固体酸催化酯化酸化油合成生物柴油的研究

介绍了一种改性的SO4^2-TiO2／粘土固体酸催化剂,适用于工业精制脂肪酸和泔水油等酸化油原料制取生物柴油。改性的SO4^2-TiO2／粘土固体酸催化剂改变了SO4^2-／粘土催化剂的酸性分布,酸性增强。正丁胺-TPD法的测试结果表明,它是一种中等强度的酸性催化剂。使用改性的SO4^2-TiO2／粘土固体酸催化剂合成生物柴油,反应条件为：反应温度70℃,醇油质量比0．43：1,催化剂用量为原料油投料用量的5％,反应时间为6～8h（视原料酸值而定）。在规定的反应条件下,使用工业精制脂肪酸原料,达到相同的转化率时,改性的SO4^2-TiO2／粘土固体酸催化剂可循环使用20次;使用泔水油为原料,须对原料和粗产品进行精制,能得到合格产品。说明改性的SO4^2-TiO2／粘土固体酸催化剂的酯化催化活性和稳定性好,有良好的工业应用前景。     

用于制备生物柴油的固体酸催化剂的研究进展

固体酸催化剂由于其易于分离回收、对生产设备无腐蚀性、无毒、对环境友好等优势而应用于生物柴油的制备。综述了当前应用于生物柴油制备的固体酸催化剂的研究进展,包括沸石、杂多酸、强酸性离子交换树脂、硫酸化金属氧化物固体超强酸、金属磷酸盐和有机膦酸盐杂化材料,以及新型的碳基固体酸催化剂,讨论了它们在生物柴油制备等酸催化反应中存在的问题,并展望其发展方向。     

生物柴油合成中金属氧化物固体酸的应用研究进展

介绍了近年来用于制备生物柴油的金属氧化物固体酸催化剂的研究与应用进展,就SO42-/MxOy型金属氧化物、单一金属氧化物、多元复合金属氧化物、介孔金属氧化物等不同类型金属氧化物固体酸催化剂的制备、性质、活性、催化行为等方面进行了综述。对金属氧化物固体酸在生物柴油中的应用进行了展望。     

用于棉籽油制备生物柴油的固体酸催化剂研究

研制出适用于棉籽油与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体酸催化剂。考察了催化剂活性组分比例、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂活性的影响。研究结果表明,在n（Al）：n(Zr)：n（La）＝1：0.4：0.08、焙烧温度550℃、焙烧时间5h的条件下优化制备的S2O82-/Al2O3-ZrO2-La2O3固体酸催化剂,用于酯交换反应时具有良好的催化活性和稳定性,在反应温度150 ℃、醇油摩尔比12:1、固体酸催化剂用量为油质量的4％、反应时间6h的条件下产物中棉籽油甲酯含量达到95.8％,催化剂重复使用10次后甲酯含量仍维持在86％左右;制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准。     

磺化型固体酸在生物柴油合成中的应用

磺化型固体酸具有高催化活性、高比表面积、高的酸强度及独特的结构,有效提高了生物柴油合成效率.综述了常见磺化型固体酸的制备、物化性质及在生物柴油合成中的应用现状,并对其磺化型固体酸未来发展的方向进行了展望.     

磁性固体碱催化剂在棕榈油制备生物柴油中的应用研究

采用煅烧法制得磁性固体碱催化剂CaO/Fe3O4，考察了该催化剂催化24℃分提棕榈油与甲醇酯交换反应制备生物柴油的最佳反应条件及催化剂使用寿命。结果表明，最佳反应条件为醇油摩尔比8、催化剂用量4％、反应温度65℃、反应时间2.0 h。在该条件下制得的生物柴油中脂肪酸甲酯含量为98.2%，其性能指标均达到国家标准GB/T-20828-2007的要求。在棕榈油制备生物柴油过程中重复利用催化剂CaO/Fe3O4进行酯交换反应8次，产物中脂肪酸甲酯含量均在96.5％以上。     

生物柴油制备技术的研究进展

生物柴油不仅燃烧性能与石油柴油相当,且具有环境友好、资源可再生的优点,是替代石油柴油的理想燃料之一。综述了热裂解法和酯交换法(包括化学催化法、酶催化法和超临界法)制备生物柴油的最新研究进展,并探讨了各种制备方法的优缺点和应用前景。为降低生物柴油成本,应采用廉价原料(如废油脂)。对于酸值高的废油脂,宜采用固体酸和离子液体等环境友好催化剂。     

Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化制备生物柴油

以锂、钙、镁、铝的硝酸盐为原料,以尿素为沉淀剂,采用沉淀焙烧的方法制备了Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂。采用单因素实验考察了制备条件对催化剂活性的影响,得到制备优化条件为:元素配比n(Li)∶n(Ca)∶n(Mg)∶n(Al)=1∶2∶1∶1,焙烧温度800℃,焙烧时间6.5h。将优化条件下制备的Li-Ca-Mg-AlO固体碱用于催化蓖麻油和甲醇的酯交换反应,在n(醇)∶n(油)=9,m(催化剂)∶m(油)=0.04,搅拌速率为550r/min,反应温度为65℃,反应时间为3h的条件下,蓖麻油转化率可达85.7%。采用Hammett指示剂滴定法、TG、BET、XRD及SEM对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:Li-Ca-Mg-Al-O固体碱的碱强度为7.2~11.2;Li-Ca-Mg-Al类水滑石在温度超过800℃后质量不再随温度升高而变化;Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂比表面积为11.93m~2/g、孔容为0.031 7cm~3/g,主要由CaO、MgO及Al_2O_3三种晶体组成。     

KF/ZnO催化蓖麻油甲醇醇解制备生物柴油

以KF为浸渍组分、ZnO为载体,通过浸渍、煅烧制备了KF/ZnO催化剂。通过正交试验探讨了制备条件对催化剂蓖麻油甲醇醇解活性的影响,找到的KF/ZnO催化剂的优化制备条件为:KF水溶液的质量分数20%、干燥温度150 ℃、煅烧温度450 ℃及煅烧时间5 h。将优化条件下制备的催化剂用于蓖麻油甲醇醇解制备生物柴油,蓖麻油转化率可达87.9%。采用现代表征技术对优化条件下制备的KF/ZnO催化剂进行了表征。结果表明,KF/ZnO催化剂由载体ZnO晶体及负载于表面的以单层分散的KF及反应产物构成。催化剂比表面积为8.22 m²/g、孔体积为0.019 1 cm³/g,其表面形貌呈多孔云状,碱强度为7.2～15.0。      

生产生物柴油的新型固体酸催化剂首次工业化应用

最近，Benefuel公司与Stid—Chemie India Pvt．公司（SCIL）达成了一项在全球范围内的独家协议，SCIL将在全球范围内为Benefuel公司的生物柴油装置生产基于专利技术的固体酸催化剂。这种处于专利审查期的催化剂，是由Benefuel公司和印度国家化学研究所合作开发的一种以Fe—Zn为基础的双金属氰化物（DMC）的络合物，它能够将绝大多数的植物油、动物脂肪和烹饪的废油直接转化成脂肪酸的甲基醚（FAME）。据称，与其它的固体酸催化剂不同，这种DMC即使对于同时催化甘油三酸酯的酯交换和游离脂肪酸（FFAs）的酯化反应也有非常高的活性。     

负载固体酸催化豆油制备生物柴油的研究

以负载固体酸为催化剂,甲醇和大豆油为原料,合成了生物柴油。在单因素的基础上,应用Box-Behnken中心组合原理,对醇油量比,催化剂用量,反应时间三个因素进行了三水平的实验设计。通过响应面分析,确定最佳工艺为:醇油量比7∶1,m(催化剂)/m(豆油)为5.95%,反应时间3.75h。此条件下生物柴油产率为96.62%。多次使用后,催化剂仍表现出较好的催化活性。并利用XRD、FT-IR光谱表征了催化剂的物相和产品结构,用气相色谱-质谱联用法对产品进行了定性和定量分析。     

泡沫镍负载乙酸钾催化废油脂制备生物柴油研究

通过浸渍的方法制备泡沫镍负载乙酸钾固体碱催化剂,并用于煎炸废油脂和甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备及酯交换反应条件对反应过程的影响。试验表明:当浸渍液KAc的质量分数为35%、浸渍8h、650℃焙烧4h,n(醇)/n(油)=7/1、反应温度为70℃、时间3.5h、催化剂用量为油脂质量的3.0%时,酯交换反应的转化率可达94.3%。且生物柴油容易分离,其外观为透明、淡黄色,运动粘度为(40℃)5.25mm/s2、密度为0.8815g/mL,符合我国生物柴油质量标准。     

High operative heterogeneous catalyst in biodiesel production from waste cooking oil

Our work aims to produce a new catalyst that was a highly operative in the production of biodiesel from waste cooking oil WCO. A heterogeneous solid acid catalyst (RS-SO₃H) was prepared by fast pyrolysis of rice straw, then it was followed by a sulfonation process. It was formed by using concentrated sulfuric acid. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis confirmed that the chemical structure consists of sheets of amorphous carbon with hydroxyl and carbonyl (OH and COOH) groups as well as high density of SO₃H. The surface area of RS–SO₃H and the average pore size were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and surface area analyzer. The results of Thermogravimetric analysis (TGA) showed that RS–SO₃H has favorable thermal stability. Conventional energy sources were exhausted. So, we examined the catalyst activity on developing alternative energy resources, It became more imperative and environment friendly. WCO is attracting increased attention in the biodiesel production by transesterification process. The factors affecting the transesterification process include reaction time and temperature, catalyst concentration and methanol: oil molar ratio, were studied. The maximum mass yield of biodiesel extended to 90.37%. The content of fatty acid methyl ester (FAME) is around 97.71 wt%, conversion efficiency% of raw material reached 90.38 wt% and %free fatty acid (%FFA) conversion was 91.1% at optimum conditions: 10 wt% catalyst using methanol: oil molar ratio (20:1) at 70 °C for 6 h. The FAME content% was determined by gas chromatography (GC). The physicochemical properties of the biodiesel produced are close to the commercial diesel and the ASTM standards biodiesel D6751. The reusability of the used catalyst indicated that the catalyst was highly operative in production biodiesel. Where % conversion efficiency of raw oil under optimized conditions decreased from 90.37 to 88.56% after 8 cycles. The %FFA conversion was constant around 91.1% until 7 runs then it decreased.     

