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。     

超临界流体法制备生物柴油研究进展

综述了超临界流体法制备生物柴油技术,主要介绍了超临界流体法制备生物柴油的流程、工艺条件、反应动力学、原料中的水和游离脂肪酸对酯交换反应的影响,并概述了超临界流体法的优势、问题及发展前景.     

超临界酯交换法制备生物柴油的研究

综述了超临界酯交换法制备生物柴油的反应机理及动力学、影响因素、生产工艺及与其他酯交换法的比较,其中影响因索包括反应温度、醇油比、反应压力、反应时间、游离脂肪酸、水、原料油、醇和共溶剂。并重点对这些影响因素进行分析比较,结果表明,反应温度选择350℃;醇油比通常取42：1;当温度在280—295℃时,反应压力对转化率影响不大,温度350℃时,反应压力对转化率影响较大;反应时间30min,原料油中含游离脂肪酸和水对转化率影响均不大;原料油中不饱和度高的组分反应速度快于饱和度高的组分;在超临界区烃链越短的醇反应速度越快;加入共溶剂可降低反应苛刻度。与其他酯交换法相比,超临界酯交换法具有反应速度快、不需催化剂、成本低和环境友好等特点。     

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。     

疏水型固体酸催化餐饮废油合成生物柴油

对活性炭进行疏水性处理,将磷钨酸负载其上制备了具有疏水性的固体酸H3PW12O40(负载型),用于催化餐饮废油合成生物柴油。考察了原料油的游离脂肪酸含量、水含量、反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比对反应的影响。结果表明:随着原料油中游离脂肪酸、水含量增加,产物收率略微降低;随着反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比的增加,产物的收率增加。酸值(KOH)为2.5mg/g的原料油,在反应温度373K,催化剂与原料油质量比20%,醇油摩尔比24∶1时,反应4h,产物收率可达90%。     

新型碱性离子液体的合成及其在催化制备生物柴油中的应用

通过两步反应合成了咪唑阴离子型碱性离子液体1 丁基 3 甲基咪唑咪唑盐［Bmim］Im,经1H NMR、13C NMR和FT IR分析确认了产物结构。利用L9正交表,选取3水平4因素对［Bmim］Im催化大豆油制备生物柴油的催化性能进行正交试验,分别考察了催化剂用量、醇/油摩尔比、反应温度和反应时间对生物柴油产率的影响。结果表明,［Bmim］Im对大豆油与甲醇的酯交换反应具有较高的催化活性,在60℃下,［Bmim］Im用量为原料油的6%时,反应15 min后生物柴油产率即可高达9417%;［Bmim］Im催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：催化剂质量分数8%,醇/油摩尔比6,反应时间60 min,反应温度60℃,在此条件下,生物柴油的产率可达9576%。该催化剂稳定性良好,可循环利用。     

亚临界甲醇相Hβ分子筛催化制备生物柴油

研究了在亚临界甲醇相Hβ分子筛催化酯交换反应制备生物柴油的反应条件。结果表明,在n(甲醇): n(油脂)=12.5:1、催化剂用量为油脂质量的5%、反应温度300℃、反应时间2 h条件下,收率92.8%。为了在低醇油摩尔比时获得较高生物柴油收率,在第1次酯交换结束后,分出甘油,再加入甲醇继续进行第2次酯交换反应。在相同条件下,两次酯交换反应制备生物柴油的收率均高达98%。     

稀土复合固体超强酸催化生活污油制备生物柴油

将生活污油回收并用活性白土脱色处理,以自制稀土复合固体超强酸SZLH为催化剂,与甲醇进行酯化/酯交换制备生物柴油。结果表明,处理后的生活污油适合作为生产生物柴油的原料,在醇油摩尔比12:1、催化剂(w%)为总物料1.4%、反应温度230℃和反应时间4.0 h的条件下,生物柴油酯化率达到97.3%。采用气相色谱分析产品成分和纯度,测定生物柴油的特征指标并与国标0#柴油进行了比较。     

