炭基固体酸催化制备生物柴油研究进展

炭基固体酸是一种具有高催化活性和稳定性的催化剂.当以高酸值废油脂为反应原料制备生物柴油时,炭基固体酸可同时催化脂肪酸与甲醇的酯化反应和甘油三酯与甲醇的酯交换反应.对炭基固体酸的制备、结构及其分别在酯化反应或酯化与酯交换协同反应中的催化性能方面进行了详细阐述.指出了炭基固体酸存在的一些问题,并展望了其催化制备生物柴油今后的研究方向.     

固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究进展

制备生物柴油最常用的方法是植物油和动物脂肪的均相碱或酸催化酯交换.与石油基柴油相比,从植物油和动物脂肪生产生物柴油的主要瓶颈是生产价格,特别是原料价格.为降低生物柴油成本,应利用廉价原料(如废油脂)、采用连续酯交换工艺并从生物柴油副产品(甘油)中回收高纯度甘油.均相酸催化剂虽反应产率高,但废催化剂会带来环境问题,故固体酸催化剂已成为目前研究热点.简述了固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究进展和发展趋势,最后提出了一些建议.     

固体酸催化生产生物柴油研究进展

生物柴油是石化燃料的优良替代品,是环境友好型能源。酯交换法是制备生物柴油的首选方法,有较好的发展前景。固体酸催化剂具有工艺简单、不腐蚀设备和无三废污染等优点,是酯交换法的优良催化剂。综述了固体酸催化剂的种类、优势以及在制备生物柴油中的应用。     

酸催化酯化法制备生物柴油动力学研究

以油酸和甲醇为原料,采用浓硫酸、固体酸SO42-/TiO2-SiO2或油酸的自催化作用进行催化,研究了油酸和甲醇酯化合成生物柴油过程的催化反应动力学.通过测定不同反应温度、不同催化剂浓度和不同甲醇/油酸摩尔比条件下油酸的转化率,回归得到了酯化反应动力学参数.研究结果表明,酯化反应及其逆反应均为二级反应.不同催化反应下的正逆反应活化能分别为33.8和13.9 kJ·mol-1(浓硫酸催化)、37.1和18.5 kJ·mol-1(SO42-/TiO2-SiO2催化)或49.1和31.1 kJ·mol-1(油酸自催化作用).以上述过程中得到的反应动力学方程分别计算了油酸的转化值,与实验值吻合很好.由上述结果可知,浓硫酸具有最高催化活性,要在相同反应时间内得到相同油酸转化率时需要的反应温度最低.油酸自催化反应速率慢,在相同的反应时间内,高温反应时才可使油酸的转化率与浓硫酸低温催化作用下的油酸转化率相同.SO42-/TiO2-SiO2催化活性介于浓硫酸与油酸自催化之间,由于具有稳定好、分离简单和无腐蚀等优点,也适合作为酯化反应的催化剂.     

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 %。     

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。     

酸催化制备生物柴油的研究概况及发展

生物柴油生产过程中的催化剂是一个很关键的问题,目前实际生产中碱催化和酸催化应用较为广泛.相比之下酸催化应用受到了限制,然而酸催化制备生物柴油的优点也是显而易见的.本文简述了在酸催化作用下将高酸值原料油转化为生物柴油的原理,酸催化的主要工艺,重点介绍国外研究者从机理方面对酸催化剂的研究,涉及酯交换和酯化两个方面.对酸催化反应的影响因素以及存在解决的问题也稍加叙述.     

酸催化制备生物柴油的研究

采用硫酸作催化剂,利用高酸值油脂与甲醇的酯交换反应,制备生物柴油。为了提高收率,采用了两次酯交换反应;考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度等因素对收率的影响。结果表明,当醇与油的摩尔比为1∶10,催化剂用量0.5%,反应时间2.0 h,反应温度150℃,压力0.4~0.6 MPa时,生物柴油的收率可达98%。     

纳米催化剂在生物柴油合成中的应用

生物柴油作为一种可再生的绿色能源,是化石燃料理想的替代品.该文聚焦于纳米催化剂在生物柴油合成中的应用,对常见的纳米催化剂的设计、制备、物化性质、催化行为及重复使用性等方面进行了综述.提出了纳米催化剂在生物柴油合成中所面临的问题并展望其应用前景.     