K_2O/Na_2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工艺条件优化

采用浸渍法制备出负载型固体碱催化剂K2O/Na2O-SBA-15,以其催化大豆油和无水甲醇进行酯交换反应,考察了反应条件对生物柴油收率的影响。结果表明,在K2O,Na2O负载量均为3%(摩尔分数),催化剂用量(占原料油的质量分数)为3%,甲醇与大豆油的摩尔比为12,反应温度为65℃,反应时间为3 h的优化条件下,生物柴油收率可达92.65%。     

甲醇钙催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油的研究

本文研究了甲醇钙固体碱催化剂催化菜籽油和甲醇酯交换反应制备生物柴油,实验分析了甲醇钙的比表面积、总孔容、平均孔径、热稳定性和表面碱性，然后分析了甲醇钙固体碱催化酯交换反应制备生物柴油的反应机理，再通过改变实验条件研究了反应温度、催化剂用量和醇油体积比对生物柴油产率的影响。实验结果表明：甲醇钙热稳定性好，碱性强；当催化剂用量为菜籽油质量的2.0％，反应温度为60℃，醇油体积比为1：1时，反应2小时后生物柴油产率达到了96.8％。     

生物柴油在稠油降黏技术中的应用研究

将生物柴油应用于稠油降黏技术中,可以减少稠油降黏对轻质油的依赖。考察了生物柴油的掺加对稠油降黏效果的影响,结果表明,加入适量的生物柴油(<10%(w))可起到良好的降黏作用,降黏效果优于柴油。通过对稠油添加生物柴油和柴油得到的两种混合油进行红外表征,证实了添加生物柴油对稠油原油氢键的取代可以解离胶质和沥青质之间的聚集体,减弱稠油中胶质与沥青质之间的相互作用,从而达到降黏的目的。随着添加量的增加,极性影响作用增大,粘度进一步降低;但当生物柴油添加量超过15%(w)时,极性作用所表现的降黏效果已不明显。     

Ca-Mg-Zn-Al-O固体碱催化剂的制备及其催化性能

采用共沉淀和高温焙烧的方法制备了Ca-Mg-Zn-Al-O固体碱催化剂,并采用正交实验对催化剂的制备条件进行了优化;通过TG-DTA,BET,XRD,SEM等手段及Hammett指示剂法对催化剂及其前体进行了表征。实验结果表明,正交实验得到的较适宜的制备条件为:陈化温度80℃、陈化时间12 h、焙烧温度700℃、焙烧时间5 h。以在上述优化条件下制备的Ca-Mg-Zn-Al-O固体碱为催化剂,用于蓖麻油与甲醇的酯交换反应,在n(甲醇)∶n(蓖麻油)=9、m(催化剂)∶m(蓖麻油)=0.04、搅拌转速550 r/min、反应温度65℃、反应时间3 h的条件下,蓖麻油的转化率稳定在95%~99%之间。     

微波固体碱法制备生物柴油

研究了微波辐射下,采用KNO3/Al2O3固体碱催化剂,大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺。催化剂的最佳制备条件为:KNO3的负载量(质量分数)35%,700℃下焙烧5h。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和Hammett滴定对催化剂进行了表征。表征结果显示,KNO3在Al2O3表面分散形成的Al—O—K物种和KNO3高温分解产物K2O为反应提供了活性位。该反应的优化工艺参数:微波输出功率360W,反应时间35min,催化剂质量分数6.0%,甲醇与大豆油的摩尔比13。在该条件下,大豆油的转化率达到97.5%。与水浴加热方式相比,采用微波辐射加热方式,反应时间明显缩短,能耗减少。     

KF/水滑石的合成及催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/水滑石固体碱催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油;考察了催化剂制备条件和酯交换反应条件对生物柴油收率的影响,并对催化剂进行了XRD,TG-DTA,SEM表征。研究结果表明,KF/水滑石的最佳制备条件为:KF负载量(占水滑石的质量)80%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h。将此条件下制备的KF/水滑石催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应,最佳的反应条件为:催化剂用量(占大豆油的质量)2%,甲醇与大豆油的摩尔比12∶1,反应时间3 h,反应体系处于回流状态。在此条件下,生物柴油的收率高达90.4%。表征结果显示,KF/水滑石的催化活性与KF和水滑石在高温煅烧时相互作用形成新的晶相KMgF3和K3AlF6有关。