催化裂解与催化酯化工艺耦合制备桐油基类石化柴油燃料

拟通过精馏法催化裂解工艺和酯化后处理工艺联用,制备低含氧量的替代柴油燃料油。采用自组装精馏法催化裂解反应装置,CaO催化剂,考察了催化裂解对裂解产物(裂解油)组分的影响,GC-MS和凝胶色谱分析显示:精馏法催化裂解工艺可有效控制裂解油的分子组成,降低平均相对分子质量。测定裂解产物的部分燃料油性能分别为:酸值59 mg/g,密度825 kg/m3、黏度4.07 mm2/s、热值41 kJ/g、冷凝点-43℃、冷滤点-22℃。裂解油经催化酯化后处理后,经FT-IR和GC-MS分析表明,其组成主要为碳链小于C24的烷烃、烯烃化合物,长链烃含量减少,C16以下的短链脂肪酸甲酯明显增多;酸值降至2.9 mg/g,羧酸含量显著降低,燃烧热值增大,进一步提高了燃料油品质和应用性能。     

Diesel-like Fuel Obtained from Tung Oil Using Pyrolysis and Esterification Coupling

拟通过精馏法催化裂解工艺和酯化后处理工艺联用,制备低含氧量的替代柴油燃料油.采用自组装精馏法催化裂解反应装置,CaO催化剂,考察了催化裂解对裂解产物(裂解油)组分的影响.GC-MS和凝胶色谱分析显示:精馏法催化裂解工艺可有效控制裂解油的分子组成,降低平均相对分子质量.测定裂解产物的部分燃料油性能分别为:酸值59 mg/g,密度825 kg/m3、黏度4.07 mm2/s、热值41 kJ/g、冷凝点-43℃、冷滤点-22℃.裂解油经催化酯化后处理后,经FT-IR和GC-MS分析表明,其组成主要为碳链小于C24的烷烃、烯烃化合物,长链烃含量减少,C16以下的短链脂肪酸甲酯明显增多；酸值降至2.9 mg/g,羧酸含量显著降低,燃烧热值增大,进一步提高了燃料油品质和应用性能.     

光皮树油催化裂解制备生物液体燃料试验

以光皮树油为原料，采用自制负载型催化剂氧化镧进行催化裂解反应，通过单因素试验优化催化裂解工艺。结果表明：自制负载型催化剂氧化镧具有很好的催化效果。光皮树油催化裂解生物燃料最佳工艺参数为反应温度500℃，反应催化剂用量1.0％，反应时间80min。在此优化条件下，光皮树油催化裂解液相燃料油产品得率在82．0％以上。     

生物油脂精炼制备柴油新方法的研究进展

综述了以甘油三酯为原料的生物质柴油精练新方法。重点介绍了脂肪酶催化、催化热裂解、催化加氢3种途径的特点和现状:其中脂肪酶催化是制备生物柴油环境友好的生产工艺,是目前最有产业化前景的制备技术;而催化热裂解、催化加氢目前尚在研究阶段,这两种制备方法所得到的燃料油性能较好,与化石燃料油组成及燃料性质接近。同时指出了3种制备方法存在的问题,并展望了3种生物质柴油制备方法各自的发展方向。     

油茶籽残饼油制备生物柴油研究及工艺优化

研究了油茶籽残饼油制备生物柴油碱催化酯交换反应动力学过程,探索了反应动力学因素醇油物质的量比、催化剂用量、反应温度和反应时间对生物柴油得率的影响.正交试验结果表明,油茶籽残饼油酯交换反应的理想条件为:反应温度70℃,醇油物质的量比为6:1,催化剂用量为油质量的0.6%,反应时间90 min;此条件下生物柴油得率为94.43%.经权威机构检测,所制得生物柴油主要性能指标完全符合国家标准GB/T 20828-2007,具有广阔的应用前景.     

