小桐子油生物柴油的热解特性及动力学研究

利用热重分析仪在不同升温速率(10、20、30℃/min)和一定氮气(20 mL/min)条件下对小桐子油生物柴油的热解特性及动力学特性进行了研究。结果表明:小桐子油生物柴油热解过程主要分为低沸点组分挥发,各种脂肪酸甲酯的快速挥发和热解以及残留物缓慢分解失重三个阶段;升温速率增加使各个阶段的起始和终止温度均向高温区轻微移动,使热解失重率略微降低。动力学分析表明:小桐子油生物柴油的热解反应可用三个0.5级反应来描述,根据模型计算的活化能为10.10～85.73 kJ/mol,频率因子为1.82×10-3～1.45×108 min-1。     

小桐子油及其生物柴油多参数的物理特性预测及分析

运用相关物性数据估算方法,得到了小桐子油及其生物柴油的基本物性参数,有效地解决了临界参数难以测定的问题;同时估算出包括气体黏度、液体黏度、表面张力等与传递性质和平衡性质有关的物性参数;分别测定了不同温度下小桐子油及其生物柴油的相关物性,并与估算结果进行对比。结果表明:在实验温度下,小桐子生物柴油运动黏度的最大误差为5. 94%,表面张力的最大误差为5. 70%,估算结果较为准确。     

10种抗氧化剂对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响

研究了常见7种生物柴油的氧化稳定性,分析了10种抗氧化剂对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响。结果表明:只有棕榈油生物柴油的氧化稳定性能达到生物柴油国家标准;天然抗氧化剂VC、VE的抗氧化效果较差,且其添加量对小桐子生物柴油氧化稳定性影响也较小;GAM(没食子酸)抗氧化效果好,但油溶性能较差;TBHQ在添加量较高时对小桐子生物柴油氧化稳定性影响较大,AP(L-抗坏血酸棕榈酸酯)和TBHQ对精制和粗制小桐子生物柴油的抗氧化效果差别较大;MT(没食子酸甲酯)、PG(没食子酸丙酯)、OG(没食子酸辛酯)、BHA和BHT 5种抗氧化剂的抗氧化效果较好,且在添加量较低时对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响较大,是较为理想的抗氧化剂。     

生物柴油对铜的腐蚀特性及动力学研究

利用失重法研究在室温~90℃范围内,小桐子油生物柴油和柴油混合油样对铜的腐蚀动力学特性,建立相应的腐蚀动力学模型。研究结果表明:随着油样中生物柴油浓度增加和温度升高,铜的腐蚀速率增加,腐蚀规律符合Mathur经验公式,腐蚀速率常数与温度间的关系符合Arrhenius方程,腐蚀动力学方程为v=ke(-3×10-5T2+0.019 6T-2.478 4)c,腐蚀反应的活化能为7.40 kJ/mol,指前因子为0.695 6。生物柴油腐蚀铜的动力学模型为扩大试验和生物柴油应用中的防腐蚀提供理论依据。     

基于CFdesign的雾化喷嘴上游流场数值模拟研究

在低压家用喷雾器的设计与改进过程中,为了进一步研究低压雾化喷嘴的喷雾特性,得到更好的雾化效果,文章以一种手扣式喷雾器为实例,运用CFdesign流体仿真软件,对雾化喷嘴上游流场进行了数值模拟。分析了流速场、压力场和流迹线的分布规律,并对影响喷嘴出口流速的导管结构参数进行研究与对比。研究结果表明,喷嘴入口的速度变化率随导管与喷嘴直径比的增大而增大,喷嘴入口的形状、导管长度直径组合参数共同影响喷嘴出口流速并存在最优值。     