生物柴油的制备研究

生物柴油是一种对环境友好的、可再生的生物质燃料,生物柴油的应用可以减少人类对矿物燃料的依赖,而且可以大大减少对环境的污染。试验分别利用精制大豆油和煎炸废油成功制得基本符合国外现有质量标准的的生物柴油。     

棕榈油制备生物柴油研究

通过利用浓硫酸作催化剂对酸值较高的棕榈油进行预酯化,采用正交实验的方法来研究预酯化的最优工艺条件,预酯化反应温度为70℃,反应时间为1.0 h,催化剂H2SO4的用量为1.0%(油重),棕榈油的酸值降到2.4 mg KOH/g油。预酯化后的棕榈油与甲醇在氢氧化钾作为催化剂进行酯交换反应得到脂肪酸甲酯,采用正交实验的方法来研究酯交换反应的最优工艺条件,酯交换反应温度为60℃,反应时间为10 h,催化剂KOH的用量为1.0%(油重),酯交换反应的转化率为95.89%,生物柴油总得率为95.6%。以棕榈油为原料制备的生物柴油,其主要性能符合柴油标准,但倾点较高,需与柴油馏分调合或加降凝剂以达到柴油标准。     

生物柴油的制备研究

采用花生油下脚料在无机酸催化剂作用下反应制备生物柴油,研究了油醇摩尔比、催化剂浓度、反应时间、反应温度、搅拌强度对反应产率的影响.反应最佳工艺条件为油醇摩尔比1:6、催化剂2%、反应时间3.5h、反应温度75℃、搅拌较强.     

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%。     

固定化脂肪酶催化酯交换制备生物柴油的研究进展

生物酶法生产生物柴油具有化学催化法不可比拟的优越性,是工业化生产的发展方向。介绍了固定化脂肪酶在催化油脂酯交换制备生物柴油方面的应用,对影响酯交换反应的脂肪酶源、底物摩尔比率、酰基受体、水含量、反应温度、副产物等因素进行了综述。     

酯交换法合成生物柴油的催化剂研究

生物柴油是一种环境友好型的可再生能源,目前最有效制备方法是化学催化酯交换法。概述了近年来制备生物柴油的各种催化剂,并探讨了其各自的优缺点。     

生物柴油制备方法及应用现状

对生物柴油的特性和制备方法进行了综述,制备方法主要是工业上常用的酯交换法,包括酸催化法、碱催化法、酶催化法和近年来发展起来的超临界法,并对生物柴油的应用现状进行了简介。     

碱催化酯交换法制备生物柴油的研究

对以食用菜籽油、甲醇为原料,采用碱催化酯交换法制备了生物柴油.结果表明,该生物柴油的主要组分为:油酸甲酯、9-二十二烯酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、9-二十烯酸甲酯和亚油酸甲酯;在强烈搅拌条件下,当温度为70℃、NaOH用量为1.0%、醇油摩尔比为8:1、反应时间为2～3 h时,菜籽油的转化率可达到94%.     

酶催化餐饮业废油脂生产生物柴油的研究

研究了利用餐饮业废油脂和甲醇,在无溶剂系统中通过脂肪酶的转酯作用来生产生物柴油.结果表明,醇油摩尔比为3∶1时甲醇转化率只能达到48%左右,醇油摩尔比低于1∶1时甲醇转化率能达到95%以上,采用分批添加法,甲醇总转化率可以明显提高到80%以上.反应体系的最适初始水活度应控制在0.54～0.75之间,随着反应温度的升高,酯交换反应的速度加快,但酶失活率也随之增大.