酯交换法制备生物柴油的反应动力学研究进展

掌握制备生物柴油的反应动力学对优化生物柴油的生产工艺、降低成本有重要作用。主要论述了目前国内酯交换反应制取生物柴油的反应动力学研究的现状,分析并总结了各自的特点。     

棕榈油酯交换制备生物柴油的反应动力学

在甲醇与棕榈油的摩尔比为6∶1和催化剂KOH用量为棕榈油质量1.0%的条件下,研究不同温度下棕榈油制备生物柴油的酯交换反应动力学,采用Origin软件拟合曲线方程,建立棕榈油酯交换反应的宏观动力学模型。研究结果表明:棕榈油制备生物柴油的酯交换反应遵循1.40级动力学方程,反应速率随温度的升高而加快,二者符合Arrhenius方程,该反应的活化能为27.23 kJ/mol,频率因子为1.4×103。文中研究建立的反应动力学模型将对扩大试验研究提供理论依据和基础数据支持。     

酯交换反应体系混合物料的介电特性

近几年来,微波在制备生物柴油的化学工艺中被广泛应用。而微波强化化学反应的实验研究和工程应用中存在很多限制因素,物料介电特性是其中一个重要因素。针对甲醇和菜籽油加入自制催化剂的酯交换反应体系,采用矢量网络分析仪测量不同反应条件下甲醇和菜籽油酯交换反应系统的介电系数,考察反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量等因素对介电特性的影响规律。结合酯交换反应动力学,讨论反应温度变化对介电特性的影响,从而为微波加热酯交换反应过程的多物理仿真提供物料介电信息。     

固体碱催化酯交换反应制备生物柴油研究进展

介绍了非负载型和负载型2类固体碱催化剂用于制备生物柴油的研究进展,采用酯交换法因其无需消耗大量能量、操作方法简单,成为制备生物柴油的主要方法,并随着负载型固体碱催化剂载体的纳米化、介孔化,纳米级以及以分子筛作为载体的固体碱催化剂将成为一个主要的研究方向。认为开发更加稳定、耐水、耐酸的固体碱催化将是今后固体碱催化剂的研究重点。     

棉籽油间歇式酯交换反应动力学的研究

生物柴油(棉籽油甲酯)可以由棉籽油与甲醇在催化剂KOH存在下通过酯交换反应制得。故对棉籽油间歇式酯交换反应动力学进行了研究,并考察了反应温度和催化剂浓度对产物棉籽油甲酯浓度的影响。用液相色谱法分析棉籽油的组成;用气相色谱法分析产物中棉籽油甲酯的含量。由实验数据绘制的动力学曲线得到酯交换反应在开始阶段为准二级反应,以后紧接转为一级反应和零级反应,与文献报导的棕榈油酯交换反应动力学结果一致。由实验数据求出酯交换反应在开始阶段的动力学参数,35℃、45℃时的反应速率常数分别为0.9179Lmol-1min-1和1.049Lmol-1min-1,酯交换反应的活化能为10.88kJmol-1。根据实验结果得到棉籽油酯交换反应的最佳反应温度为45℃,最佳催化剂为1.1%KOH。     

酯交换反应制备生物柴油催化剂的研究进展

生物柴油是一种环境友好型的可再生资源,本文介绍了生物柴油的制备技术,并综述了采用酯交换反应制备生物柴油所使用的催化剂的研究进展,简述了各种催化剂的优缺点。     

催化酯交换制备生物柴油的研究进展

催化酯交换是制备生物柴油的一个重要方法。本文综述了均相催化和非均相催化、酸性催化和碱性催化、固体酸和固体碱催化的研究进展,并针对每类催化剂的特性和应用范围进行比较,得出固体酸和固体碱催化符合绿色生产生物柴油的要求,是未来发展的方向。特别是固体酸在催化含有水分和游离酸的油脂酯交换方面具有独特的优势,需要进一步研究和开发。     

酯交换法制备生物柴油的催化剂研究进展

在酯交换反应制备生物柴油的工艺过程中,可以选用的催化剂有酸/碱均相催化剂、生物酶催化剂和固体催化剂3大类.本文对这几类催化剂在该工艺过程中的应用情况进行介绍,并就各自的成本、活性、稳定性和可回收性等相关因素进行了对比分析,指出利用固体催化剂是该领域的发展方向,对固体催化剂的研究前景做出了展望.     

