生物乙烯开发进展与产业化

介绍了发展生物乙烯的必要性和重要意义,着重阐述了生物乙烯产业化进程中的低成本非粮乙醇生产、高性能乙醇脱水催化剂及反应器设计、工艺过程节能设计等关键技术研究进展,并指出生物乙烯作为绿色可持续发展产业已充分显示了强大生命力.     

分子蒸馏法纯化DHA藻油

采用分子蒸馏对脱色DHA藻油进行纯化,以酸值、不皂化物、DHA含量等为分析指标,考察了不同的蒸馏温度、进料速率、刮膜器转速对DHA藻油分离除杂效果的影响。结果显示,在进料预热温度30℃,冷凝水25℃,系统操作压力0.3 Pa条件下,蒸馏温度240℃,进料速率2.0 mL/min,刮膜器转速150 r/min为最佳工艺参数。采用气相色谱分析,分子蒸馏纯化后DHA含量46.07%,高于传统脱臭工艺的38.41%。     

微藻DHA油脂中胆固醇脱除方法的研究

为脱除微藻DHA油脂胆固醇,提高油脂品质,选择了β-环糊精包合法、硅胶吸附法和分子蒸馏法,对其进行脱除胆固醇。分析了3种方法脱除胆固醇后,对油脂的酸价、过氧化值、氧化稳定性和脂肪酸组分的影响。结果表明,采用β-环糊精包合法,胆固醇脱除率达50%,高于硅胶吸附法和分子蒸馏法的33%和22%。同时β-环糊精包合法相对于硅胶吸附法和分子蒸馏法明显降低了油脂的酸价,提高了油脂氧化稳定性,对脂肪酸成分几乎无影响。通过对比表明,采用β-环糊精包合法,符合今后微藻DHA油脂脱除胆固醇精炼工艺的要求。     

面向工业化的裂殖壶菌DHA油脂提取方法研究

研究液氮法、均质法、微波法、酶法等9种细胞破碎方法对裂殖壶菌单细胞油脂提取的影响,分别考察了各种细胞破碎方法提取得到的单细胞油脂含量、DHA含量、油脂中的脂肪酸分布以及耗时、耗能等情况,结果表明酶法和酸热法效果最好,其中酶法由于投入低、能耗少、操作简单等优点更具工业化潜力。将酶法与传统的均质法进一步放大对比,验证了酶法的优良性能。     

磷酸对HZSM-5成型及其催化乙醇脱水性能的影响

获得较高活性、高强度的适用于固定床工艺的成型HZSM-5分子筛催化剂对推进乙醇脱水制乙烯工业应用有着积极的意义。采用磷酸、硅溶胶以及羧甲基纤维素钠等作为助剂,制备了系列成型HZSM-5分子筛,研究了磷酸添加量对分子筛抗压强度及催化乙醇脱水活性的影响。结果表明,在无磷酸添加时,成型抗压强度仅为20.5 N/cm;而添加磷酸后,成型HZSM-5的抗压强度明显提高,当P添加量达到3.3 wt%时抗压强度达到最高值为120.9 N/cm;可满足固定床工艺需求;而继续增加磷酸添加量,HZSM-5的抗压强度逐渐减弱,随着磷酸添加量的增加,催化剂的活性逐步下降。当P添加量达到3.3 wt%时,在320℃,乙醇浓度50 wt%以及质量空速2.0 h-1条件下,乙醇转化率为97.9%,乙烯选择性为97.8%,较好地兼顾了工业上对催化剂强度及活性需求。     

改性分子筛催化乳酸甲酯的脱水反应

通过生物基路线制备丙烯酸及酯具有潜在的经济效益.同时对化石资源的绿色替代具有重要意义.考察了X.Y.ZSM-5等沸石分子筛经过钾、钙、钻等金属离子交换改性后,在乳酸甲酯脱水制备生物基丙烯酸甲酯过程中的催化性能.试验结果表明K离子改性Y沸石分子筛对产物的选择性高,而ZSM-5类具有较高的转化率,但是选择性低.分析结果说明:Y分子筛催化剂的高选择性与其特有的骨架结构相关.沸石分子筛催化剂需要通过金属离子的交换才能调整到适当的酸碱性实现最佳催化的效果.在上述结论的基础上.以钾离子改性的NaY分子筛为催化剂,对反应温度.反应空适等反应条件进行了优化得到了较高的丙烯酸甲酯得率.     

过渡金属改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

分别考察了过渡金属铁、锰和钴改性HZSM-5对乙醇脱水制乙烯的影响,并对催化效果最好的催化剂进行了反应条件的优化.结果表明:Co/HZSM-5的催化性能最好,使用该催化剂在220℃、质量空速2.5 h-1、乙醇体积分数为60%的反应条件下,乙醇的转化率和乙烯的选择性分别高达99.6%和99.3%.     

汽提蒸汽量在脱臭工艺中对微藻DHA油脂品质的影响

在自行设计的脱臭装置上对微藻DHA脱色油进行脱臭处理.在脱臭温度180℃、脱臭时间5h、脱臭压力-0.1 MPa的条件下,通过调节脱臭过程中的蒸汽量,考察了不同蒸汽量对微藻DHA油脂酸值、过氧化值、含皂量、不皂化物、DHA含量、甾醇含量以及色泽的影响.结果表明:随着汽提蒸汽量的增加,DHA油脂的过氧化值、酸值、含皂量、不皂化物、甾醇含量以及色泽均随之降低,DHA油脂的损耗随之增加,但不同的汽提蒸汽量对DHA含量影响却不大.     

Fe、La改性β沸石催化苯/正丁烯烷基化反应

在小型固定床反应器上研究了Fe、La改性β沸石催化苯和正丁烯的烷基化反应,考察了金属负载量以及反应温度、进料质量空速比等工艺条件对改性β沸石催化性能的影响。采用XRD、BET、NH₃-TPD和TG-DTA等表征手段研究了Fe、La改性β沸石催化性能提高的机理。研究表明,Fe、La改性后β沸石表面的强、弱酸量都明显下降,相比较而言,La改性β沸石拥有较强的表面酸性,在催化苯和正丁烯的烷基化反应中显示出了更好的催化性能,具有更强的抗积炭能力,这也与BET和TG-DTA的结果一致。在以20%La/β沸石为催化剂、反应温度180℃、苯的进料空速1.2 h^-1、正丁烯的进料空速0.6 h^-1、反应6 h条件下,正丁烯的转化率为87.9%,仲丁基苯的选择性为88.2%。     

稀土改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备La、Ce、Sm、Eu等稀土（RE）金属改性的HZSM-5分子筛催化剂（RE/HZSM-5）,考察它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能.通过X射线衍射（XRD）、N2吸附-脱附（BET）和氨程序升温脱附（NH3-TPD）等手段对其物化性能进行表征,并讨论反应温度对La/HZSM-5催化性能的影响.结果表明：少量稀土引入不破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,只对表面酸性产生了较大的影响;表面酸量决定RE/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的性能,酸量的增大有利于乙醇转化率的提高;在不同稀土改性的催化剂中,2%La/HZSM-5的催化性能最佳,在反应温度240℃、55%原料乙醇、进料质量空速（WHSV）2.5h^-1的条件下,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和98.6%.