氧化钙/氧化镁催化菜籽油与甲醇酯交换反应动力学的研究

在固体碱 CaO/MgO 催化下,以精制菜籽油与甲醇为原料进行酯交换反应制备了生物柴油,用气相色谱法跟踪分析生物柴油(脂肪酸甲酯)的含量,考察生物柴油中脂肪酸甲酯的生成动力学。结果表明,反应速率动力学方程分3个阶段:反应开始为引发阶段,酯交换反应速率对菜籽油浓度为0.5级,逐步转变为增长阶段的2级反应,最终反应达到平衡阶段。脂肪酸甲酯引发阶段反应活化能为76.77 kJ/mol,频率因子为9.80×10~7(mol/L)~(0.5)/min;增长阶段反应活化能为29.31 kJ/mol,频率因子为6.19×10~3L/(mol·min)。该研究为固体碱催化菜籽油与甲醇酯交换反应的动力学提供了理论基础。     

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％。     

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...     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化菜籽油酯交换合成生物柴油

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱K2CO3/γ-Al2O3催化剂,并将其用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对生物柴油收率的影响。实验结果表明,采用K2CO3负载量(质量分数)为20%、在600℃下焙烧5h的K2CO3/γ-Al2O3催化剂,当催化剂与菜籽油的质量比为0.03,甲醇与菜籽油的摩尔比为12∶1,在60℃下反应1h后,生物柴油的收率高达93.6%。用X射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关。     

酶促合成生物柴油反应动力学

以Candidasp.99-125脂肪酶为催化剂,甘油三油酸酯和甲醇为底物,采用有序机制模型对酶促合成生物柴油的酯交换反应动力学进行了研究,并与经典乒乓机制模型进行了比较。研究结果表明,反应初速率的实验值与有序机制模型方程的计算值吻合很好。对于固定化Candidasp.99-125脂肪酶催化合成生物柴油的酯交换反应机理进行研究,采用有序机制模型比经典乒乓机制模型更为精确。反应过程中,醇抑制为竞争性抑制,在甘油三油酸酯浓度较小的范围内,醇抑制作用较为显著,醇浓度越低反应初速率越快。该有序机制模型可用来预测生物柴油的生产批次或连续反应器中酯交换反应的速率,确定最佳底物油脂和醇的浓度。     

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。     

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。     

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。     

KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了KF/CaO催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,通过等体积浸渍并在873K煅烧4h,可以制得理想的KF添加量(KF与CaO的质量比)为14.3%的KF/CaO催化剂,采用该催化剂,当醇与油摩尔比为12∶1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为3%、反应温度为60～65℃、反应时间为1h时,生物柴油的收率可以达到90%。与CaO催化的酯交换反应结果相比,KF/CaO催化剂的催化活性明显提高。XRD与TG-DTG分析结果表明,KF/CaO催化剂酯交换活性的增强与KF与CaO经过高温煅烧发生相互作用而形成新的晶相密切相关。     

反应蒸馏用于植物油酯交换反应制备生物柴油的研究

在反应蒸馏装置中对植物油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油进行了研究，结果表明，此工艺具有反应速度快、平衡转化率和选择性高、甘油沉降速度快等特点。与流行的两级甚至三级酯交换反应技术相比，本工艺仅通过一段酯交换反应就能达到相同的反应效果。     

用于菜籽油酯交换过程的Mg-Al复合氧化物催化剂

以共沉淀法制备了Mg -Al复合氧化物催化剂 ,XRD表征结果表明 ,沉淀所得催化剂前体晶相均一 ,为层状Mg6 Al2 (OH) 1 6 CO3·4H2 O水滑石结构。经 5 0 0℃煅烧后得到具有良好酯交换活性的Mg -Al复合氧化物催化剂 ,在常压、(65± 1)℃、4h、醇 /油摩尔比为 6、催化剂加入量 (催化剂质量 /油质量 )为 1 5 %的条件下 ,菜籽油 -甲醇酯交换反应甲酯收率达到 90 %。CO2 -TPD实验表明 ,制备的催化剂比MgO具有更强和更多的碱性位 ,其催化性能与所拥有的碱中心性质直接相关 ,催化剂失活也与碱中心特性变化相对应     

