酯交换反应釜高压水热状态与微藻生物柴油实验

以间歇式酯交换反应釜为对象,探讨了本底压力和温度等参数对釜内水热平衡状态的影响.通过建立三维温度-压力场分析模型,确定了釜内高压水热状态控制方程并实现超临界状态反应条件优化.在此基础上进行了以规模化养殖微藻为原料制备生物柴油的实验研究和油品分析.结果表明,以小球藻为原料的生物柴油产出率明显高于其他藻种.超临界反应条件的引入可使直接酯交换反应生物柴油产率提高近一倍.油品具有与0号柴油几乎相同的碳氢质量比、热值和密度等理化性能.     

超临界法制备生物柴油高压反应釜数值传热分析

数值模拟方法作为一种设计手段表现在它的通用性,掌握本领域常用的分析方法可以进行仿真分析,处理一类问题。在超临界法制备生物柴油的过程中,超临界流体对温度和压力的变化很敏感。高压反应釜受热不均会直接导致局部液体迅速气化甚至发生分解反应,影响生物柴油的产率。本文用有限元软件ANSYS对高压釜的不同反应情况进行了数值模拟,分析了高压釜与流体间的传热规律,为日后反应釜放大设计提供仿真分析技术支持。      

葵花籽生物柴油超临界甲醇法制备试验与优化

用高压反应釜通过超临界甲醇法将葵花籽油制成生物柴油,制得的生物柴油主要成分为脂肪酸甲酯.通过GC-MS检测.出峰顺序为棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯、亚麻酸甲酯.通过L9(34)正交试验确定影响因素主次顺序为:反应温度、反应压力、醇油比、反应时间,最佳条件为反应温度340℃、反应压力15 MPa、醇油比42、反应时间20 min.     

固体碱催化菜籽油合成生物柴油的研究

为了探索低成本高效率的催化合成生物柴油,制备了K2CO3-人造沸石固体碱催化剂,并运用X射线晶体衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和综合热分析仪(TG-DSC)对催化剂进行表征,同时研究了利用该催化剂催化菜籽油制备生物柴油的工艺条件。研究结果表明:在550～650℃范围内,K2CO3在人造沸石表面形成具有强催化活性的新晶相,分散在人造沸石表面,使催化活性增加。制备催化剂的最佳工艺为:催化剂制备温度550℃、催化剂用量为原料油质量的6%、醇油物质的量比15/1、反应温度70℃、反应时间3h,生物柴油产率可达97.4%。该工艺具有催化剂制备工艺简单,生物柴油产率高等优点。     

微波辐射下酸性离子液体[Hnhp]HSO4催化葵花油制备生物柴油

生物柴油是绿色可再生能源。本文研究了在微波辐射作用下酸性离子液体[Hnhp]HSO4催化葵花籽油与甲醇通过酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂用量、微波功率、醇油摩尔比和反应时间对酯交换反应的影响。以正交法对合成工艺条件进行了优化,得到了制备生物柴油的较佳的工艺条件:醇油摩尔比为12:1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为5%、微波功率为600W、反应时间为30min时,生物柴油的收率可以达到97.16%。     

餐厨废油脂肪酸固体酸催化气相反应制备生物柴油

为实现高酸值油料更加高效、绿色的生物柴油制备,以餐厨废油水解后脂肪酸为原料,采用强酸性阳离子交换树脂为固体酸催化剂,在气相反应条件下进行酯化反应制备生物柴油。采用正交试验设计的方法考察了催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对酯化效果的综合影响,获得最佳的工艺条件为:催化剂质量分数15%,反应时间60 min,反应温度105℃。在此条件下催化剂可重复使用5次,制备的生物柴油酸值(以KOH计)仅为0.64 mg/g,酯化率可达99.65%,产品达到GB/T 20828—2007相关标准。     

生物柴油的K2CO3负载水滑石催化制备工

采用浸渍法制备K2CO3负载水滑石生物柴油催化剂,确定制备条件为:K2CO3负载量20%、共混温度80℃、焙烧温度600℃、焙烧时间6h.用该催化剂催化菜籽油转酯化制备生物柴油,考察了反应时间、醇油比、催化剂用量及反应温度对反应转化率的影响,采用气相色谱测定了脂肪酸甲酯的转化率.通过单因素试验确定了菜籽油转酯化反应的条件为:反应温度60℃,醇油比12,反应时间60min,催化剂用量4%,转化率达96.9%.用X射线衍射分析和热重分析对催化剂结构进行表征,结果显示催化剂活性与其晶相有关.     

