制备生物柴油的反应动力学

生物柴油是一种新型、可再生的替代燃料,其主要成分是脂肪酸甲酯类化合物。常用制备生物柴油的方法有:有酸催化酯化法,碱催化酯交换法,生物酶催化酯交换法,和超临界酯交换法等。目前生物柴油在国内没有被普及的瓶颈主要在于,生产成本过高或产物分离工序复杂。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有重要的作用,该文总结了目前制备生物柴油的常用几种方法的反应动力学。     

生物柴油制备技术研究进展

生物柴油是以生物质资源作为原料基础加工而成的一种柴油,作为一种石油资源的绿色替代品而备受世界各国重视,其发展符合未来世界的能源安全和可持续发展。介绍了生物柴油的生产原料,主要有植物油脂、动物油脂、微生物油脂和废弃无用油脂四大类,综述了制备生物柴油的酸碱催化法、生物酶催化、法超临界法等各种技术,并对生物柴油的生产原料开发与制备技术进行展望。     

生物柴油制备方法的研究进展

生物柴油是一种可再生能源,是由动植物油脂经过酯交换反应生成。文章对目前制备生物柴油的方法进行了总结和比较,重点介绍了酸催化、碱催化、酶催化及超临界工艺方法。     

桐油转化生物柴油的研究

为了考察桐油制备生物柴油的可行性,分析了桐油的脂肪酸成分,研究了桐油转化生物柴油的工艺条件,并测定了桐油生物柴油的主要性能指标。结果表明,桐油的平均相对分子质量为927.32,其主要成分为含有18个碳的不饱和脂肪酸,其中α-桐酸是其脂肪酸的主要成分(75.033%)。酯交换法制备桐油生物柴油的最佳工艺条件为:甲醇与桐油的摩尔比6∶1,催化剂用量为桐油质量的1.0%,反应温度30℃,反应时间20 min,平均转化率为82.8%。在此最佳条件下制备的桐油生物柴油的主要性能指标,除运动粘度、酸值较高外,基本符合0#矿物柴油标准。     

桐油转化生物柴油工艺技术分析与研究

[目的]研究以桐油为原料,利用酯交换法转化生物柴油的工艺技术,为桐油作为生物柴油原料油的应用提供参考。[方法]通过单因素试验和正交试验,对影响生物柴油产量的主要因素进行了分析。[结果]试验表明,影响桐油转化生物柴油的主要因素有催化剂用量、甲醇用量、反应温度、反应时间及原料油中的含水量。其中甲醇用量对桐油酯交换反应转化生物柴油的影响最大,其次为反应时间,再次为催化剂用量和反应温度。综合分析得到最优的反应条件为甲醇用量约占桐油重的50%、催化剂NaOH占桐油重的1.00%、反应温度50～65℃、反应时间30～40min,转换率超过80%。[结论]利用酯交换反应,以桐油转化生物柴油是可行的,最佳工艺条件下制备的桐油生物柴油的主要性能指标基本符合石化柴油标准。     

离子液体催化文冠果种仁油超临界甲醇酯交换法制备生物柴油

利用[C4MIm]HSO4离子液体为催化剂,对其催化文冠果种仁油超临界甲醇酯交换法制备生物柴油进行了研究.考察了醇油摩尔比、反应温度、反应时间、反应压力、催化剂用量及催化剂重复使用对酯交换反应的影响.结果表明,在300℃,醇油摩尔比42∶1,反应时间25 min,反应压力11 MPa,催化剂用量为0.5wt％的优化工艺条件下,产物中甲酯收率可达92.33％,催化剂可重复多次使用.     

