非预置模型计算矿物绝缘油与甲酯热解动力学参数

为了考察脂肪酸甲酯的热稳定性是否满足作为绝缘油的要求,本文以市售大豆油为原料油,通过KOH催化酯交换反应(醇油摩尔比为9,催化剂添加量为2%,反应时间为1 h,反应温度为65℃)制备大豆油甲酯。利用热重分析平台,在不同线性升温速率下,对比分析矿物绝缘油和大豆油甲酯热解特性。并基于等转化率法,采用Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahira-Sunose两种非预置模型分别计算矿物绝缘油和大豆油甲酯的热解活化能。最后,利用Avrami理论计算了二者的热解反应级数。结果表明,甲酯热解起始温度和终止温度均高于矿物绝缘油,同时热解活化能也高于矿物绝缘油,表明甲酯热稳定性优于矿物绝缘油。     

连续化条件下超临界甲醇法制备生物柴油

在连续操作的管式反应器中,以大豆油为原料在压力11～19MPa,温度240～400℃的超临界甲醇条件下进行连续化制备生物柴油的研究。考察了在连续反应条件下醇油摩尔比、压力、温度、停留时间及共溶剂对大豆油转化率的影响。实验结果表明:较高的醇油摩尔比有利于油脂转化率的提高,但当醇油摩尔比超过40:1后提高醇油摩尔比对提高油脂转化率的影响不大;在11～15MPa范围内,压力升高对油脂转化率影响很大,但高于15MPa后压力对转化率的影响减弱;反应温度对油脂转化率有着重要影响,在300℃以上随着温度的升高,油脂转化率有较大幅度的上升,但温度太高油脂会发生分解反应;醇油摩尔比40:1,温度350℃,压力15MPa,停留时间1000s是该实验获得的最佳反应条件,在该条件下油脂转化率可达89%。实验还研究了添加共溶剂四氢呋喃对油脂转化率的影响。     

大豆油异丙酯的合成研究

用碱催化酯交换法合成大豆油异丙酯,考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对酯交换反应的影响。结果表明,合成大豆油异丙酯的最佳条件如下:醇油摩尔比10∶1,反应时间60 min,反应温度80℃,碱催化剂浓度2.0%。在此条件下,大豆油异丙酯的产率达53.07%。最后对比研究了大豆油甲酯、乙酯、异丙酯的合成,得出不同结构的醇与大豆油进行酯交换反应的规律。色谱表征表明,经酯交换作用,原料油成功转化为生物柴油。     

分子筛型固体碱催化剂用于酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了NaOH/NaX固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备甲酯生物柴油。考察了NaOH负载量、焙烧温度、反应时间、反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比对转化率的影响。结果表明,在NaOH负载量25%,焙烧温度500℃,反应时间4 h,反应温度65℃,催化剂用量3%和醇油摩尔比12条件下,转化率达95.3%。     

超临界甲醇法制备生物柴油

研究了超临界甲醇法制备生物柴油中温度、醇油摩尔比、反应时间和助溶剂对甲酯生成率的影响,同时研究了加入少量的KOH以降低反应的苛刻条件.在超临界甲醇反应温度350℃,醇油摩尔比为421的优化反应条件下,10min后脂肪酸甲酯的产率达到95.0%以上;300℃时加入CO2和正己烷可以提高甲基酯的转化率;在160℃的亚临界状态下、醇油摩尔比为241时,加入质量分数为0.1%的KOH,20min后脂肪酸甲酯的转化率也达到了98.5%以上.     

亚临界醇催化酯化制备脂肪酸酯反应研究

研究了亚临界条件下不同醇与油酸的催化酯化反应,考察了在醇油摩尔比为4∶1,反应温度在醇的临界点附近时,亚临界醇与油酸酯化反应转化率随时间变化的规律。结果表明,亚临界条件下醇与油酸催化酯化转化率与醇的种类、临界点和结构有关;直链醇的碳链越短,反应温度越接近其临界点,反应速率越快;直链醇的酯化反应速率高于支链醇,支链醇中伯醇反应速率高于仲醇。     

负载型固体碱催化合成甲酯生物柴油的研究

采用浸渍法制备了Na2CO3/高岭土负载型固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备甲酯生物柴油。考察了反应时间、催化剂用量、反应温度和醇油摩尔比对酯交换反应转化率的影响,并通过单因素试验确定了最优工艺条件。结果表明:反应时间4 h、反应温度60℃、催化剂用量3%和醇油摩尔比12∶1条件下,酯交换反应转化率达到90.5%。     

