生物柴油连续化生产设备及工艺进展

“碳中和”目标提出后,各行各业都在寻求减少碳排放的方法,生物质能源的使用是实现碳中和目标的重要手段之一。生物柴油以其优良的燃烧性能及环保性能成为一种较为理想的生物质燃料,其生产工艺是近年研究热点。连续化生产工艺对生物柴油的规模化制备与推广有着重要意义。目前连续化制备生物柴油的反应装置主要有微反应器、固定床反应器、管式反应器、膜反应器。本文综述了近年来国内外采用连续化工艺制备生物柴油的研究进展。这些研究表明,通过优化反应器结构、使用助溶剂、提高催化剂活性等均可提高生物柴油的收率。最后本文还分析了各反应器存在的不足,并提出了相应的建议,对生物柴油连续化生产进行了展望,以期为低成本、低能耗的生物柴油生产提供参考。     

生物柴油连续化生产技术研究进展

分析了生物柴油生产中醇解反应过程的特点,介绍了几种连续醇解反应的装置及工艺,并对生物柴油连续化生产工艺的研究作了展望。     

管道式连续甲酯化制备生物柴油中试实验

在管道式条件下,采用丁酮为共溶剂进行连续甲酯化制备生物柴油的中试实验。根据实验数据和设备固有参数分别推导出了转化率与反应时间的关系以及转化率与进料流量的关系。在不改动设备的前提上,为了达到较为满意的转化率,最有效方法就是提高共溶性和增加循环次数延长反应时间。且实际转化率与时间的关系为:Y=99.5-157.83591×EXP (-0.60508×(t/8))。除为生产提供了理论依托和估计反应程度外,也方便了操作流程,降低了操作的盲目性。     

管道反应器在连续化制备生物柴油 生产上的设计与应用

本文重点叙述了管道反应器在连续化生物柴油生产线设计中的物料衡算、热量衡算、设备设计。试生产结果表明运用所设计的管道反应器及相关设备制备生物柴油,使酯交换反应时间缩短至20 min,酯交换收率最高达到95.0%,产品质量达到GB/T20828-2007《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》的标准。同时对该生产线的优化提出了改进方案。     

生物柴油制备过程中反应器的研究进展

叙述了管式和滴流床等传统反应器和膜反应器、微通道反应器、反应蒸馏反应器等新型反应器在生物柴油制备的应用和发展,并对反应器的应用前景做了评述和展望。认为改进的传统反应器和新型反应器在生物柴油生产中都有一定的发展前景。新型反应器仍需要解决一些基本的过程问题,如微通道反应器的平行放大控制、腐蚀,膜反应器的选择性．反应蒸馏反应器的模型放大优化问题。     

高速反应器用于生产生物柴油燃料

美国Kreido生物燃料公司开发的高剪切高速反应器可使化学反应提高3个数量级，该工艺第一次用于生物柴油燃料的商业化生产。Foothills生物能源公司在现有的100万加仑／a生产能力中采用该技术再增产100万加仑／a。     

利用微藻生产生物柴油的研究进展

介绍了利用微藻生产生物柴油的优势及技术进展,对利用微藻生产生物柴油的经济性和可行性进行了分析和探讨,并指出了可以提高微藻柴油可行性的方法.     

尿素法连续化管式反应器生产水合肼的工艺探讨

本文从分析尿素法生产水合肼的反应机理入手，阐述了连续化管式反应器制肼工艺过程，并对采用该生产工艺的优点进行了总结。     

超临界连续化制备生物柴油单管扩大试验

在小试基础上,建立了一套百吨级超临界连续化制备生物柴油单管扩大试验装置,主要包括反应系统、产品精制系统和自动控制系统3个部分.以大豆油和甲醇为原料进行了扩大试验.考察了在连续反应条件下超临界甲醇法制备生物柴油中不同反应条件对脂肪酸甲酯收率的影响.试验结果表明,装置运行良好,适宜的工艺条件为:反应温度300℃,反应压力15 MPa,反应停留时间1 200 s,醇油摩尔比为40:1,在该条件下,生物柴油收率可达95%.反应物的混合状况对酯交换反应有重要影响.在相同工艺条件下,扩大试验装置中反应混合物流动的雷诺数是小试的2倍,传质系数增大,甲酯收率显著高于小试结果.     

生物柴油新反应器及其应用

生物柴油是石化柴油的重要补充.用传统的搅拌釜和管式反应器制备生物柴油,存在反应速率慢、转化率低的问题.从提高反应速率和转化率两方面综述了生物柴油新反应器的研究进展.提高反应速率的反应器包括:微波反应器、空化反应器、旋转床反应器、振荡流反应器、高剪切反应器、静态反应器、微反应器和液液膜反应器.提高转化率的反应器包括:反应/分离器、反应蒸馏反应器和膜反应器.比较了它们的优势和缺陷.提出联合使用几种技术,将强化传质与分离技术进行有效整合,使反应器小型化并缩短工艺流程,以建立适应未来的生产效率高的便携式生物柴油厂.     