微波强化酯交换反应制备生物柴油研究进展

在碳达峰、碳中和的目标背景下,生物柴油被认为是替代化石燃料最有前途的新型能源之一。作为新型的加热方式,微波强化技术克服了传统加热方式下受热不均等缺点,在与不同催化体系偶联的过程中显著促进了酯交换反应的效率,较大幅度地提高了生物柴油的产率。本文归纳了微波技术强化酯交换反应制备生物柴油的优势,介绍了微波强化技术偶联均相催化、非均相催化、离子液体催化以及酶催化技术在生物柴油制备领域的研究进展,阐述了微波强化技术偶联各催化体系的利弊。从催化效率和环保等方面考虑,微波强化偶联非均相催化和酶催化具有更优的研究前景。最后,就该领域的研究方向提出几点展望与建议。     

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%。     

Single‐step ultrasonic synthesis of biodiesel from crude Jatropha curcas oil

A novel single‐step process with chlorosulfonic acid catalyst for ultrasonic biodiesel synthesis using feedstock with high free fatty acid content is investigated.Jatropha curcas oil has been used as the model feedstock with methanol as alcohol. The distinct merit of chlorosulfonic acid is that it catalyzes both esterification and transesterification reactions. Moreover, chlorosulfonic acid also counteracts inhibition caused by water formed during esterification, which is the cause for very slow kinetics of acid catalyzed transesterification. In addition, sonication of the reaction mixture also causes strong micromixing and emulsification that enhances the transesterification kinetics. Statistical optimization of the process shows 93% yield for 8.5 wt % catalyst, 20:1 alcohol to oil molar ratio and temperature of 333 K. Peculiar feature of this process is that high yield is seen at moderate temperature and molar ratio, which are much smaller than that for conventional sulfuric acid catalyzed processes. The activation energy for the process (57 kJ/mol) is at least 3× lower than the energy for sulfuric acid catalyzed transesterification. The thermodynamic analysis reveals that the net Gibbs energy change for the single‐step process is almost same as that for sulfuric acid catalyzed process. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 60: 1572–1581, 2014     

酯化-酯交换两步法制备生物柴油的动力学

以潲水油（WCO）为原料,探讨了酯化-酯交换两步法制备生物柴油的反应动力学。以活性炭负载硫酸铁［Fe₂(SO₄)₃/AC］为负载型催化剂,通过测定不同反应温度、不同甲醇/脂肪酸（FFA）摩尔比条件下WCO中游离脂肪酸的转化率,以此确定酯化反应的动力学控制步骤及动力学方程中的待定参数,从而建立了在实验温度范围内酯化反应的动力学方程,并根据碱催化酯交换反应机理,在简化的动力学模型基础上,推导出了WCO中甘油三酯（TG）与甲醇发生酯交换反应的宏观动力学方程。结果表明,酯化反应和酯交换反应的动力学方程在实验条件范围内都能较好地描述各自的反应过程。     

制备生物柴油的固体催化剂研究进展

生物柴油是一种清洁、可再生能源。对催化油脂酯交换反应制备生物柴油的固体催化剂的研究进展进行综述,分析了各种固体催化剂的特性,并对催化油脂酯交换反应的固体催化剂今后研究方向进行讨论。     

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。     

酯交换法在生物柴油制备中的研究进展

介绍了国内外生物柴油制备方法的研究进展,主要阐述了非均相催化、均相催化、生物催化和超临界催化技术等酯交换法的研究进展。阐明了各种催化法的优缺点,指出了目前酯交换法研究的热点和未来发展的方向。     

炭基固体酸催化废油脂合成生物柴油动力学研究(英文)

The kinetics of simultaneous transesterification and esterification with a carbon-based solid acid catalyst was studied.Two solid acid catalysts were prepared by the sulfonation of carbonized vegetable oil asphalt and petroleum asphalt.These catalysts were characterized on the basis of elemental analysis,acidity site concentration,the Brunauer-Emmett-Teller(BET)surface area and pore size.The kinetic parameters with the two catalysts were determined,and the reaction system can be described as a pseudo homogeneous catalyzed reaction.All the forward and reverse reactions follow second order kinetics.The calculated concentration values from the kinetic equations are in good agreement with experimental values.     

生物柴油生产中酯交换反应的研究进展

酯交换反应是酯交换法生产生物柴油的关键步骤,综述了酸、碱、酶等催化条件下和超临界条件下酯交换反应制备生物柴油的研究进展,重点介绍了一些有工业前景的过程。     

催化剂的制备及其 用于菜籽油制备生物柴油的研究

采用等体积浸渍法制备了纳米K₂CO₃/γ-Al₂O₃催化剂,并研究了该催化剂的制备条件对酯交换反应的影响。用TEM表征催化剂颗粒的大小,用TG-DSC表征催化剂的热性能。结果显示:催化剂粒径分布在30-50nm之间;催化剂的最佳制备条件是K₂CO₃负载率(K₂CO₃占γ-Al₂O₃质量分数)50%,焙烧温度600℃,焙烧时间4h。利用此催化剂,当醇油物质的量之比为12:1、催化剂用量为油质量的3%、反应时间3h 、反应温度70℃时,生物柴油的得率达到97.90%。生物柴油质量指标符合国家标准。