高温气流中液滴蒸发特性的研究

采用液滴蒸发实验装置,以悬挂液滴法研究液滴蒸发特性,考察了液滴蒸发的规律及气流速度和气流温度对液滴蒸发的影响。实验结果表明,液滴蒸发经历初始加热的非稳态阶段和后期的稳态阶段,非稳态过程液滴蒸发速率起伏很大,稳态过程蒸发稳定,液滴直径的平方随蒸发时间呈直线变化;在整个蒸发过程中,在475～500 K内存在一个气流温度临界值,小于临界值,气流温度越高,液滴初始加热时间与液滴生存时间的比值(Φi)越大,大于临界值,气流温度越高,Φi越小;提高气流温度和气流速度都能加速液滴的蒸发。     

超临界甲醇法制备生物柴油的研究现状

阐述了温度、游离脂肪酸、水及醇油比对超临界甲醇法制备生物柴油的影响。与其他化学法相比,超临界甲醇法的反应时间从1~8 h降低到4 min,对原料油的要求也低,可使水含量及酸值较高的废油未经处理即可制得转化率98%以上的生物柴油。分析了反应机理,展望了超临界甲醇制备生物柴油的工业应用前景。     

甲醇气相法生物柴油装置投产

江西省都昌县以潲水油、地沟油等回收油为原料,采用国内首创的甲醇气相法工艺建设的日产60吨生物柴油生产线,在该县工业示范园内的江西新时代油脂工业有限公司2007于年3月建成投产。     

顶空气相色谱法测定生物柴油中的微量甲醇

建立了一种顶空气相色谱法测定生物柴油中微量甲醇的方法。确定了合适的顶空条件,即顶空进样器中试样温度70～80℃,平衡时间15～30 min。考察了不同类型色谱柱分离生物柴油中甲醇的情况。对于新制备的生物柴油,采用厚液膜非极性OV-1色谱柱或强极性CP-Wax色谱柱,可满足甲醇分离的要求;对于长久储存的生物柴油,采用强极性CP-Lowox色谱柱,甲醇可与其中的轻组分分离从而有效消除轻组分的干扰;CP-Lowox色谱柱还可用于B-5混合生物柴油中微量甲醇的测定。建立了采用CP-Lowox色谱柱外标法定量的标准曲线,相关系数大于0.999。测定甲醇的回收率为106%～124%,该方法具有较好的重复性,可满足一般分析的要求。     

甲醇钙催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油的研究

本文研究了甲醇钙固体碱催化剂催化菜籽油和甲醇酯交换反应制备生物柴油,实验分析了甲醇钙的比表面积、总孔容、平均孔径、热稳定性和表面碱性，然后分析了甲醇钙固体碱催化酯交换反应制备生物柴油的反应机理，再通过改变实验条件研究了反应温度、催化剂用量和醇油体积比对生物柴油产率的影响。实验结果表明：甲醇钙热稳定性好，碱性强；当催化剂用量为菜籽油质量的2.0％，反应温度为60℃，醇油体积比为1：1时，反应2小时后生物柴油产率达到了96.8％。     

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。     

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。     

近/超临界甲醇醇解油脂生产生物柴油工艺的中试

利用规模2 kt/a的近/超临界甲醇醇解制生物柴油(SRCA)工艺中试装置,以菜籽油、棉籽油、餐饮废油和棕榈酸化油为原料进行醇解中试。中试重复了小试结果,说明反应器的放大不影响反应效果;通过选择性提高物料在加热器中的流速,优化换热流程,解决了加热器失效不能长期运转的问题。原料中的杂质对反应的影响小,但影响加热器的运行和粗甘油的分相操作;原料中的水和游离脂肪酸影响产品的酸值,原料酸值越高产品酸值也越高。分析了中试装置产品收率偏低、产品酸值和氧化安定性不合格、有废水排放的原因,提出了改进方向。中试结果进一步验证了SRCA工艺原料适应范围广、流程短、生产过程清洁的特点,具有较好的工业开发前景。     

合成生物柴油的方法

德国Choren工业集团在其中试装置上,利用可再生资源生产合成燃料,每小时可生产30 kg这套装置采用Carbo-V气化技术,把植物和动物废料转化为合成气。Sud Chemie公司提供催化剂,用于将合成气转化为甲醇或柴油。 Carbo—V工艺分3个步骤。首先,在400—600℃下将干燥的生物废料和空气(氧)碳化,形成生物化焦炭和碳     

急冷器内液滴运动蒸发的数值模拟

建立了错流射流单液滴蒸发运动过程的数学模型,对急冷器内急冷油液滴运动蒸发过程进行了数值模拟,探讨了液滴运动轨迹和蒸发特性。模拟结果表明,液滴初始直径越小,裂解气流温度越高,液滴蒸发越快,液滴生存时间越短;初始射流速度对急冷油液滴在裂解气流内的贯穿距离和生存时间影响较小,提高初始射流速度,并不能明显加速液滴蒸发;液滴初始直径、射流角度对液滴运动轨迹有较大影响;在液滴初始直径为1.0 mm、裂解气速度10.0 m/s、急冷油初始射流速度24.0 m/s的条件下,临界射流角度约为137°。     

