固体酸催化纤维素生成乙酰丙酸乙酯的试验研究

采用沉淀-浸渍法制备S_2O_8~(2-)/ZrO_2/USY负载固体酸催化剂,对其在乙醇反应介质中催化纤维素直接生成乙酰丙酸乙酯的工艺条件进行研究。分别考察纤维素初始浓度、反应温度、催化剂用量、反应时间对乙酰丙酸乙酯产率的影响。结果显示:在纤维素初始浓度25g/L,反应温度220℃,反应时间0.5h,催化剂添加量2.5%(质量分数)的条件下,乙酰丙酸乙酯产率达到34.6%。在此基础上,利用FT-IR、SEM、XRD对催化剂进行表征,表明S_2O_8~(2-)/ZrO_2可成功负载在USY上,制备的固体酸催化剂可实现重复使用。     

固体碱催化猪油制备生物柴油

运用实验研究和理论分析相结合的方法,阐述猪油和甲醇在CaO催化剂作用下进行酯交换反应制取生物柴油的基本原理和操作方法,分光光度法测定甘油含量,计算生物柴油转化率,得出以CaO催化猪油制取生物柴油的适宜反应条件。结果表明:CaO做催化剂时,催化剂用量为2.0%,醇油物质的量比为6∶1,反应时间为150min,温度为60℃进行磁力搅拌,反应产率最高可达93.68%。     

甘蔗渣的碱催化甘油水溶液预处理

建立了一种木质纤维素的碱催化甘油水溶液预处理方法以期选择性分离组分和提高底物的可酶解性。实验确定了碱催化甘油水溶液预处理甘蔗渣的条件为：温度180℃、NaOH添加量7%、反应时间45 min以及甘油水溶液浓度80%。在该条件下,甘蔗渣的纤维素和半纤维素保留率分别为93.0%和83.4%,而木质素脱除率接近80%,达到了理想的组分分离效果。预处理后底物（20 g/L）在CTec2酶载量10 FPU/g干基下水解72 h酶解率为79.6%,表明预处理后底物具有较好的可酶解性。利用现代分析技术解析了甘蔗渣预处理前后的组成结构演变规律,初步探明了碱催化甘油水溶液预处理有效提升生物质原料可酶解性的原因。     

氨基磺酸非均相催化菜籽油及废油脂制备生物柴油

采用正交试验和单因素试验的方法研究了氨基磺酸催化菜籽油及废油脂与甲醇的酯交换过程,考察了醇油物质的量比、催化剂用量、反应温度和反应时间对反应收率的影响。结果表明:菜籽油酯交换的最佳反应条件为醇油物质的量比6∶1,氨基磺酸用量为原料油质量的1.0%,反应温度60℃,反应时间20 min,此工艺条件下,脂肪酸甲酯的收率达到95.6%;废油脂酯交换的最佳反应条件为醇油物质的量比8∶1,氨基磺酸用量为原料油质量的1.0%、反应温度65℃,反应时间30 min,此工艺条件下,脂肪酸甲酯的收率达到87.5%。利用红外光谱表征了菜籽油和生物柴油的结构,气相色谱分析了生物柴油的组成。     

地沟油制取生物柴油的试验研究

以地沟油为原料,硫酸为催化剂,采用脂交换法进行生物柴油的实验室制取试验,所得产品性能指标接近矿物柴油,符合美国相关标准。试验的要素采用正交组合,通过正交分析取得了优选的组合,并知在一定的范围内,油醇比对反应的产率影响最大,其后依次为反应时间、催化剂用量和反应温度。     

超低浓度马来酸催化水解纤维素的机理研究

将超低浓度马来酸应用于纤维素水解研究,对间歇条件下最优工况的产物和超低浓度硫酸水解纤维素产物与前人结果进行比较,初步探讨了马来酸水解纤维素的机理。试验在高温高压反应釜中进行,液固比为20∶1,转速为500 r/min,反应压力为4 MPa,改变温度和酸浓度,多点采样,结果发现,超低马来酸催化滤纸纤维素水解产糖效果较好,糠醛类降解产物明显少于硫酸催化。推导整合马来酸催化纤维素水解的基本原理,与常规无机酸催化相比,马来酸水解可同时遵循拟糖苷酶催化与一般酸催化机理,并能通过自身特性有效抑制还原糖的降解,从而获得较高的糖收率。     