大豆油酯交换制备生物柴油的实验研究

以大豆油为原料,研究在KOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺,考察了甲醇用量、催化剂用量、反应温度和反应时间等操作条件对反应的影响.结果表明,该反应最适宜的操作条件为:甲醇用量为大豆油质量的20%,催化剂用量为大豆油质量的1.2%,反应温度为60℃,反应时间为120min;大豆油制备的生物柴油品质达到我国GB/T 20828-2007、美国ASTM和德国DINE生物柴油标准,其生物柴油的转化率为96.79%.     

微波辐射下离子液体[EPy]H2PO4催化葵花籽油制备生物柴油

本文研究了微波辐射作用下酸性离子液体[EPy]H₂PO₄催化葵花籽油与甲醇酯交换制备生物柴油,考察了催化剂用量、微波功率、醇油摩尔比和反应时间对酯交换反应的影响。以正交法对合成工艺条件进行了优化,得到了制备生物柴油的较佳工艺条件:醇油摩尔比为12:1、催化剂用量为5%、微波功率为400W和反应时间为35min时,生物柴油的收率可以达到93.53%。     

柴油机掺烧三种生物柴油的排放性能试验研究

以小桐子油、桐油和菜籽油为原料,通过酯交换法制备生物柴油,对柴油机掺烧3种不同原料制备的生物柴油的混合燃料排放性能进行试验研究.结果表明,0#柴油中分别掺混20%的小桐子生物柴油、桐油生物柴油和菜籽油生物柴油,在2 000r/min和100%负荷时,HC和CO的排放比0#柴油都有大幅度降低,燃油消耗率有一定程度的上升.     

桐油制取生物柴油的研究

研究在NaOH催化剂作用下,以桐油为原料,与甲醇经过酯交换反应制备生物柴油的工艺;通过分析催化剂用量、甲醇用量、反应温度且反应时间等条件对酯交换反应的影响,得到了桐油制备生物柴油的最佳工艺条件.在此反应条件下,脂肪酸甲酯(生物柴油)含量达到了86%,其主要性能指标符合我国生物柴油标准.     

酯交换法生产生物柴油研究进展

生物柴油是以动植物油脂为原料制备的石油替代燃料,由一系列长链脂肪酸甲酯组成,具有环保、可再生等优点。酯交换法制备生物柴油研究的最多,包括酸碱、固体碱、生物酶、有机碱、离子液体作催化剂的酯交换以及无催化剂的超临界甲醇法酯交换。介绍了各种方法的优缺点,提出了今后的发展方向。     

响应面法优化地沟油酯交换法制备生物柴油

以地沟油和甲醇为原料,固体碱催化剂的作用下,通过酯交换反应制得生物柴油(脂肪酸甲酯)。氢氧化钾为催化剂,利用响应面分析法中的Box-Behnken中心组合试验设计原理,对地沟油制备生物柴油的条件进行优化。通过多元回归对生物柴油转化率的分析得到计算转化率的二次拟合方程,并且进一步通过验证性试验证实了预测模型的正确性。确定制备生物柴油的最佳工艺条件:醇油摩尔比为11.08:1、催化剂用量为1.42%(相对油的质量)和反应时间为54.7min,由回归方程预测酯交换反应转化率值为91.02%,与试验值的误差约为0.4%。     

餐饮废油酯交换制备生物柴油的试验研究

生物柴油是清洁可再生能源,已受到世界各国越来越多的关注。为此,以上海交通大学食堂的餐饮废油为原料,以自制的SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸作为催化剂,在试验室规模的反应装置中,采用酯交换法进行了餐饮废油酯交换制备生物柴油的试验研究。结果表明,收集的餐饮废油适合作为生产生物柴油的原料,在醇油摩尔比6:1、催化剂含量1%、反应温度70℃和反应时间2h的条件下,生物柴油转化率达到78%。生物柴油的密度、灰分、运动粘度和凝点的指标符合我国国标0号柴油质量标准。     