碱催化法制备生物柴油工艺研究

在250m l间歇式高压反应器中,以大豆油为原料,研究KOH催化甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。主要考察了醇油摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量等操作条件对脂肪酸甲酯转化率的影响。结果表明,当KOH用量为1%(wt),醇油摩尔比为5∶1,反应温度为65℃时,反应时间为15m in,脂肪酸甲酯的转化率可以达到92%。     

椰子油甲酯化法合成烷基醇酰胺

以国产椰子油为原料,在碱性催化剂作用下先甲酯化再缩合制备烷基醇酰胺,通过多次平行实验,确立了最佳反应条件:甲酯化反应的油醇比(mol)为1:5,催化剂氢氧化钾用量为剂油比(w)0.07:1,反应时间1小时;缩合反应的酯胺比(mol)为1:1.15,催化剂氢氧化钾用量为剂酯比(w)0.01:1,反应温度100～110℃,反应压力40～50mmHg,反应时间3.5小时.     

钨基催化剂体系下甲醇开环环氧大豆油制备多元醇

以环氧大豆油和甲醇为原料,通过开环加成制备植物油基多元醇。在自制的二氯二氧化钨(WO2Cl2)作催化剂、三氟甲磺酸银(Ag OTf)作助催化剂的条件下,考察了催化剂用量、助催化剂用量、反应时间、温度和醇油物质的量比等对环氧大豆油开环转化率的影响,并对产物的环氧值进行了测试。结果表明,当催化剂用量为3%(以甲醇和环氧大豆油总质量为基准,下同),三氟甲磺酸银用量为4%,反应温度为70℃,反应时间为8 h,醇油物质的量比为28∶1时,环氧大豆油的开环转化率较高,为89.13%。对开环产物进行了FTIR、1HNMR、TG以及流变性分析。通过热重分析得出,多元醇的分解温度(334℃)比环氧大豆油的分解温度(305℃)高。流变性分析得出,随着温度的升高,环氧大豆油和多元醇的黏度逐渐下降。在温度较低时,大豆油多元醇的黏度明显低于环氧大豆油的黏度。     

微酸强化超临界甲醇法连续化合成生物柴油

超临界甲醇法合成生物柴油的苛刻反应条件制约其大规模工业化。加入微量酸可提高反应速率,降低苛刻的反应条件,且不会带来后续分离问题。实验在温度270—360℃,压力9—15 MPa,停留时间300—1 300 s,醇油摩尔比(20∶1)—(40∶1)的条件下,研究了加入油酸、硬脂酸和微量磷酸对过程的强化,并进行了比较。结果表明:磷酸是最佳的酸性催化剂,在磷酸催化的条件下,最佳反应条件为温度300℃、压力13 MPa、停留时间700 s、醇油摩尔比30∶1,磷酸加入量为使大豆油酸价为15 mg/g(以每g大豆油KOH质量计)的加入量。在此条件下,脂肪酸甲酯的收率达到95%以上。     

Na/SiO2新型固体碱催化制备生物柴油的研究

以NaOH、正硅酸乙酯和乙醇为原料,经溶胶-凝胶法制备新型固体碱催化剂（Na/SiO₂）,用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油,研究催化剂焙烧温度、n(NaOH)∶n(SiO₂)、n(甲醇)∶n(大豆油)、催化剂用量和反应时间对产率的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,固体碱催化剂Na/SiO₂在大豆油与甲醇的酯交换反应中具有较高的催化活性,在催化剂焙烧温度600 ℃、n(NaOH)∶n(SiO₂)=2∶1、n(甲醇)∶n(大豆油)=15∶1、催化剂用量为大豆油质量的7%和反应时间3 h的条件下,脂肪酸甲酯产率可达97.42%,催化剂在稳定性试验中呈现出优良的稳定性。     

超临界制备生物柴油及副产甘油工艺研究

利用植物油和超临界甲醇制备生物柴油及副产甘油,增加了油相在其中的溶解度,提高了原料转化率和产品收率。实验考察了醇油摩尔比、压力、温度、时间等对生物柴油及副产物甘油产率的影响,结果表明:醇油摩尔比、压力、温度、时间等因素对生物柴油及甘油产率影响较为显著。通过正交实验设计得出的超临界甲醇制备生物柴油的工艺条件为醇油摩尔比30∶1,压力20 MPa,温度280℃,保温时间60 m in,生物柴油和甘油产率可分别达到89.14%和88.73%。     