小桐子油的精炼及其氧化稳定性

以小桐子毛油为研究对象,通过碱炼脱酸、活性白土脱色、真空水蒸气脱臭对小桐子油进行精炼获得小桐子精炼油,研究了精炼前后小桐子油理化性质和脂肪酸组成的变化,同时,采用烘箱加热加速氧化油脂法研究小桐子精炼油的氧化稳定性,并预测小桐子精炼油的货架期。结果表明,精炼后油脂的色泽由(11.00±0.00)降低至(4.00±0.00),水分及挥发物含量由(7.50%±0.26%)降低至(0.50%±0.19%),酸值由(6.62±0.02) mg KOH·g^-1降低至(0.26±0.01) mg KOH·g^-1,碘值、皂化值和平均分子量无显著变化,精炼后分别为(104.37±0.24) g·100 g^-1、(191.78±0.16) mg KOH·g^-1和(877.57±2.43) g·mol^-1;精炼前后脂肪酸组成变化不显著,精炼后主要脂肪酸组成为棕榈酸(13.36%±0.15%)、硬脂酸(4.25%±0.03%)、油酸(32.61%±0.10%)和亚油酸(43.36%±0.26%),其中不饱和脂肪酸含量达(75.97%±0.36%);氧化稳定性研究结果表明,小桐子精炼油储存温度越高,POV值越高,添加特丁基对苯二酚(TBHQ)、丁基羟基茴香醚(BHA)和维生素E(V_E)抗氧化剂后小桐子精炼油POV值降低,当添加0.02% TBHQ时,抗氧化性能较佳,可使小桐子精炼油在储存温度20 ℃条件下的货架期延长到208 d。     

低压旋流喷嘴流场特性的数值仿真分析

针对以水为单介质流体的螺旋旋流雾化喷嘴的流场特性,采用VOF方法,建立了低压旋流喷嘴内流场的三维流动数学模型.通过改变旋流喷嘴的螺旋体长度、入口槽道截面积、螺旋升角、螺旋槽形状、旋流室内锥角等不同的结构参数,对雾化喷嘴的压力场、速度场进行数值分析仿真,得到了螺旋旋流雾化喷嘴的结构参数对流场特性的影响规律.研究结果对低压旋流喷嘴的设计与开发具有指导意义.     

应用STAR-CCM+的旋流喷嘴内部三维流场数值模拟与分析

在环锭细纱机上安装旋流喷嘴,能较好地减少细纱毛羽。应用软件STAR-CCM+对旋流喷嘴内部流场进行数值模拟,表征了喷嘴纱道流场的分布情况,解析喷嘴纱道中径向、切向、轴向三向速度分布规律。当喷嘴气道与纱道相交方向和相切点不同时,结合气流对纤维的作用,分析旋流喷嘴纱道中的气流分布规律。从模拟结果得出：旋流喷嘴纱道与气道相切点沿X轴负方向长度为14mm,且喷嘴气道与纱道相交方向向上时,所形成的气流可以减少占大多数的顺向毛羽。     

小桐子生物柴油在氧化期间的特性分析

本研究通过Rancimat法加速氧化实验进行生物柴油氧化特性研究,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析氧化期间的成分组成变化。研究结果表明:在小桐子生物柴油的加速氧化期间主要是含碳碳双键的脂肪酸甲酯被氧化,氧化期间会有醛、酮、分子质量较高的含氧化合物及其可溶性聚合物生成;小桐子生物柴油的氧化使其C和H的含量降低导致热值降低12.8%;小桐子生物柴油的氧化产物使其润滑性能变差,磨斑直径增加幅度较大,从184.14μm增至441.86μm;小桐子生物柴油的密度和运动黏度伴随着氧化分别增加3.3%和20.8%。     

超声波辅助管式反应器连续制备生物柴油的研究

以KOH为催化剂和小桐子油为原料,利用自制的管式反应器,在超声波辅助下进行酯交换反应制备生物柴油的试验研究,考察醇油比、催化剂用量、超声波功率、反应时间和水浴温度等因素对转化率的影响.通过单因素确定最佳反应条件:在水浴温度为50℃,醇油比为6∶1,催化剂用量为1.5％,超声波功率为180 W,流速为3.3 mL/min时,转化率达到91.84％.在超声波辅助下,反应时间大大缩短,并且这种管式连续酯交换制备生物柴油技术具有操作简单、反应连续、产物分离方便等优点,具有很好的实用价值.     

麻疯树籽油制备生物柴油及应用研究

采用压榨法提取了麻疯树籽油,用GC/MS法分析了不同产地麻疯树籽油中的脂肪酸成分及含量。检测了麻疯树籽油甲酯的理化性质,并将其与石化柴油按一定比例混合后,检测了16项质量指标。结果显示,麻疯树籽出油率为39.8%,其脂肪酸主要成分是月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚油酸、亚麻酸,其中含油酸46.833%,亚油酸为28.500%,棕榈酸为19.767%,合计为95.1%。麻疯树籽油甲酯密度为0.885g/cm3,十六烷值为44.81,与柴油混配后,大部分指标均在标准范围内。     