沉香籽油及其生物基裂解燃料成分与性能研究

采用自制负载型催化剂V2O5/DE作为催化剂,催化裂解沉香籽油得到生物基裂解燃料。通过FT-IR和GC-MS对沉香籽油和生物基裂解燃料成分进行分析,研究裂解产物的理化性质。结果表明:生物基裂解燃料较生物柴油更加接近传统化石能源,并且具有更好的低温流动性,但燃料中含有大量的羧基化合物,需要进行后续处理才可以应用。     

Ni/HZSM 5催化裂解光皮梾木油制备生物烃基燃料试验

光皮梾木(Cornus wisoniana)是一种优良的能源树种,适种面积广泛,其油脂成分主要包含油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸等。笔者以光皮梾木油为原料,采用等体积浸渍法自制Ni/HZSM 5固体催化剂进行催化裂解制备生物烃基燃料。分别考察了反应时间、反应温度和催化剂用量等因素对催化裂解反应的影响,得出最佳单因素工艺参数为反应时间60 min,反应温度440℃,催化剂用量为2.0%(质量分数),在该反应条件下液体产物产率高达79.53%;在单因素试验基础上进行响应面试验条件优化,探讨了各因素之间交互作用对产品转化率的影响,结果表明,各因素的一次项对转化率影响呈现显著水平,其中反应温度对转化率影响最为显著,最佳条件为反应时间59.1 min、反应温度443.7℃、催化剂用量2.3%(质量分数)。产品经气质联用仪(GC MS)分析可知,其主要组成成分为烷烃类、烯烃类、羧酸类、醛类和醇类物质。对所制烃基燃料经燃料性能测定,结果表明,产品接近石化燃料且具有良好的燃料性能,热值为42.720 kJ/g,密度和运动黏度等均达到0#柴油标准,值得进一步深入开展相关研究。     

菜籽油裂解燃料离子液体催化酯化反应降酸工艺的研究

为了降低裂解燃料酸值,增加燃料的稳定性能,将吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐应用于菜籽油裂解燃料的酯化反应。考察了催化剂用量、反应时间和反应温度等对酸值的影响,并在最佳优化条件下考察了裂解燃料成品的理化性质。结果表明:吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐对催化酯化反应具有很高的催化活性。优化工艺条件为:催化剂用量1.2%、反应温度75℃、反应时间70 min,在此工艺条件下,酸值降低到1.0 mgKOH/g以下。     

乌桕油皂微波催化快速裂解制备可再生燃油研究

采用微波催化快速裂解技术,以乌桕木油皂和乌桕梓油皂为原料,利用其强极性羧基端吸收微波迅速的特点,研究了其制备可再生燃油的技术。考察了裂解功率、裂解温度对裂解产物得率的影响。结果表明:裂解功率700 W,裂解温度450℃,乌桕木油皂和乌桕梓油皂微波裂解液体燃料的得率分别为75.26%和77.01%,GC-MS分析表明,产物的主要成分为C8~C18的正构烷烃、烯烃、环烷烃以及芳香烃等烃类化合物。产物的部分燃料油性能测定结果表明,乌桕木油皂裂解燃油比乌桕梓油皂裂解燃油热值略高,密度和运动黏度略低,基本符合0#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。     

Esterification of Pyrolytic Oils by Mesoporous Materials

通过水热合成制备了S2O82-促进的含锆介孔分子筛S2O82-/ZrO2-MCM-41,通过模型反应获得了对酯化反应具有较高催化活性的催化剂制备工艺条件,结果表明:在550℃下焙烧3h的介孔分子筛,具有较高的催化活性,且在甲醇用量与热解油质量0.3∶1的条件下,催化剂可重复使用3次,酯化率仍保持85％以上.通过XRD,N2吸附脱附以及FT- IR表征了催化剂结构,将该催化剂用于油脂裂解产物的三相催化酯化实验研究.结果表明:酯化处理可将桐油裂解油中羧酸转化成酯,有效降低羧酸含量,在降低了酸值的同时还增加了燃烧热值,提高了燃料油品质.     

玉米秸秆基吸油材料的制备与表征

以玉米秸秆(RCS)为原料,经氨水预处理得预处理玉米秸秆(PCS),再经乙酸酐酯化改性制备改性玉米秸秆(ECS)吸油材料,并考察不同酯化条件对产物吸油性能的影响。结果表明:RCS、PCS(预处理6 h)对0~#柴油的吸收倍率分别为1.90和4.43 g/g;以冰乙酸为溶剂,冰乙酸与乙酸酐质量比为1∶1,秸秆与冰乙酸-乙酸酐混合液的质量比为1∶15,催化剂浓硫酸用量为4.5%(以秸秆质量计),反应温度为110℃条件下,酯化反应5 h所得改性产物ECS的吸油率可达9.03 g/g,且ECS疏水性和漂浮性能均得到显著改善。采用XRD、FT-IR、SEM和BET等方法对预处理前后及酯化改性后秸秆进行了分析与表征。结果表明:酯化反应已顺利进行,酯化改性后秸秆呈非晶态,ECS呈均匀的介孔结构,介孔及粗糙表面的出现提高了材料的吸油率和漂浮性能。     