桐油制备生物柴油的研究

以桐油为原料,研究了高酸值原料油的预酯化工艺条件,以及酯交换反应过程中甲醇加入的方式.对桐油预酯化工艺条件的研究结果表明,在搅拌速度一定的情况下,预酯化工艺的最佳条件为醇油摩尔比7∶1、硫酸用量为1.5%(质量比)、反应温度70℃、反应时间2 h;在研究的四个因素(醇油摩尔比,催化剂浓度,反应温度,反应时间)中,反应温度对酯化反应转化率的影响最大.在酯交换反应过程中,对分批加入甲醇的初步研究结果表明,在醇油摩尔比6 ∶1、KOH浓度 1%(质量比)、反应温度60℃、反应时间1 h的条件下,分两批加入甲醇的收率比一次加入甲醇的收率提高了4%.     

稻壳与木屑气化制取富氢燃气的试验研究

采用单一流化床二步气化方法,以纯水蒸气为气化剂,在流化床中进行制取氢气的工艺试验。在对试验数据进行分析的基础上,探讨了一些主要参数[如反应器温度、水蒸气/生物质(S/B)、生物质化学成分]对氢产率的影响。分析结果表明:较高的反应温度、S/B以及纤维素和半纤维素含量比较有利于氢的产出。验证试验表明:在反应温度为1000~1050℃,S/B为2.0的条件下,纤维素和半纤维素含量为74.1%的木屑(干基)的氢产率最高,为61.67g/kg。     

花椒籽油生物柴油制备工艺研究

以花椒籽油为原料,对KOH催化其与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油进行研究。采用物理萃取法降低花椒籽油中游离脂肪酸的含量,三次萃取后酸值达到2 mgKOH/g以下。研究了花椒籽油和甲醇在氢氧化钾催化下的酯交换反应。进行了不同醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度等反应条件下对产率的影响,得到最佳反应条件为醇油物质的量之比为12∶1,催化剂添加量为油脂质量的1.2%,反应温度为60～65℃,反应时间为45 min。     

包衣酶催化地沟油制备生物柴油

实验考察了以地沟油为原料,三阶段包衣酶催化制备生物柴油的工艺.以中心组合设计试验,选取反应时间、反应温度、包衣酶用量、醇油摩尔比和水分添加量为影响酯化率的主要因素,通过响应面分析得优化的工艺条件为:反应时间9.4×3h,反应温度54℃,包衣酶用量18.7%,醇油摩尔比3.6:1,水分添加量17.2%,在最佳条件下的酯化率为93.68%.     

废弃植物油再生利用的研究

文章介绍了用废弃植物油经酯交换反应制成柴油替代燃料的方法和工艺流程，并讨论了提高反应产率的最佳工艺参数。研究表明：在反应温度为70℃，当油醇的物质的量比为1：6，以NaOH为催化剂且浓度为1．0％，反应时间为20～30min时，酯交换反应制取脂肪酸甲酯(生物柴油)的产率为92％。用废弃植物油转化制成的脂肪酸甲酯，是石化柴油很好的替代能源。     

木质纤维素两步稀酸低温水解研究

为了降低水解液中抑制剂的浓度,对木质纤维素采用两步稀酸低温水解,通过对两步稀酸水解中重要参数(温度,反应时间,硫酸浓度)的研究,得到第一步水解的最佳条件为:温度135℃,反应时间2h,硫酸1.5%;第二步水解最佳条件为:温度135℃,反应时间2h,硫酸3.0%。以秸秆为原料得到的糖浓度可达5%。采用嗜鞣管囊酵母对水解软木所得水解液进行乙醇发酵实验,24h乙醇产率为0.41g/g,达到最大理论产率的80.4%。乙醇发酵实验证明,两步稀酸低温水解物对乙醇发酵没有抑制作用。     

花椒籽油生物柴油制备工艺研究

以花椒籽油为原料,对KOH催化其与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油进行研究.采用物理萃取法降低花椒籽油中游离脂肪酸的含量,三次萃取后酸值达到2 mgKOH/g以下.研究了花椒籽油和甲醇在氢氧化钾催化下的酯交换反应.进行了不同醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度等反应条件下对产率的影响,得到最佳反应条件为醇油物质的量之比为12∶1,催化剂添加量为油脂质量的1.2％,反应温度为60 ～65℃,反应时间为45 min.     