高温气流中液滴蒸发影响因素的数值研究

建立了液滴蒸发的数学模型,利用数值求解方法,模拟计算高温气流中液滴的蒸发过程,得出液滴的蒸发规律。液滴蒸发速率经历一个先增大后减小的过程,气流温度和气流速度都可加速液滴的蒸发,气流温度可使蒸发速率提高100%以上,而气流速度对蒸发速率的提高幅度不足50%;液滴蒸发的平衡温度只受气流温度的影响,而气流速度、液滴初始温度和液滴初始直径只影响液滴达到平衡温度的时间;气液交换热量随蒸发过程的进行逐渐减小,气流温度升高和气流速度增大,气液交换热量的极大值及其变化率增大,但只有液滴初始温度和液滴初始直径影响气液交换的总热量。     

米糠油酯交换反应制备生物柴油的研究

以米糠油和甲醇为原料,在硫酸催化剂作用下进行预酯化,在碱催化剂(氢氧化钾)下进行酯交换反应制备生物柴油.考察酯交换反应过程中甲醇与米糠油物质的量比、反应温度、反应时间及催化剂用量(以米糠油质量计)对生物柴油产率的影响.结果表明,在甲醇与米糠油物质的量比为6:1、反应温度为65℃、反应时间为1.5 h及催化剂用量为1.5...     

加压催化合成生物柴油的酯交换反应动力学

在工业甲醇与粗菜籽油摩尔比为6:1、KOH催化剂质量分数0.5%(基于菜籽油)的条件下,在500mL高压搅拌反应釜中进行加压催化合成生物柴油的酯交换反应,研究了在反应温度高于甲醇常压沸点(64.5℃)时酯交换反应的动力学,采用最小二乘法回归实验数据,获得幂函数形式的加压催化条件下粗菜籽油与工业甲醇酯交换反应的宏观动力学模型。实验结果表明,酯交换反应的反应级数为1.86,反应活化能为23.493kJ/mol,与文献值相近,频率因子为2782min-1。F检验表明,幂函数模型与实验数据吻合良好,说明该宏观动力学模型可用于描述加压催化下粗菜籽油与工业甲醇的酯交换反应。     

氟改性的镁-铝复合氧化物催化酯交换反应制备生物柴油

 利用"记忆效应"将氟离子插层到镁铝水滑石的层间,并以此为前驱体焙烧制备出氟改性的镁铝复合氧化物。采用电感耦合等离子体原子发射光谱、N₂吸附-脱附技术、X射线固体粉末衍射、傅里叶变换红外光谱和Hammett指示剂法对其进行了表征。结果表明,焙烧温度明显影响样品的结构和碱性。在催化大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的反应中,氟改性镁铝氧化物比纯镁铝氧化物表现出了更优的催化性能;而且氟改性镁铝氧化物的碱强度对其催化性能有较大影响,450℃下焙烧所得样品的催化性能最好。在催化剂用量3.0%、反应温度60℃、n(甲醇)/n(大豆油)=6、反应时间6 h的适宜条件下,大豆油和甲醇酯交换反应转化率为97.3%。     

负载型固体碱催化棕榈油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/CaO,K2CO3/CaO,KF/γ-Al2O3,K2CO3/γ-Al2O34种负载型固体碱催化剂。考察了催化剂种类对棕榈油与甲醇进行酯交换反应的影响,并研究了催化剂重复使用的可能性。实验结果表明,4种催化剂均具有较高的活性,在催化剂中活性组分负载量为20.0%(相对于载体的质量分数)、n(甲醇):n(棕榈油)=12、m(催化剂):m(棕榈油)=0.09、反应温度65℃、反应时间6h的条件下,生物柴油的收率依次为97.3%,93.4%,77.7%,96.2%。以CaO为载体的催化剂再生后活性较低,而以γ-Al2O3为载体的催化剂再生后活性较高。X射线衍射和热重-差热分析结果显示,催化剂活性的差异与煅烧过程中活性组分和载体相互作用形成的新晶相有关,再生后催化活性的降低是由于活性组分流失所致。     

微波固体碱法制备生物柴油

研究了微波辐射下,采用KNO3/Al2O3固体碱催化剂,大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺。催化剂的最佳制备条件为:KNO3的负载量(质量分数)35%,700℃下焙烧5h。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和Hammett滴定对催化剂进行了表征。表征结果显示,KNO3在Al2O3表面分散形成的Al—O—K物种和KNO3高温分解产物K2O为反应提供了活性位。该反应的优化工艺参数:微波输出功率360W,反应时间35min,催化剂质量分数6.0%,甲醇与大豆油的摩尔比13。在该条件下,大豆油的转化率达到97.5%。与水浴加热方式相比,采用微波辐射加热方式,反应时间明显缩短,能耗减少。