麻疯果油料的综合开发利用

随着麻疯树资源的研究逐渐深入,麻疯果油料综合利用的产业化已在实施当中。对麻疯果油料在生物燃料、生物医药、制皂和生物肥料等方面的综合开发应用,以及目前国内外麻疯果油料在生物柴油等方面的研究动态与成果作了探讨。结果表明,麻疯果油料的综合开发利用可以获取很大的经济、社会与环境收益。     

溶剂浸取法提取麻疯果仁油的工艺研究

采用溶剂浸取法提取麻疯果仁油,考察了浸取温度、浸取次数、液料比、浸取时间等因素对提油效果的影响。实验得到的最佳逆流浸取工艺条件为:浸取温度60℃,浸取级数5级,液料比8∶1,单级浸取时间1 h。在该工艺条件下,麻疯果仁油的提取率可达99.1%,脱溶后所得毛油酸值(KOH)在2.8~4.2 mg/g之间,可直接用作制备生物柴油的原料油。     

小桐子油非临氢催化裂化制备燃料油的研究

以硅铝比20∶1的HZSM-5分子筛作为催化剂、小桐子油为原料,于实验室的小型模拟固定床装置中进行催化裂化试验。通过考察不同裂化温度、质量空速、催化剂用量对催化裂化反应的影响优化反应条件。结果表明:小桐子油催化裂化制备燃料油的最佳工艺参数为裂化温度500℃、质量空速2.72 h~(-1)、催化剂用量33.3%(以原料质量计),此时转化率最高,为29.60%,脱氧率为53.77%,产物多为芳烃类化合物。     

生物柴油制备中原料麻疯树籽油预酯化条件的研究

生物柴油一般是通过天然油脂经过碱催化酯交换反应制得。以攀枝花地区的麻疯树籽油为原料,研究了KOH催化酯交换过程对原料油酸值的要求,以及麻疯树籽油性质对浓硫酸催化预酯化过程的适应性。研究发现,KOH催化酯交换过程中,原料油的酸值应控制在1.5 mgKOH/g以下以避免引起产品皂化;预酯化过程中,用油重1%的浓硫酸催化,当甲醇用量为油重12%时,原料油的酸值应小于20 mgKOH/g;随着原料中水分含量的增加,预酯化转化率下降;磷脂含量对于预酯化转化率影响不大,但应在1%以下才能便于后续分离。     

麻疯树籽油超声波辅助酯交换反应的研究

以野生植物麻疯树籽油为原料,经脱胶、脱酸及脱水处理后进行超声波辅助酯交换反应,在超声波频率25 kHz,反应温度65℃,催化剂用量为油重的1.0%,醇油摩尔比7∶1,反应时间60m in条件下,麻疯树籽油酯交换转化率达到93.79%。在相同反应时间内和相同醇油摩尔比条件下,超声波辅助酯交换反应比无超声波反应的酯交换转化率高,同时也降低了催化剂的用量。     

麻疯树籽油甲酯化工艺的研究

以低温压榨麻疯树籽油(经过水化脱胶、溶剂萃取脱酸和脱水,使油脂酸值在1 mgKOH/g以下,水分在0.1%以下.)为原料,甲醇钠作催化剂,考察了甲酯化反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间对麻疯树籽油甲酯转化率和得率的影响.经正交实验确定甲酯化最佳条件为:反应温度65℃,醇油摩尔比7:1,反应时间60min,催化剂用量为油重的0.9%.在最佳反应条件下,甲酯转化率为95.09%,产品得率为88.88%.反应产物经水洗、脱水并过滤后,即得脂肪酸甲酯.     

MCM分子筛催化裂化小桐子油制备燃料油的研究

以硅铝比30∶1的MCM-22和全硅的MCM-41分子筛作为催化剂、小桐子油为原料,在实验室自制的小型催化裂化反应装置中进行催化裂化制备燃料油实验。通过考察不同裂化温度、质量空速对催化裂化反应的影响,确定优化的反应条件。结果表明:MCM-22催化裂化的最佳工艺条件为裂化温度510℃、质量空速5. 25 h~(-1); MCM-41催化裂化的最佳工艺条件为裂化温度530℃、质量空速5. 25 h~(-1)。MCM-22催化裂化后产物酸价(KOH)较低(1. 32 mg/g),优于MCM-41催化剂;但MCM-41催化裂化小桐子油转化率较高,优于MCM-22催化剂;两种催化剂催化裂化产物多为芳烃类化合物。