微波辅助组合离子液体直接制备微藻生物柴油

采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取催化剂,微波辅助原位一步法催化制备微藻生物柴油。考察微波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油物质的量之比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较。结果表明:微波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,微波的引入可强化传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇用量。离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO₃H-BMIM][HSO₄]为催化剂,微藻油脂转化率最高。在甲醇用量和藻粉质量比为6∶1,离子液体组合物和藻粉质量比为5∶1,[BMIM][HCOO]与[SO₃H-BMIM][HSO₄]体积比12∶1,微波功率400 W,反应温度为60℃,反应时间40 min条件下,生物柴油转化率可达93.3%。该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及微波的热效应相结合,将油脂的提取与油脂的酯化合二为一,能够实现微藻生物柴油的一步转化制备。     

磺酸型离子液体合成及催化制备生物柴油工艺研究

研究合成功能化酸性离子液体1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐([PrSO_3HMIm]HSO_4),采用核磁共振、红外光谱、热重分析等分析法进行表征验证,并用其催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油,考察醇油物质的量之比、反应温度、反应时间和离子液体用量对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性。结果表明:在n甲醇∶n菜籽油=10∶1,反应温度120℃,反应时间8 h,离子液体用量为菜籽油质量7%的条件下,生物柴油收率可达95.56%,且稳定性良好,循环使用5次催化性能未明显降低。     

脂肪酶催化地沟油生产生物柴油的新工艺研究

试验研究了以地沟油为原料,在脂肪酶作用下与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的工艺条件,通过单因素试验和正交试验对该工艺的操作条件进行优化,得到最佳的工艺条件为醇油摩尔比为2∶1,脂肪酶催化剂用量按每克油脂90 U添加,正己烷和水添加量均为油重的10%,反应温度为20℃,反应时间为28 h,甲酯得率为97.12%。该新工艺与传统工艺相比,具有操作简单,转化率高,成本低,可重复性好等优点,有利于为酶法制备生物柴油的产业化发展提供一定理论基础。     

棉籽酸化油酸催化两步法制备生物柴油的研究

以棉籽酸化油和甲醇为原料,采用酸催化两步法制备生物柴油.第一步为酸催化酯化和一次酯交换反应,第二步为酸催化二次酯交换反应.通过大量试验优化了反应条件:在酯化和一次酯交换阶段,醇油质量比为0.5:1,催化剂用量为棉籽酸化油质量的3%,反应温度为90℃,反应时间为150 min:在二次酯交换阶段,醇油质量比为0.7:1,催化剂用量为棉籽油质量的4%,反应时间为90min.在此条件下,生物柴油的产率达到94%以上,产品质量符合国家标准.     

橡胶籽油制备生物柴油的工艺研究

实验研究了乙醇钠催化下橡胶籽油与乙醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。通过正交实验和单因素实验,发现酯交换反应的最佳工艺条件:催化剂用量为油重的1.0%,醇油物质的量比为15∶1,反应温度为78℃,搅拌时间为120 min,在此反应条件下,橡胶籽油转化率为92.14%。     

微藻油脂制备生物柴油的研究

利用正己烷从异养生长的小球藻(脂类化合物含量高达细胞干重的55%,是自养藻细胞(14%)的4倍)细胞中提取获得了大量油脂。这些异养微藻油脂在30℃、醇油物质的量比为56∶1以及浓硫酸催化条件下经酯交换反应4h可形成高质量的生物柴油。微藻生物柴油的密度为0.864kg.L-1、粘度5.2×10-4(40℃)、热值高达41MJ.kg-1。这些特征与传统柴油相当,且微藻生物柴油具有更低的冷滤点(-11℃)及良好的发动机低温启动性能,因此其应用价值更高。     

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.     

菜籽油超声波法制备生物柴油的研究

以菜籽油和甲醇为反应原料,以KNO3/Al2O3为催化剂,采用超声波法制备生物柴油,考察了超声波频率、醇油物质的量比、催化剂用量等条件对反应的影响。试验结果表明,该反应的最佳条件:超声波频率为30kHz,醇油物质的量比为7∶1,催化剂用量为菜籽油质量的2.0%。在此条件下,生物柴油产率为94%。所得生物柴油的主要性能指标均符合德国的生物柴油标准。     

甲醇/乙醇均相体系酯交换制备生物柴油的研究

为解决酯交换反应中甲醇与植物油呈两相不互溶的问题,研究了在甲醇/乙醇均相体系中,植物油在NaOH催化剂条件下通过酯交换反应制备生物柴油的工艺.结果表明,添加乙醇能有效提高反应速率.通过Box-Benhnken试验,得到最佳工艺条件:反应温度为48.2℃、催化剂用量为植物油质量的0.59%、反应时间为25.4 min.在此工艺条件下,生物柴油转酯化率为99.3%,产品的主要性能指标符合我国生物柴油标准(GB/T20828-2007).     

蓖麻油制备生物柴油的研究

研究了以蓖麻油为原料,采用化学酯交换方法制备生物柴油的工艺过程.测定了最佳反应条件：催化剂用量为油重的1.0%,甲醇用量为油重的20%,反应温度为65℃,反应时间为90 min,酯交换率可达到86%.     