大豆油酯交换法制备生物柴油的工艺研究

为提高生物柴油的转化率,以大豆油为原料,研究在KOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇与菜籽油的摩尔比等操作条件对酯交换反应的影响。结果表明:反应最适宜工艺条件为:醇油摩尔比6:1、催化剂加入量为油脂质量的1.2%、反应温度60℃、反应时间60min,在此工艺条件下生物柴油最高转化率为96.87%。     

废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油研究

研究在高压反应釜中,利用Zr O2/Al2O3/Ti O2多晶泡沫陶瓷催化剂,催化废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油。考察了温度、时间、催化剂添加比例、物料质量比等因素对废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解制备燃油的影响。得到适宜的制备条件为反应温度430℃、反应时间40 min、催化剂质量分数15%、物料质量比1∶1,在此条件下,液体产物产率为65.9%。GC-MS分析表明,裂解液体中饱和烃类产物峰面积比例接近100%,其中97.85%为直链烷烃,并初步推断了废植物油脂与废聚乙烯塑料共裂解机理。产物的部分燃料油性能测定结果表明,裂解燃油热值明显高于生物柴油与0号柴油,密度和运动黏度符合0号柴油的标准,冷凝点和冷滤点均优于生物柴油,低温流动性好。     

小桐子油制备生物柴油在柴油机上的试验

研究了利用小桐子油制备生物柴油的方法,找到合适的反应条件为甲醇约占油重的25%、催化剂NaOH占油重的1%、反应温度50～65℃、反应时间60～90min.通过对比试验,研究柴油机燃烧小桐子油制取的生物柴油和普通柴油对发动机经济性、动力性和排气烟度的影响.研究结果表明:燃烧小桐子油B20和B100,发动机启动性能良好、运转正常,动力性能与普通柴油基本相同,影响幅度不超过3%,油耗最多增加了10%;在供油提前角和喷油压力保持不变的情况下,燃用生物柴油可以较大幅度降低柴油机的排气烟度,最大降幅近70%.     

生物柴油反应器研究进展

生物柴油以其环境友好性和可再生性成为近年来国内外研究的热点。目前,高生产成本是制约生物柴油发展的主要因素,研究开发高效节能的生物柴油反应器是降低高生产成本的重要途径。本文综述了用于生物柴油制备的反应器,如管式反应器、固定床反应器、膜反应器、微通道反应器等,并对反应器的应用前景作了评述和展望。     

米糠油制备生物柴油的工艺优化和燃料特性

研究了米糠油在KOH为催化剂的作用下通过甲酯化反应制备生物柴油的工艺。考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对转化率的影响,采用气相色谱测定了反应体系中脂肪酸甲酯的转化率。应用正交实验确定了米糠油酯交换的最佳反应条件为:醇油摩尔比6、催化剂质量分数0.9%、反应温度50℃、反应时间45min。通过实验对其燃料性能进行研究,将各项燃料性能和美国ATSM或德国DIN标准进行比较,均达到相关标准。测定了燃用生物柴油的柴油机输出功率、油耗及其排放性能,并与0号柴油进行了比较,其燃料性能和0号柴油相当,并可显著降低CO、HC排放量,而NOx排放量略有升高。     

生物质热解生物油/柴油乳化燃料的制备与试验

制备了生物油/柴油乳化燃料并在柴油机台架上进行了试验.试验用生物油是在流化床反应器上对玉米秸秆粉进行热解试验获得的.将生物油与0号柴油以及适量的乳化剂混合,通过均质机均质,得到生物油/柴油乳化燃料.在ZS1110型柴油机台架上进行两种不同配比的生物油/柴油乳化燃料的发动机台架试验,得出了柴油机燃用生物油/柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,并且对乳化燃料和纯柴油的油耗率和有效热效率进行了对比.研究结果表明:生物油体积分数为15%的生物油/柴油乳化燃料较纯柴油有明显的节油效果,最大节油率可达10%;NO、CO的排放也优于纯柴油的排放.