原料配比对生物柴油合成反应转化率的影响

用化学平衡原理导出了油脂与甲醇酯交换合成生物柴油反应中标准平衡常数、活度因子商、摩尔分数商之间的关系式。讨论了摩尔分数商不变的理想生物柴油反应和摩尔分数商变化的非理想生物柴油反应中,醇油物质的量比和油脂平衡转化率之间的关系。其共同点:低醇油比时,增加醇油物质的量比,油脂平衡转化率增幅明显;高醇油比时,增加醇油物质的量比,油脂平衡转化率增幅不甚明显。其不同点:醇油物质的量比增大引起油脂平衡转化率增大的幅度,表现为非理想生物柴油反应小于理想生物柴油反应。     

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%。     

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。     

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.     

生物油的提质及对热值的影响

为提高生物油的热值并降低其腐蚀性,采用氧化镁、氧化钙为反应物,对生物油中的羧酸进行转化分离。考察反应物氧化镁、氧化钙不同物质的量比(MgO;MgO/CaO=9∶1;MgO/CaO=8∶2;MgO/CaO=7∶3;纯CaO)对生物油热值的影响规律。研究结果表明:与氧化镁单独和生物油反应相比,氧化钙的加入能小幅度提高水相的质量和生物油的热值。镁钙物质的量比为9∶1时,生物油的pH由原来的2.5提高到6.5,相分离得到的m(油相)/m(水相)=75∶25;生物油的热值由原来的16.819 MJ/kg提高到20.063 MJ/kg,提高了19.29%;当镁钙物质的量比超过9∶1时,随着氧化钙比例的增加,生物油热值的提高值减小。     

响应面法优化棉籽油超声强化合成生物柴油工艺的研究

以棉籽油为原料,KOH为催化剂,通过超声波强化制备生物柴油(FAME)。采用四因素二次正交旋转组合设计实验。结果表明:采用超声波强化与机械搅拌反应体系相比,反应时间从40min缩短至20min,节能效果明显;得出了超声强化合成FAME的最佳工艺条件为:醇油比6.5:1,超声时间20min,占空比28%,催化剂用量0.9%,FAME的得率为97.35%,所得生物柴油各项指标基本达到欧洲EN14214和0#生物柴油标准。     

响应曲面法优化固体碱催化制备生物柴油的工艺

以固体碱硅酸钠为催化剂进行酯交换反应制备生物柴油,采用响应曲面法中的Box-Behnken模式对影响生物柴油转化率的4个主要因素(温度、催化剂用量、反应时间、醇油物质的量比)进行优化.建立生物柴油转化率的二次多项回归模型方程,并对回归方程系数进行显著性检验和方差分析.试验结果表明:当反应温度为66℃、催化剂用量为大豆油质量的2.1%、反应时间为7h、醇油物质的量比为8.6:1时,生物柴油的转化率最高,最高转化率预测值为75.78%,与实测值基本相符,优化模型有效可靠.     

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。     

柴油机燃用甲醇/生物柴油着火过程

提出了甲醇/生物柴油混合燃料在柴油机缸内着火的评价指标,并建立了186,F柴油机燃用甲醇/生物柴油混合燃料燃烧过程的三维计算模型.通过对缸内温度、燃料浓度、氧浓度的分析,考察了甲醇掺混比例对混合燃料着火过程的影响.结果表明:当甲醇掺混比例由10%,增加到50%,时,缸内最大爆发压力由7.80,MPa降低到7.13,MPa,瞬时放热率峰值呈上升趋势.着火位置的分析表明,随着甲醇掺混比例的增加,缸内生物柴油的浓度降低,生物柴油的着火时刻推迟,缸内甲醇的浓度升高,逐渐接近甲醇可以着火的浓度;生物柴油的着火区域从油束的边缘逐渐转移到油束的中心、从油束的头部逐渐转移到喷油嘴附近.当甲醇的掺混比例小于或等于30%,时,生物柴油先于甲醇着火;当甲醇的掺混比例大于30%,时,甲醇先于生物柴油着火.     

生物柴油的化学法生产

生物柴油的化学法生产是采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇,并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%)或甲醇钠做为触媒,在酸性或者碱性催化剂和高温(230～250℃)下发生酯交换反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相同,生产过程中产生10%左右的副产品甘油。     

甲醇掺混比对甲醇/生物柴油混合燃料燃烧循环变动的影响

文章在186FA柴油机上,开展了柴油机燃用甲醇/生物柴油不同掺混比混合燃料的燃烧过程试验,测量了柴油机示功图,分析了燃烧过程特征参数对循环变动的影响,讨论了滞燃期循环变动系数(COV_T)、燃烧持续期循环变动系数(COV_D)及放热规律型心循环变动系数(COV_(CA50))随甲醇掺混比的变化规律,提出了评价单缸柴油机循环变动系数的临界值。研究结果表明:当柴油机供油量一定时,COV_T,COV_D和COV_(CA50)均随着甲醇掺混比的增加而增加;当甲醇掺混比为30%时,COV_T,COV_D和COV_(CA50)分别为2.76%,6.77%和14.4%,与甲醇掺混比为20%时相比,循环变动系数均有明显增加,最大增幅为48%。考虑到柴油机较低燃烧循环变动系数与工作稳定性的要求,对于应用甲醇/生物柴油混合燃料的柴油机,甲醇的掺混比不宜高于20%。     

生物柴油掺烧率对非道路用柴油机燃烧循环变动特性的影响

针对非道路用186FA柴油机掺烧生物柴油燃烧循环变动情况,进行了燃用不同生物柴油掺烧率的试验.根据实测示功图对主要燃烧参数进行了循环变动分析.结果表明:随着生物柴油的掺烧,燃烧始点提前,放热率峰值减小;平均指示压力(pmi)、缸内压力峰值(pmax)、放热率峰值循环变动系数(COV)呈减小的趋势,而其对应相位波动比纯柴油大;最大压力升高率在中低负荷时循环变动显著;平均指示压力与缸内压力峰值和放热率峰值都有很好的对应关系.     