黑核桃内生真菌HJ1油脂制备生物柴油的研究

对黑核桃内生真菌HJ1油脂制备生物柴油的关键技术进行研究。利用单因素试验和验证试验优化反应条件。用气相色谱-质谱联用仪（Thermo Finnigan Trace DSQ）对油脂的成分进行分析。选择甲醇为萃取剂进行降酸处理,根据植物油脂酸值测定法GB/T5530-1985进行酸值测定。采用均相碱催化酯交换法制备生物柴油,并用气相色谱内标法对所制备生物柴油的脂肪酸甲酯的组成和含量进行测定。较好的工艺条件是:醇-油摩尔比8∶1,催化剂浓度1%,反应温度60 ℃,反应时间2 h。在此条件下,甲酯含量超过98%,生物柴油得率超过66%。结果表明,HJ1油脂制备的生物柴油可以被发展为石化柴油代替品之一。     

生物柴油合成方法的探讨

简述了生物柴油环境友好、可再生的特点以及目前的发展状况和深远的发展意义,介绍了生物柴油的合成方法,包括直接混合法、微乳化法、高温热裂解法和酯交换法（包括液体酸碱催化、固体酸碱催化和酶催化）等,分析了辅助提高生物柴油合成效率的几种方法,包括超临界法、微波法、超声波法和离子液体溶剂法。     

工业级茶油制备生物柴油及其结构表征

[目的]研究工业级茶油制备生物柴油的适宜条件。[方法]以茶油精炼副产物提取的工业级油脂为原料,采用碱催化酯交换法制备生物柴油,研究了工艺条件对工业级茶油转化率的影响。[结果]选择酸度不大于1、酸值小于2的工业级茶油,在甲醇用量为原料油重量的20%,KOH用量为原料油重量的0.8%的条件下,于60℃反应1.5 h,茶油转化率可达94.33%。利用红外光谱和气相色谱-质谱联用对生物柴油的结构进行了分析和表征,其主要成分为棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯。[结论]该研究确定了工业级茶油制备生物柴油的适宜条件。     

固体碱法制备生物柴油组分生成动力学

[目的]探讨固体碱法制备生物柴油中组分油酸甲酯的生成动力学。[方法]以精制菜籽油和甲醇为原料,固体碱CaO/MgO作催化剂,菜籽油与甲醇在固体碱催化下进行酯交换反应制备生物柴油,用气相色谱法跟踪分析生物柴油(脂肪酸甲酯)的含量,考察生物柴油中组分油酸甲酯的生成动力学。[结果]动力学研究表明,固体碱CaO/MgO催化菜籽油和甲醇的酯交换反应速率方程为rA=dCp/dt=k1CA2。反应速率动力学方程分3个阶段,反应开始为引发阶段,逐步转变为增长阶段的2级反应,最终反应达到平衡阶段。油酸甲酯增长阶段反应活化能为58.48 kJ/mol,频率因子为9.18×105 L/(mol.min)。[结论]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。     

利用酯交换法制备核桃生物柴油

[目的]研究用核桃仁提取的油制取生物柴油的方法和工艺.[方法]采用核桃油在催化剂KOH作用下与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油.研究了醇油摩尔比、催化剂质量分数、反应时间、反应温度等对反应产率的影响.[结果]当醇油摩尔比8:1、反应时间90min、用量为原料油质量的1.0;、反应温度60℃时,生物柴油转化率最高为97.2;.[结论]制取的核桃生物柴油主要性能基本达到国家0#柴油的标准,为核桃油开发生物质能源提供了科技支撑.     

固体超强酸催化餐饮废油酯制备生物柴油

[目的]探索低成本生物柴油的制备方法。[方法]以固体超强酸催化剂SO4^2-／Fe2O3为催化剂,餐饮废油酯和甲醇为原料,通过酯交换反应合成生物柴油。考察醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对酯化率的影响,并采用气相色谱法分析不同反应时间餐饮废油酯的酯化率。[结果]在一定范围内,提高醇油摩尔比、反应温度、反应时间和催化剂用量均可提高酯化率。餐饮废油酯酯交换反应制备生物柴油的最佳条件为醇油摩尔比9：1,催化剂用量为原料油质量的3％,反应时间90min,反应温度65℃,此条件下,生物柴油的酯化率可达92．8％。[结论]该研究确定了餐饮废油酯制备生物柴油的适宜条件。     