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％。     

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。     

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。     

阳离子交换树脂催化油脂副产物制备生物柴油的动力学研究

以棕榈油脱臭馏出物(PODD)和无水甲醇为原料,强酸性阳离子交换树脂为固体酸催化剂,在自制的固定床反应器中进行酯化反应,合成了脂肪酸甲酯(生物柴油)。考察了反应温度、催化反应时间、物料摩尔比对游离脂肪酸转化率的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:反应温度333.15K、催化反应时间56.28min、甲醇与PODD的摩尔比17.25,在此条件下游离脂肪酸转化率为81.66%。同时提出了固定床脂肪酸催化酯化反应的动力学模型,根据实验数据拟合得到动力学参数,酯化反应的活化能为47.761kJ/mol,指数前因子为59.641L/(kmol.min)。该模型能较好地描述固定床脂肪酸催化酯化的反应过程。     

KOH/SBA-15催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

通过后合成法制备了KOH/SBA-15负载型固体碱催化剂,以大豆油和甲醇为原料,进行酯交换反应合成生物柴油。考察醇油比、反应温度、反应时间、活性组分负载量和催化剂用量等因素对生物柴油收率的影响。结果表明,当醇油摩尔比为16：1、反应温度为60 ℃、反应时间为8 h、活性组分KOH负载量（w）为15 %、催化剂用量为原料油质量的5％条件下,生物柴油收率为85.32 %。     

Biodiesel Production from Waste Edible Oils and Grease Containing Free Fatty Acids

Till now, most part of the biodiesel is produced from the refined vegetable oils using methanol as feedstock in the presence of an alkali catalyst. However, large amount of waste edible oils and grease are available. The difficulty with alkali-catalyzed esterification of these oils is that they often contain large amount of free fatty acids （FFA）, polymers and decomposition products. These free fatty acids can quickly react with the alkali catalyst to produce soaps that inhibit the separation of the ester and glycerine. An esterification and transesterification process is developed to convert the high FFA oil to its monoesters, The first step, the acidcatalyzed esterification with glycerine and these FFA reduces the FFA content of the oil and grease to less than 3%, and then an azeotropic distillation solvent is used to remove the water. The major factors affecting the conversion efficiency of the process such as glycerol to free fatty acid molar ratio, catalyst amount, reaction temperature and reaction duration are analyzed, The second step, alkali-catalyzed transesterificatiou process converts the products of the first step to its monoesters and glycerol, and then the glycerol is recycled for utilization in the first step. Technical indicators of the biodiesel product can meet the ASTM 6751 standard.     

油脂酯交换制备生物柴油的反应分离耦合工艺

在500mL的酯交换反应和甘油分离耦合实验装置上进行了大豆油制备生物柴油的试验和反应条件的研究。结果表明,在反应温度60℃、醇油摩尔比4.5~ 5.0、进料速度500~2 000 mL/h和催化剂质量分数0.50%~0.75%（相对于油）的条件下,制备的生物柴油中脂肪酸甲酯相对含量不低于97%。此工艺具有反应速度快、平衡转化率和选择性高的特点。所制备的生物柴油及其与-10号柴油的调合产品B5都分别满足国标要求。     

K_2O/Na_2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工艺条件优化

采用浸渍法制备出负载型固体碱催化剂K2O/Na2O-SBA-15,以其催化大豆油和无水甲醇进行酯交换反应,考察了反应条件对生物柴油收率的影响。结果表明,在K2O,Na2O负载量均为3%(摩尔分数),催化剂用量(占原料油的质量分数)为3%,甲醇与大豆油的摩尔比为12,反应温度为65℃,反应时间为3 h的优化条件下,生物柴油收率可达92.65%。     

KF/水滑石的合成及催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/水滑石固体碱催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油;考察了催化剂制备条件和酯交换反应条件对生物柴油收率的影响,并对催化剂进行了XRD,TG-DTA,SEM表征。研究结果表明,KF/水滑石的最佳制备条件为:KF负载量(占水滑石的质量)80%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h。将此条件下制备的KF/水滑石催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应,最佳的反应条件为:催化剂用量(占大豆油的质量)2%,甲醇与大豆油的摩尔比12∶1,反应时间3 h,反应体系处于回流状态。在此条件下,生物柴油的收率高达90.4%。表征结果显示,KF/水滑石的催化活性与KF和水滑石在高温煅烧时相互作用形成新的晶相KMgF3和K3AlF6有关。     

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。