CaO基催化剂在制备生物柴油中的应用进展

CaO无毒性,廉价易得,在反应体系中溶解度较低,具有很高的催化酯交换反应活性,被普遍认为是最具潜力的制备生物柴油的固体催化剂。为进一步提高其催化活性,将其复合、负载、掺杂,制备了各种各样的CaO基催化剂。本文从催化剂的制备、物理性质、化学性质以及酯交换反应的活性等方面对本征态、复合型、负载型、掺杂型CaO催化剂进行了综述。     

固体酸催化制备生物柴油研究进展

生物柴油是一种具有优良燃烧性能的石化替代燃料,开发可用于通过酯交换反应制备生物柴油的固体酸催化剂已成为国内外研究热点。本文综述了固体酸在催化合成生物柴油方面的研究进展,介绍了以纳米材料、磁性材料作为载体以及掺杂稀土元素等固体酸改性方法,并对固体酸催化制备生物柴油的发展前景进行了展望。     

固体酸催化剂制备生物柴油研究进展

生物柴油是一种可再生的生物能源,近年来得到广泛关注.固体酸催化剂可同时催化油脂和脂肪酸制备生物柴油,同时还具有环境友好、易于和产物分离等优点.本文综述了沸石分子筛、杂多酸、离子交换树脂、固体超强酸等同体酸在催化合成生物柴油方面的研究进展.     

微藻产生物柴油研究进展

微藻是地球上生长最快的植物,利用含油微藻作为生物柴油的原料来源是生物燃料产业最具竞争力的选择之一。本文首先介绍了含油微藻制备生物柴油的工艺过程,然后对产油微藻的筛选、微藻培养系统、微藻的收集分离、藻油的提取、微藻油脂制生物柴油过程分别进行了阐述,其中就用于微藻规模化培养的循环渠开放系统和各种光生物反应器的封闭系统进行了较为详细的讨论,指出了各种系统的优缺点和最新研究进展。最后,就微藻产生物柴油产业的发展趋势和研发方向提出了建议。     

Novel continuous process for methacrolein production in numerous droplet reactors

A continuous process for methacrolein production was constructed by filling w/o Pickering emulsions in a column reactor. Ionic liquid (IL-[HDEA]Ac) with secondary amine was designed to catalyze propionaldehyde condensation with formaldehyde through the Mannich reaction. Emulsion droplets encapsulated with IL aqueous solution were stabilized with modified SiO₂ nanoparticles and dispersed in cyclohexane, which could be observed as numerous reactors. The properties of SiO₂ stabilizer, such as wettability, surface groups, and the effect on interfacial tension were investigated. The characteristics of emulsion influenced by stabilizer properties and content were systematically studied. The droplet size, IL concentration and liquid hourly space velocity were optimized. The droplets were evaluated at 0.5 hr⁻¹ for 150 hr without IL leakage and obvious activity decreasing, indicating the excellent stability of the emulsion system. The continuous process showed a 1.25-fold enhancement in catalysis efficiency and less equipment compared to batch process.     

Batch and continuous reactors for the production of novolacs

The behaviour of batch and continuous reactors for the production of standard novolacs is discussed theoretically. A kinetic model valid from low to high formaldehyde conversions is used. Results show the influence of the formaldehyde/phenol molar ratio as well as the stated formaldehyde conversion on the composition of the resulting novolac. For the limit of complete segregation, a series of three ideal stirred tanks are shown adequate for the continuous industrial production, at total mean residence times equivalent to those of batch reactors. The influence of partial micromixing is discussed.     

强化技术在生物柴油制备过程中的应用研究进展

在生物柴油生产过程中,由于原料油与醇不互溶,导致生物柴油生产过程中酯交换速率低,影响了生产效率。本文从强化反应过程、提高反应速率方面对以下几种强化手段进行了综述和比较：机械搅拌法、共溶剂法、超临界流体法、超声波法、水力空化法、微波法。指出水力空化设备简单,安全、高效,放大可靠,可连续化生产、工业前景良好。     

Thermal regimes of exothermic processes in continuous stirred tank reactors

Thermal regimes of a CSTR are analysed from the standpoint of the thermal explosion theory. Critical phenomena and time characteristics of the process are considered. It is shown that for appropriately chosen dimensionless parameters the critical conditions of the thermal explosion and induction period in a CSTR slightly differ from those for non-flow (batch) systems. These corrections may be performed by using an additional parameter which is characteristic for flow systems. In the region of multiplicity of steady states, the critical condition of thermal explosion is characterized by a jump of self-heating, while in the non-flow systems such phenomenon occurs only for a zero order reaction. For a unique steady state the transition through the critical condition is continuous.