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文檔簡介
1、生物柴油是一種環(huán)境友好的可再生能源,它可以替代石化柴油直接用在柴油發(fā)動機上而無需對發(fā)動機做太多改動。隨著石油的逐漸枯竭和人們對環(huán)境問題的關(guān)注,生物柴油越來越受到人們的重視,但生物柴油與石化柴油相比成本較高,因此如何降低生物柴油的成本成為研究的熱點。本論文采用加入共溶劑法來提高反應速率并利用靜態(tài)管式混合反應器的強混合作用和良好的傳熱性能,對快速連續(xù)化制備生物柴油進行了研究。
首先研究測定了醚類共溶劑異丙醚、1,4-二氧六環(huán)和四氫
2、呋喃,酮類溶劑丙酮和丁酮以及正己烷和丙酮的共沸物的促溶性能,發(fā)現(xiàn)四氫呋喃的促溶性最好,酮類溶劑中丁酮與四氫呋喃的促溶性能最接近,丙酮中加入正己烷后其促溶性能有所提高。由于丁酮價格低又具有較好的促溶性能,故本文研究用丁酮作共溶劑,KOH做催化劑,以甲醇和菜籽油為原料制備生物柴油,采用三水平中心復合實驗設計研究了各因素的影響效應,并得到了預測生物柴油轉(zhuǎn)換率的二次關(guān)聯(lián)式。得到了生物柴油的最優(yōu)工藝條件:醇油摩爾比為13.1:1,溫度65℃,催化
3、劑為油脂質(zhì)量的0.67%,反應時間為6min,轉(zhuǎn)化率為99.2%。
其次研究了用大豆油、甲醇和一種支鏈醇作為原料來制備含有脂肪酸支鏈醇酯的生物柴油,其中支鏈醇為異丙醇、異丁醇和仲丁醇中的一種。特別考察了反應時間、溫度、催化劑和異丙醇與甲醇物質(zhì)的量之比等因素對產(chǎn)物中脂肪酸異丙酯(IPE)含量的影響。用異丙醇和甲醇混合制備生物柴油,異丙酯的GC含量可達50%以上,但發(fā)現(xiàn)異丙酯的GC含量高于20%時,甘油不易分離。測定了脂肪酸異丙酯
4、不同含量產(chǎn)物的黏度、冷凝點和冷濾點,發(fā)現(xiàn)其黏度比與純甲酯的生物柴油略高,其冷凝點和冷濾點與之相比降低幅度可達5~8℃。
再次用菜籽油毛油和甲醇為原料,KOH為催化劑在自制的管式靜態(tài)混合反應器中連續(xù)化制備生物柴油,研究了加入共溶劑四氫呋喃或者丁酮時,對生物柴油得率的影響。實驗發(fā)現(xiàn)加入共溶劑,可以明顯提高生物柴油的轉(zhuǎn)化率,在以醇油摩爾比6:1,催化劑KOH占油脂質(zhì)量的1%的條件下,原料通過管式靜態(tài)混合反應器一次的轉(zhuǎn)化率,由未加共溶
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