磁性固体催化剂催化制备生物柴油的研究

乌桕是我国特有的四大木本油料树种之一,本研究用磁性固体催化剂催化乌桕梓油制备生物柴油。通过正交试验得出最佳条件下的酯化率为95.59%;气相色谱检测表明:由乌桕梓油制备的生物柴油的主要成分是C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3的脂肪酸甲酯。     

乌桕梓油基生物柴油掺烧动力试验研究

本研究将乌桕梓油基生物柴油和0#柴油进行掺烧动力试验,结果表明：乌桕梓油基生物柴油与0#柴油可以任意比掺混互溶,掺混燃烧的输出功率在相同的工况点没有明显差异,随着负荷的增大,输出功率略有下降。乌桕梓油基生物柴油的有效燃油消化率比柴油略高,在低配比下相当。因此,乌桕梓油基生物柴油可以作为柴油的替代品,不需对柴油机作任何调整,建议用乌桕梓油基生物柴油作柴油机燃油时以低配比掺混使用。     

大豆油催化裂解放大实验研究

以大豆油为原料,在60 L间歇式裂解反应釜中考察了碱性催化剂作用下的油脂催化裂解工艺过程。实验表明,在催化剂的用量为油脂质量的1.5%的条件下,裂解温度450℃,裂解时间2 h,裂解油收率71.5%,酸值67 mg/g。裂解油的组成及结构通过FT-IR,GC-MS确证,主要含有直链结构的烷烃、烯烃、烷基酮和羧酸等成分,主要分布在C14～C22,与石化柴油分布类似。     

乌桕梓油酸碱催化法制备生物柴油的研究

以乌桕梓油为原料,采用酸碱催化法制备生物柴油,探讨温度、醇油比、催化剂含量等因素,在碱催化酯交换反应过程中对生物柴油转化率的影响。结果表明,随着温度、醇油比、催化剂含量的升高,乌桕梓油的转化率呈上升的趋势;在温度60℃,醇油比6∶1,KOH 1%的条件下,生物柴油的转化率可达98.84%,基本性质符合生物柴油的国家标准和0#柴油的国家标准。表明,乌桕籽可以作为制备生物柴油的一种良好原料。     

Transesterified Chinese Spicehush (Lindera communis) seed oil as a biodiesel fuel

Studies were carried out on the transesterification of the Chinese Spicehush (Lindera communis) seed (LCS) oil with methanol for the production of biodiesel. The methyl esters of LCS oil were compared with soybean esters to determine biodiesel fuel performance and properties. The fatty acids content in the seed kernel oil (LKO) and coat oil (LCO) were quantified by gas chromatography and mass spectrometry method (GC-MS). LKO contains 95.1% saturated acids (capric, lauric, myristic and palmitic) and 2.3% unsaturated acids (oleic). LCO contains 24.6% saturated acids (palmitic and stearic) and 73.6% unsaturated acids (oleic, linoleic and palmitoleic). The kinematic viscosity, cold filter plugging point, cloud point, flash point and cetane index were determined. The methyl esters of LKO had a higher kinematic viscosity and a lower cold filter plugging point value, so it has better per- formance in cold weather. The biodiesel of LCS oil has fuel properties within the limits prescribed by American (ASTM D 6751-02) standards, except for a slightly lower flash point of LKO biodiesel than that prescribed by these standards (130°C). Thus, LKO and LCO biodiesel have great potential to be used on a large scale as fuel for diesel engines.     

4个生物柴油树种燃料特性的评价

当前全球石油需求不断增长与化石能源日渐枯竭的矛盾日益突出,能源供给形势紧张,国际市场原油价格大幅震荡,加之化石能源大规模使用引起的环境问题已成为近年来普遍关注的两大焦点问题(Karmakar et al.,2010;楼狄明等,2011)。因此,能源的多元化、可再生化和清洁化已成为人类社会发展的必然选择,开发生物质能源是解决全球能源危机的方向之一。生物柴油,是指利用各类动植物油脂为原料,与甲醇或乙醇等醇类物质经过酯交换反应,使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料,具有优良的环保性、低温起动性、润滑性及可再生性,是理想的石化柴油补充燃料,对缓解当前巨大的能源和环境压力具有很大作用(林水富等,2010)。