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。     

Brønsted酸性离子液体合成及催化制备生物柴油

合成4种成功能化酸性离子液体,采用红外光谱、热重分析等分析法进行表征验证,并用其催化菜籽油酯交换制备生物柴油,考察醇/油物质的量之比、反应温度、反应时间、离子液体用量和水含量对转化率的影响。结果表明,4种离子液体都有较强酸性,与浓硫酸酸性相当;带—SO₃H基团的离子液体表现出更好的催化活性,且随着烷基链的增加,催化活性提高;在（n甲醇）∶n（菜籽油）=12∶1,反应温度130 ℃,反应时间3 h,离子液体（[BSO₃HMIM][HSO₄]）用量为菜籽油质量2%（质量分数）条件下,生物柴油转化率可达99%以上。在反应体系中,水会破坏离子液体的结构并导致其失活,而升高反应温度,可缓解水对离子液体的结构破坏,在130 ℃条件下,即使水分含量为5%时,生物柴油转化率仍可保持在约85%。     

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%。     

麻疯果油预处理及酯交换制备生物柴油的试验研究

以热榨麻疯果油为原料,采用液体碱酯交换法制备生物柴油,研究了最佳的脱胶、脱酸及酯交换反应条件.试验结果表明,最佳脱胶工艺条件:温度为80℃、磷酸用量为原料油质量的0.2%、反应时间为30min、加水量为磷脂质量的3倍:最佳脱酸工艺条件:温度为85℃、超碱量为原料油质量的0.2%、搅拌速度为70r/min、反应时间为30min;最佳酯交换反应条件:甲醇:油=6:1(物质的量比)、催化剂(甲醇钠)用量为原料油质量的1.2%、反应温度为65℃、反应时间为20min,甲酯转化率可达94%以上,甲酯产品各项性能指标达到GB/T20828-2007要求.     

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。     

高酸值油料一步法制备生物柴油研究

以酸值123.04 mg KOH/g的棕榈油脱臭馏出物(PFAD)为原料,在带压反应器中,用浓硫酸为催化剂,采用一步法催化酯化反应制备生物柴油。重点研究反应温度、反应时间、催化剂用量和醇油比等因素对酯化和酯交换反应的影响。结果表明,提高反应温度能促进酯化反应和酯交换反应,使高酸值原料经一次反应直接转化为目的产物——脂肪酸甲酯,从而缩短制备流程,降低成本,强化酯化反应进行,提高脂肪酸甲酯收率。当催化剂用量为0.5%(质量分数)、醇油物质的量之比7∶1、在130℃反应90 min后,生物柴油的最高收率达到88.1%。较之酸碱两步法催化高酸值油料制备生物柴油能显著缩短反应时间、简化工艺流程、降低生产成本。     

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.     

小桐油制备生物柴油的研究

实验研究了以小桐子油为原料，采用循环气相酯化-酯交换-水蒸气蒸馏法制备生物柴油的工艺过程。着重研究了降低原料酸值以及酯交换过程的优化条件。试验结果表明。气相酯化法可在很短的时间内将原料的酸值降到酯交换对原料的酸值要求；酯交换反应的最佳操作条件为：甲醇用量为油重的20％，催化剂用量为油重的1％左右，反应温度为60—70℃，反应时间为90—120min。     

催化合成生物柴油的双金属络合物固体催化剂

制备了基于亚铁氰化锌的双金属氰化物络合物(DMC),可一步同时催化酯交换和酯化反应制备生物柴油,该催化剂体系具有不受水毒性影响的特点。用3wt%的DMC催化剂在433K,醇油摩尔比为16∶1以及水和脂肪酸含量各10wt%的条件下分别同时催化甘油三酯、脂肪酸和甲醇的酯交换、酯化反应,生物柴油产率可达98%以上。对催化剂进行X射线衍射、热重红外联用分析、元素分析、比表面积和孔体积测定、扫描电镜等手段表征,结果表明:该催化剂为晶态与非晶态组分混合结构,其表面晶态决定其在高水含量、高酸值的环境下仍具有较好的催化活性,验证得出活性位点可能为锌离子。     

模板法制备WO_3/ZrO_2催化剂应用于酯交换反应研究

以松木为模板研制了WO_3/ZrO_2固体酸性催化剂,以乌桕油(非食用油)与甲醇的酯交换反应产率反映该催化剂的催化活性,SEM图中可以看出:模板法所制得的复合氧化物具备松木的生物形态,晶粒较小。对模板法制备WO_3/ZrO_2催化剂的反应特性、非食用油酯交换反应过程中各因素的影响以及反应条件的优化的研究结果表明:在反应温度190℃、催化剂用量5%、反应时间6h、醇油比为72∶1时,700℃煅烧、W含量为20%的WO_3/ZrO_2催化效果最佳,达到最高产率为72.9%;与浸渍法制备的样品相比,模板法制备的WO_3/ZrO_2催化效果较为稳定,在循环使用三次后,生物柴油产率下降不超过10%。