甘油三乙酸酯超临界酯交换反应及其动力学研究

研究了在超临界条件下甘油三乙酸酯与甲醇或乙醇的酯交换反应,分别考察了超临界状态下醇油摩尔比和温度对反应的影响。实验结果表明,甲醇或乙醇与甘油三乙酸酯的摩尔比为14、反应温度为350℃、反应时间为20m in时,乙酸甲酯或乙酸乙酯的收率分别达100%和60%。对超临界状态下动力学的研究结果表明,甘油三乙酸酯与甲醇或乙醇的酯交换反应为拟一级反应,在相同的反应条件下,采用甲醇时酯交换反应速率比用乙醇时快,相应的甘油三乙酸酯的转化率也高;甘油三乙酸酯在超临界甲醇或乙醇中酯交换反应的表观活化能分别为58.7 kJ/mol和75.1 kJ/mol,甘油三乙酸酯与甲醇酯交换反应的活化能低于与乙醇酯交换反应的活化能,表明碳链短的醇更易进行酯交换反应。     

超声波辅助下海滨锦葵油制备生物柴油工艺的优化

以海滨锦葵油为原料、KOH 为催化剂,在超声波辅助下制备了生物柴油。通过单因素实验及正交实验研究了超声波频率、超声波功率、催化剂用最、反应温度、醇了油摩尔比等因素对酯交换率的影响实验结果表明,各影响因素对酯交换率影响的大小顺序为:超声波功率>催化剂用量>反应温度>醇与油摩尔比。海滨锦葵油在超声波辅助下制备生物柴油的最佳工艺条件为:超声波频率45 Hz、超声波功率180 W、催化剂 KOH 用量为海滨锦葵油质量的0.6%、反应温度65℃、醇与油摩尔比7,在该条件下酯交换率达到99.85%。     

模板法制备CaO/ZrO_2催化剂催化菜籽油合成生物柴油

以桦木为模板,通过模板法制备了不同CaO含量的CaO/ZrO2复合氧化物固体碱催化剂,用于催化菜籽油与甲醇进行酯交换反应合成生物柴油。利用BET,XRD,XPS,SEM等手段对所制备的催化剂进行表征。实验结果表明,采用该方法制备的CaO/ZrO2催化剂具有桦木的生物形态,且桦木模板的使用有助于改善其孔道结构并提高其比表面积、孔径和孔体积;具有生物形态的复合氧化物保持了较高的碱强度,催化活性较高;当CaO/ZrO2催化剂中n(Ca)∶n(Zr)=0.3、催化剂用量(基于菜籽油的质量)8%(w)、甲醇与菜籽油的摩尔比72、反应温度150℃、反应时间6 h时,生物柴油的收率最高可达到91.0%。     

固体碱SrO—La2O3催化大豆油合成生物柴油

采用共沉淀法制备了SrO—La2O3复合氧化物固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应,并考察了催化剂制备方法及制备条件对大豆油转化率的影响。结果表明,采用共沉淀法、以氨水为沉淀剂,催化剂中Sr与La摩尔比1．5：1,催化剂焙烧温度973K条件下显示出固体碱催化剂的最佳催化活性和稳定性。考察了酯交换反应条件对大豆油转化率的影响,结果表明,在甲醇沸点温度下,醇油摩尔比15：1、催化剂用量占反应物总量3％、反应时间4h的最佳条件下,大豆油转化率最高达92．63％。考察了SrO—La2O3固体碱催化剂重复使用性能,结果表明,当催化剂重复使用3次后,再用773K温度活化2h后,催化剂活性仍保持90％以上,经5次重复利用后大豆油转化率仍能保持在90％左右。