生物柴油收率的影响。表征结果显示,焙烧温度为700℃、镁钙质量比为1∶5的碱催化剂5CaO@MgO具有栗毛球状规整的形貌,催化活性更高。实验结果表明,在反应时间1 h、反应温度70℃、油醇摩尔比1∶15、催化剂用量1.5%(w)的最佳反应条件下,生物柴油的收率可达98.8%。5CaO@MgO碱催化剂具有较好的耐水性和可重复利用性。     

聚醚脂肪酸酯的合成及应用

以对甲苯磺酸为催化剂、石油醚为携水剂,合成了性能优良的聚醚脂肪酸酯。考察了聚醚相对分子质量、反应温度、反应时间、催化剂用量及原料摩尔比等工艺条件对脂肪酸转化率的影响。结果表明,在聚醚相对分子质量1300,反应温度180qC、反应时N4h、催化剂用量占反应物总量0．5％、原料聚醚与脂肪酸摩尔比1．1：1的优化条件下,合成的聚醚脂肪酸酯作为单体之一,用于高速纺化纤油剂中,具有良好的耐热性、平滑性、集束性与牵伸性。     

氧化钙固体碱催化剂用于大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的研究

对氧化钙固体碱催化剂用于甲醇和大豆油的酯交换反应制备生物柴油（脂肪酸甲酯）进行了研究，考察了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量等因素对生物柴油产率的影响，以及采用四氢呋喃等溶剂溶解产物中的甘油和脂肪酸甲酯以分离回收催化剂的方法。结果表明，在醇油摩尔比为12、反应温度为65℃、催化剂用量为8％、反应1．5h的条件下，生物柴油产率达到了95％以上。重复使用实验结果表明，CaO的催化活性比K2CO3／γ-Al2O3和KF／γ-Al2O3固体碱催化剂高，寿命更长，重复使用20次后催化效果无明显下降。     

生物柴油对低硫柴油润滑性的增进作用

用菜籽油、大豆油以及芸香籽油制备了多种脂肪酸低碳醇酯即生物柴油，用高频往复试验机法（HFRR）考察了生物柴油对低硫柴油润滑性的增进作用。研究结果表明，生物柴油对低硫柴油润滑性有增进作用，但添加质量分数在0．2％以下时效果不明显；柴油组分不同，对生物柴油的感受性也不同：对于馏分较重、粘度较大的柴油，生物柴油的添加量只需超过2．0％其润滑性就能满足标准要求（磨斑直径不大于460／μm）；而对于馏分较轻、粘度较小的柴油，需添加4．0％～5．0％才能使其润滑性满足要求；生物柴油的烷氧基链长对其润滑性没有明显影响，而甘油单酸酯或游离脂肪酸等杂质能够显著提高其润滑性；以不同植物油为原料制备的生物柴油在较低的添加比例下对低硫柴油的润滑性没有明显的不同，超过2．0％以后略有差别。     

外加磁场对催化裂化柴油氧化脱硫作用的研究

以石油醚为溶剂,二苯并噻吩为模型硫化物,配制成模拟油,在螺线管磁场中对油品进行氧化脱硫实验。结果表明,在外加磁场作用下,以30%过氧化氢为氧化剂,当电流强度为11 A、剂油比3.0、反应温度0 ℃、反应时间60 min时,模拟油中的硫含量可以从1 000μg/g降至118 μg/g。对于硫含量为5 647μg/g的催化裂化柴油（25 mL）,在氧化剂过氧化氢（30%）用量5 mL、反应时间60 min、反应温度0 ℃、螺线管电流强度为11 A的条件下,催化裂化柴油的平均脱硫率为70.3%;而无磁场时催化裂化柴油的平均脱硫率为67.2%。     

超声波作用下柴油深度氧化脱硫的研究

催化氧化脱硫是降低柴油硫含量的非加氢脱硫工艺，在催化氧化溶剂抽提的基础上，引入超声波为反应提供能量，考察了超声频率、声强等因素对脱硫效果的影响。结果表明。以H2O2-有机酸为氧化剂，在室温，剂油比为0．05，搅拌速率为300r／min，反应时间为15min，频率为28kHz，声强为0．408W／cm^2的条件下进行柴油催化氧化反应，将得到的产品与萃取剂（DMF）在室温下按照1：1混合，萃取两次后进行分离，其脱硫率为94．8％，而未加超声波的脱硫率仅为67．2％，说明超声氧化脱硫效果明显优于未加超声波的氧化脱硫反应。     

直馏柴油溶剂抽提精制

去除直馏柴油中的环烷酸，采用加氢精制法成本高，且氢源不足；采用碱洗法则损失大，污染严重。为此采用以助溶剂和溶剂组成的复合溶剂抽提方法脱除直馏柴油中的环烷酸，并对抽提的工艺条件进行了实验室研究。结果表明，采用单级抽提，剂油比为1～2：10，酸去除率达80％以上，柴油的回收率达99％以上，精制后柴油酸值合格，还可副产环烷酸。溶剂及助溶剂均可回收利用，不污染环境。     

Economic feasibility study of biodiesel production by direct esterification of fatty acids from the oil and soap industrial sector