固定化酶催化山茶油制备生物柴油研究

利用气质联用仪对精制山茶油、粗制山茶油、棕榈油、废油进行组分检测分析,并进行固定化酶Novozyme 435催化转酯化生产生物柴油的研究。结果显示,精制山茶油转酯化反应转化率最高。以其为原料探讨醇油物质的量比、有机溶剂、外加吸附剂等对转酯化反应转化率的影响,发现甲醇用量超过理论量后(醇油物质的量比大于3∶1),转化率迅速降低。选用石油醚为反应溶剂,加入硅胶作为吸附剂,30 h的转化率可从40%提高到91%。在固定床反应器中进行半连续批式运行,酶在有硅胶的系统中稳定性提高,可连续运行7批,转化率保持在82%左右;无硅胶系统中反应两批后转化率下降。     

生物柴油生产中甲醇脱水的NaA分子筛膜研究

以水热法合成的NaA分子筛膜为研究对象,通过分离甲醇/水溶液、扫描电镜观测(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等分析方法,对该膜的性能进行分析与实验验证。研究结果表明:按照物质的量之比Na_2O:Al2O_3:SiO_2:H_2O=48∶1∶5∶4500的配比,载体放置方式垂直向下,90℃水热合成4 h制备NaA分子筛膜,50℃分离95%甲醇/水溶液,分离系数最高达64.87。5次渗透汽化反应后,NaA分子筛膜仍表现出渗透汽化性能,为甲醇精馏及生物柴油低能耗生产提供可能。     

海藻生物柴油工厂海藻油生产系统设计思考

利用封闭式光生物反应器进行工业化的连续生产获得大量富含脂质的海藻,从中提取的海藻油能够满足生物柴油厂生产规模的需要,是生产海藻生物柴油的核心问题。文章对设计海藻生物柴油厂海藻油生产系统的工艺流程、各单元系统的功能和工艺要求进行了较全面的论述,为拟投资海藻生物柴油的企业在设计海藻油生产系统时提供参考。     

响应面法优化微波辅助固体酸催化合成生物柴油

制备了固体酸催化剂H2SO4/C,在微波外场辅助下催化蓖麻油与甲醇合成生物柴油(脂肪酸甲酯),结果显示,微波加热可有效地促进反应的进行。采用单因素法研究了微波加热下,反应温度、醇油物质的量比及反应时间对反应的影响,在此基础上采用响应面法对工艺条件进行优化,优化结果:反应温度为60.98℃,醇油物质的量比为25.39,反应时间为1.55 h时,甲酯收率达到81.76%。     

粉煤灰负载型固体碱催化大豆油制备生物柴油的研究

以粉煤灰作为载体,通过负载Na OH制备负载型固体碱,并对其进行XRD、FT-IR及SEM等技术手段表征。结果表明:经焙烧的粉煤灰固体碱催化剂表面产生新的晶相,Na OH可成功负载到粉煤灰表面,形成催化活性中心,催化剂的催化活性增强。考察催化剂的用量、醇油物质的量之比、反应温度、反应时间等因素对大豆油酯交换制备生物柴油的影响。数据显示:在催化剂用量为5%、醇油物质的量之比为12∶1、反应温度为65℃、反应时间为2 h时,生物柴油产率可达97%。     

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.     

生物柴油-甲醇-水微乳化的试验研究

使用微乳化剂制备得到的油包水型(W/O)乳化生物柴油,能够有效地使油、水、甲醇相容而形成较为稳定的微乳化体系.通过筛选最佳微乳化剂,研究了微乳化剂在生物柴油微乳化过程中的应用,考察了微乳化剂种类、用量、温度等冈素对微乳化生物柴油中水、甲醇掺人量的影响.结果表明:以油酸,氨水作为微乳化剂,正丁醇为助剂,剂油质量比为3:14.温度为50℃时,即可制备清澈透明,稳定性好,水、甲醇掺入量为17.23%的微乳化生物柴油.     

不同大气压力和生物柴油/柴油掺混比对柴油机噪声的影响

使用大气模拟试验台进行了直喷式柴油机在高原环境不同大气压下燃用不同体积掺混比生物柴油/柴油混合燃料的噪声测量对比试验研究。结果表明：噪声声功率随着大气压力和生物柴油掺混比的增加而减小;怠速工况时,在101kPa和81kPa大气压下分别燃用掺混比为70%和80%的混合燃料噪声值最小;在630～2000Hz噪声主要贡献频带上,各个测试点燃用B100油时声压级较B0油小;在高原环境下使用生物柴油可有效地降低柴油机整机噪声。