菜籽油的深加工研究——碱催化制备生物柴油

[目的]探索制备生物柴油（RME）及甘油的工艺条件。[方法]以菜籽油、工业甲醇为原料,利用氢氧化钠为催化剂与乙酸甲酯通过酯交换反应制备生物柴油（RME）,通过正交试验优化制备工艺条件,依次考察反应温度、NaOH浓度、醇油摩尔比及反应时间对菜籽油转化率的影响。[结果]随NaOH加入量增加,产量相应减少;甲醇用量在24ml对产量的影响达到最大;酯交换反应的温度不宜太高,时间也不宜过长。最佳酯交换反应条件是：反应温度为60℃,NaOH用量为油重的1．0％,醇油摩尔比为6：1,反应时间为120min,在此条件下菜籽油转化率最高,达到94．81％。红外分析检测显示,所得产物为生物柴油。[结论]该产品性能达到0#柴油指标,说明用该法生产生物柴油是可行的。     

能源油料植物续随子的生物学及开发利用研究

在介绍能源油料植物续随子的生物学及生态学特性、栽培要点、种子油的脂肪酸组分及其生物柴油制备工艺的基础上,评述了贵州续随子能源产业的开发利用前景及存在的问题,并提出了加快良种选育、加强配套栽培技术研究等建议。     

碱法水解油菜籽油制备脂肪酸

[目的]研究碱法水解植物油脂的游离脂肪酸得率,为生物柴油的工业化生产提供科学数据。[方法]以油菜籽油为试验材料,研究碱法制备脂肪酸过程中NaOH浓度、反应时间和工艺条件对油菜籽油脂水解的效果。[结果]增加NaOH浓度和延长反应时间均可以提高水解率。最佳反应条件为两步法水解：先用23.5%NaOH水解3 h、然后用11.75%NaOH水解2 h。此条件下油菜籽油的水解率可达99.64%。[结论]采用两步法碱法分解油菜籽油效果理想。     

甲醇和乙醇作为替代燃料在单缸四冲程柴油机中的应用研究

 分析了甲醇和乙醇作为柴油替代燃料的可行性及应用前景，对甲醇或乙醇、柴油及水的混烧比例提出了建议。同时根据云南农业大学在X195型柴油机上增设的甲/乙醇供给系统提出了改进举措及试验目标。     

用排气管温度加热气化醇类燃料在柴油机上的试验研究

 针对高原地区空气含氧量低,发动机功率不足,以及有限的石油和空气污染严重等问题。结合柴油机的结构特点、醇类燃料的特性,在不改变原机结构的前提下,增设一套醇类燃料（甲醇或乙醇）供给装置,醇类燃料供给装置供给的醇类靠排气温度加热气化并同进气流一同流入气缸。醇类燃料供给装置与原供油装置相互配合,实现辅助燃料（轻柴油）引燃,主要燃料为甲醇或乙醇,从而在达到不降低发动机功率的状况下,醇类燃料替代柴油,并且有效降低排放的目的。试验表明：此方法简单可行,除在单缸柴油机上采用外,可向多缸机推广应用,这对解决能源紧缺,降低排放,实现可持续发展,有较强的现实意义。同时对改善高原地区发动机动力性,有着其特殊的作用。     

几种生物柴油润滑性能的对比研究

利用柱塞偶件摩擦磨损试验机研究了生物柴油与石化柴油以不同的体积比例掺混所组成的混合燃料的润滑性能。实验结果表明:纯生物柴油的润滑性能要优于纯石化柴油,且混合燃料的润滑性能在其中生物柴油比例为20%～50%的范围内得到显著的改善。对该实验进行的建模理论分析很好地印证了该结果。     

预处理条件对超临界二氧化碳萃取被孢霉菌丝体油脂的影响

研究了不同预处理(水分、粉碎粒度)的被孢霉菌丝体在二氧化碳超临界流体条件下的油脂萃取,确定了粉碎粒度、水分与油脂萃取之间的关系。