Industrial production of biodiesel fuel in Egypt by the transesterification of vegetable oils is being faced with the problem of feedstock shortage. Egypt imports annually about 90% of its needs as edible oils for human consumption. The production of biodiesel by direct esterification of fatty acids that can be obtained from the oil and soap industrial sector in huge quantities each year (around 16 thousand tons) may be a proper solution to this problem. According to results of a previous study [1], the biodiesel produced following this approach and using methyl alcohol was quite efficient as an alternative fuel for diesel engines. However, the process should be economically feasible for application on an industrial scale. The present study assessed the economic feasibility of biodiesel production by direct fatty acid esterification. Complete process simulation was first carried out using the process simulation software, Aspen HYSYS V7.0. The process was then designed comprising four main steps being esterification, solvent recovery, catalyst removal and water removal. The main processing units include the reactor, distillation column, heat exchangers, pumps and separators. Assuming that the rate of fatty acids esterified was 2 ton/h, all process units required have been sized. Total capital investment, total manufacturing cost and return on investment were all estimated. The latter was found to be 117.1% which means that the production process is quite economically feasible.     

Study on Separating Naphthenic Acids from Diesel Fuel by Microwave Irradiation

The microwave technology was introduced to separate naphthenic acids from diesel fuel. The decrease of zeta-potential of electric double layer on the W/O interface and the reduction of diesel fuel viscosity were responsible for the accelerated separation of naphthenic acids under microwave irradiation. The influences of dosage of alkali compound solvent (Mp / MT), irradiation pressure, irradiation time, irradiation power, the settling time and oil phase-to-solvent phase volume ratio (O/S) had been investigated. The optimum process conditions for the refining process were determined. The removal of naphthenic acids reached 98.4% when the optimum conditions were proposed as follows: Mp/MT=1 .5,0.05MPa, 6 min, 375W, 25min and O/S=10, respectively. The diesel recovery could reach 99.3% and the quality of the treated diesel oil was good enough to meet the specification of GB252-2000.     

FCC柴油氧化萃取深度脱硫工艺研究

以氧气作氧化剂、甲酸作催化剂、N-甲基吡咯烷酮作萃取剂,采用催化氧化反应与溶剂萃取相结合的方法对催化裂化柴油进行了氧化萃取脱硫实验。考察了催化剂用量、催化氧化温度、反应时间、氧气压力及萃取剂的用量等对催化裂化柴油脱硫率的影响。结果表明,在反应温度为80℃、反应时间为90min、充氧压力为0.6MPa、催化剂与油体积比为10%的条件下,柴油经催化氧化脱硫后,硫含量可从1694.2μg/g降到190.8μg/g,脱硫率达到88.7%;在萃取剂油体积比为1.0和室温条件下,用N-甲基吡咯烷酮萃取3次,再经硅胶吸附后柴油硫含量为37.5μg/g,柴油收率为94%,达到欧Ⅳ排放标准小于50μg/g的要求。     

以蓖麻油酸合成的低酸值加氢裂化柴油抗磨添加剂润滑效果研究

以高频往复试验机(HFRR)评价柴油润滑性能,考察了碳数为18的不同羧酸对加氢裂化柴油润滑性的影响。合成了蓖麻油酸单酯类化合物,测定了它们的酸值,并考察了其对加氢裂化柴油润滑性改进的效果。通过优化蓖麻油酸丙三醇单酯与蓖麻油酸复配的比例,制备了加氢裂化柴油的抗磨添加剂。试验结果表明,在相同添加量条件下,制备的抗磨添加剂对加氢裂化柴油的润滑性改进效果略优于国外抗磨剂,而制备的抗磨添加剂酸值约为国外抗磨剂的一半,在加剂量为200 500 μg/g的条件下,不影响加氢裂化柴油的基本物化性质。     

生物柴油制脂肪酸单甘油酯及其抗磨性能研究

以生物柴油和甘油为原料,通过酯交换反应制备脂肪酸单甘油酯,将产物作为柴油抗磨剂产品。分别考察了不同反应条件下制备的脂肪酸单甘油酯的抗磨性能,并探讨了将生物柴油原料冷冻精制、反应产物分子蒸馏提纯后的产物对抗磨性能的影响,进一步考察了经提纯的脂肪酸甘油酯的抗磨稳定性。研究结果表明,优化的反应条件为：生物柴油与甘油的物质的量比1∶1,反应时间8 h,反应温度160～180 ℃。另外,将原料和产物进行精制处理得到的脂肪酸单甘油酯抗磨剂产品,与未经精制处理得到的脂肪酸单甘油酯抗磨剂产品相比,抗磨性能显著提升,且具有良好的抗磨稳定性。     

油溶性过氧化环己酮在FCC柴油氧化脱硫中的应用研究

制备了油溶性过氧化环己酮,将其作为柴油脱硫氧化剂应用于FCC柴油的氧化-萃取脱硫中,实验考察了反应温度、反应时间、剂油比等反应条件对脱硫率的影响,结果表明,在反应温度为100 ℃、氧化剂与柴油的体积比为2：50、反应时间3.0 h、萃取剂与柴油的体积比为5：10的条件下,可脱除FCC柴油中93.0 %的硫化物,柴油回收率达99 %;该柴油经二次萃取后,硫含量降至33.9μg/g,可满足欧IV排放标准的要求。