生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸

实验考查了利用玉米秸秆为原料,在高温稀酸的条件下制备乙酰丙酸的工艺。根据Box-Behnken实验设计方法,选取反应温度、硫酸浓度、液固比和反应时间为影响乙酰丙酸产率的4个主要因素,分别在三水平条件下进行了27次试验。在此基础上建立了二次方程的模型,R2=0.9145显示了模型具有较好的拟合度。进一步通过响应面分析得到了优化的工艺条件:温度206.20℃,硫酸浓度3.90%,液固比15.50,反应时间37.35min。在优化的工艺条件下,玉米秸秆经水解后,最终的乙酰丙酸产率为10.74%,与模型估计值接近。     

HZSM-5催化纤维素液化的研究

以微晶纤维素为研究对象,HZSM-5为催化剂,系统考察了原料/溶剂水质量比、反应温度、反应时间、催化剂用量、催化剂硅铝比等对催化液化效果的影响。结果表明:在纤维素/溶剂水的质量比为1/20、反应温度280℃、反应时间40min、HZSM-5催化剂(硅铝比为28)用量为原料质量分数的5%时,可以得到较好的催化液化效果,且HZSM-5催化剂可以多次重复使用。     

Box-Behnken响应面法优化粪便直接液化制取生物质油工艺条件的研究

粪便的直接液化是实现粪便无害化、减量化和资源化处理的一种新兴工艺。文章针对人粪便直接液化的工艺条件进行了探讨。以生物质油产率为指标,单因素实验结果显示,反应温度为310℃,停留时间为30min时,生物质油产率最高,为51.77%。利用Box-Benhnken响应曲面优化人粪便直接液化的工艺条件,结果显示,反应温度是影响生物质油产率的关键因素;反应温度为314℃,停留时间为43 min时,生物质油产率最高,为49.59%;生物质油热值最高可达36.59 MJ/kg。研究表明,直接液化过程是C,H元素由人粪便向生物质油中富集的过程。     

硫酸氢钠催化生物柴油合成反应的研究

以固体酸硫酸氢钠(NaHSO4·H20)为催化剂,以菜籽油和甲醇为反应物进行酯交换反应制备脂肪酸甲酯(生物柴油).采用正交实验考察了各因素对生物柴油产率的影响,得出最佳反应条件:反应温度为90℃,反应时间为12h,醇油物质的量比为40:1,催化剂用量为菜籽油质量的6%.极差顺序为温度、反应时间、醇油物质的量比、催化剂用量.     

生物质酸催化两步水解反应的研究

以松木木屑为原料,在自行设计的连续水解反应装置中进行稀硫酸催化连续水解的研究。通过正交试验法对木屑水解的反应条件进行优化,得到分别以木糖和葡萄糖为目标产物的较优工艺条件;以正交试验得到的工艺条件为基础,对木屑两步水解反应进行单因素分析,得到的最佳工艺分别为:反应温度170℃,反应时间5min,酸浓度1%,液固比7和反应温度190℃,反应时间7min,酸浓度3%,液固比9;通过分析半纤维素和纤维素的水解情况,探讨半纤维素水解对纤维素水解的促进作用机理。     

废油脂制取生物柴油的工艺优化及其品质提升

在碱性催化剂作用下,对废油脂制取生物柴油的工艺优化及品质提升方法进行了研究.考察了原料油水分含量、醇油物质的量比、催化剂浓度、反应温度、反应时间等对转酯化反应的影响,以及水洗、酸洗、萃取、减压蒸馏等不同后处理方法对产品品质的影响.在醇油物质的量比为9:1、催化剂质量分数为1.3%、反应温度为50℃及反应时间为90 min的条件下,所得样品通过常压、减压蒸馏相结合的后处理方法,可以获得品质良好的生物柴油样品.     

酸式盐催化玉米芯水解制取糠醛的工艺优化

针对工业生产中采用稀硫酸催化玉米芯水解制备糠醛存在催化剂毒性大、腐蚀及污染严重等问题,本研究尝试采用酸式盐催化玉米芯水解制备糠醛。通过单因素试验研究了催化剂种类、反应时间、反应温度对糠醛得率的影响。确定了制取糠醛的最佳工艺条件为硫酸氢钠作催化剂、反应时间90 min、反应温度190℃,此条件下糠醛的得率达39.91%。