Mg-Al复合氧化物催化材料的制备及表征

采用水热合成法制备了Mg-Al复合氧化物催化剂,考察了模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量对水滑石结构的影响。结果表明,加入CTAB的浓度远大于临界胶束浓度时,水滑石呈现棒状结构。将镁铝复合氧化物用于催化豆油与甲醇的酯交换反应,醇/油摩尔比为12∶1,催化剂用量为3%,反应温度65℃和反应时间2 h的条件下,豆油的转化率达78.9%。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

制备了K2CO3/Mg(A l)O固体碱催化剂,适宜制备条件为:K2CO3负载量30%、在700℃下焙烧4 h。用比表面积测定仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对其进行了表征。以黄连木籽油为原料,开展了酯交换法制备生物柴油的研究,考察了主要影响因素:醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度对酯交换反应的影响,得到的酯交换反应适宜条件为:以黄连木籽油0.01 mol计,醇油摩尔比12∶1、催化剂用量为黄连木籽油质量的4.0%、反应时间2.5 h、反应温度68℃。在该条件下生物柴油的收率可达99%以上。催化剂经4次循环使用,生物柴油收率仍可保持在96%以上。用FTIR1、HNMR对所制备的产品进行了表征,证明产品中含有饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯。     

对甲苯磺酸催化制备油酸异丙酯及动力学研究

油酸与异丙醇在对甲苯磺酸催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丙酯,研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对转化率的影响。结果表明,催化剂的量4%,醇酸体积比2.5∶1(摩尔比10.3∶1),反应温度75℃,反应时间5 h,酯化率达到91.8%。动力学计算表明,对甲苯磺酸催化制备油酸异丙酯的反应级数为1级,频率因子A=611.1,反应活化能为24.0 kJ/mol。     

高酸值山苍籽核仁油合成生物柴油

以高酸值山苍籽核仁油(LCKO)为原料,采用二步法合成生物柴油(BD),即先用固体酸SO42-/ZrO2为催化剂进行酯化反应降低酸值,再用相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)/NaOH催化进行酯交换反应。酯化反应的最佳条件:质量分数4%的SO42-/ZrO2,醇油摩尔比10∶1,温度68℃,反应时间4h。原油酸值降到2.52mg/g;酯交换反应的最佳条件:温度25℃,质量分数0.5%的CTMAB,1%的NaOH,醇油摩尔比6∶1,反应15min。原油酯交换率达到97.6%。此工艺无酸化废水排放,不需耐酸设备,所需时间短,能耗少,成本低。以山苍籽核仁油为原料合成生物柴油,致力于找到一条经济的、绿色的生物柴油合成路线。     

负载型固体酸催化合成生物柴油

以固体酸TSOH/HY-SBA-15（对甲苯磺酸改性的介孔分子筛）为催化剂,催化大豆油和甲醇制备生物柴油,考察了反应的最适宜条件。结果表明,催化剂为(0.5 mol/L)TSOH/(10 %)HY-SBA-15,反应温度为180 ℃,反应时间为7 h,n(醇)/n(油)为25,催化剂用量为油质量的5 %,溶剂用量为油质量的30 %,生物柴油的收率可达到94.6 %。     

叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究

利用叔丁醇作为共溶剂可使棕榈油、甲醇和催化剂形成均相体系,用于酯交换反应制备生物柴油,可以缩短反应时间。实验以棕榈油为原料,氢氧化钠为催化剂,在带夹套的玻璃反应器内进行反应。考察了共溶剂质量分数、催化剂质量分数、反应温度、醇油摩尔比等因素对生物柴油产率的影响,获得了最佳反应条件。实验结果表明,当叔丁醇质量为棕榈油质量的11.6%,催化剂质量为油质量的1.0%,反应温度为60℃,醇油摩尔比为6∶1时,反应2 m in后生物柴油产率达到了90%。     

离子液体催化大豆油制备生物柴油

制备了对水稳定性好、带—SO₃H官能团的咪唑丙烷磺酸硫酸氢盐离子液体，并以其作为催化剂进行了大豆油酯交换反应制备生物柴油的研究。考察了离子液体的用量、醇与油物质的量比、反应温度和反应时间对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性。实验结果表明，在n(甲醇)∶n(大豆油) =12∶1、反应温度120 ℃、反应时间8 h和催化剂用量为原料油质量的4.0%条件下,产物中脂肪酸甲酯收率可达96.5%,且离子液体的稳定性好,可循环使用。