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《大连理工大学》 2007年
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超(近)临界甲醇/酶催化法制备生物柴油工艺研究

肖敏  
【摘要】: 随着石油资源短缺,燃油价格不断上涨,能源危机成为全球性问题。开发可再生能源(生物质能、太阳能、地热能等)受到各国政府的重视和投入。生物柴油(Biodiesel,BD)因其良好的可燃性、资源可再生性、环境友好等特点,成为学术界、企业界研发的热点课题。本文以生物柴油生产工艺开发为题,探讨超(近)临界甲醇法以及生物酶催化法制备生物柴油的可行性、工艺条件、操作参数分析等。利用添加助溶剂、微量碱催化剂等方法以求对超临界甲醇工艺过程进行强化,改善反应条件。对酶催化法工艺过程,尝试以超临界CO_2为溶剂,考察酶在超临界CO_2环境中的活性保留值,以及超临界CO_2酶催化酯交换反应制备生物柴油的可能性。主要结果可归纳如下: (1)在250mL高压反应釜中,以大豆油为原料油,选择超临界甲醇法制备生物柴油。分别考察了反应温度、反应时间、醇油摩尔比等条件对BD收率的影响。结果表明,当选择醇油摩尔比42:1、反应温度350℃,仅反应10min,BD收率可达95.4%。在此基础上,对反应动力学进行了初步探讨。 (2)分别以正己烷、CO_2为助溶剂对超临界甲醇法工艺过程进行强化,结果表明,当醇油摩尔比42:1、反应温度300℃,加入2.5wt%正己烷,反应30min收率可由62.2%提高到85.5%;醇油摩尔比42:1、反应温度300℃,加入适量CO_2,反应20min收率可由51.4%提高到91.6%。 (3)为了大幅降低反应温度,提出在超临界甲醇中添加微量KOH强化过程。结果表明,仅加入0.1wt%KOH,在醇油比24:1,2MPa,160℃条件下,反应10min收率就高达96.5%。与无催化剂的超临界甲醇法相比,反应温度降低近100℃,醇油摩尔比降低约50%。与常规的KOH催化工艺相比,催化剂用量仅需其10%,反应时间却大大缩短(由2h缩短到10min)。 (4)为了开发条件温和、甲醇用量少的生物柴油生产工艺,选择一种游离态脂肪酶为催化剂,探讨以生物酶法制备生物柴油的可行性、工艺条件。分别考察了反应温度、反应时间、醇油摩尔比、甲醇加入方式、水含量以及溶剂用量等条件对BD收率的影响。结果表明,反应温度40℃、醇油摩尔比3:1、10wt%酶、30vol%磷酸缓冲液、20vol%正己烷条件下,反应26h收率为54.7%。 (5)尝试以超临界CO_2酶催化法制备生物柴油,分别选择上述游离态脂肪酶和固定化脂肪酶Novozym435为催化剂。结果表明,本文所用游离态脂肪酶,由于激发其活性需要适量的水,以至于加入SCCO_2之后,造成的弱酸性环境可能影响了这种酶的催化活性。但它在纯SCCO_2环境中可以保留活性。对于固定化脂肪酶Novozym435,因为不需要加入水,所以以SCCO_2为溶剂时仍有较高活性。这些初步研究结果可以作为今后深入开展此项工作研究的基础。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE667

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 商紫阳;二氧化碳膨胀液体中催化酯交换制备生物柴油工艺研究[D];大连理工大学;2011年
2 马震;催化强化超临界甲醇酯交换制备生物柴油技术[D];大连理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 杨继国,林炜铁,吴军林;酶法合成生物柴油的研究进展[J];化工环保;2004年02期
2 徐桂转;张百良;;生物柴油的研究与进展[J];华中农业大学学报;2005年06期
3 孙世尧;贺华阳;王连鸳;杨基础;;超临界甲醇中制备生物柴油[J];精细化工;2005年12期
4 杨振强;谢文磊;左玉;;固体碱催化剂在油脂酯交换反应中应用[J];粮食与油脂;2006年07期
5 吴苏喜;董军英;官春云;;生物柴油开发研究进展与产业化发展策略[J];粮油加工;2006年02期
6 岳鹍;金青哲;刘元法;王兴国;;废煎炸油-甲醇-醚三元互溶体系合成生物柴油的研究[J];粮油加工;2006年03期
7 朱海峰;程健;何寿林;;超临界甲醇中的酯交换反应及其动力学[J];武汉化工学院学报;2006年01期
8 章亭洲,杨立荣,朱自强;脂肪酶改性对其在有机相中催化特性的影响[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2001年03期
9 鲁明波;余龙江;薛勇;金波;朱敏;;生物柴油的酶促合成研究[J];中国油脂;2005年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 银建中;基于人工神经网络的超临界流体萃取模拟方法研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高新亮;脂肪酶固定化及其催化性能研究[D];大连理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李霞;;生物柴油的发展及在江苏发展的潜力分析[J];安徽农业科学;2008年03期
2 宋华民;徐桂转;张百良;;固体碱催化制备生物柴油的研究进展[J];安徽农业科学;2008年05期
3 姜猛;杨基和;;生物柴油的研究与探讨[J];安徽农业科学;2008年35期
4 沈晓真;王利华;刘鹏;时在涛;杨晋晖;杨群发;刘圣勇;;制备生物柴油固体催化剂的研究现状及前景展望[J];安徽农业科学;2010年08期
5 王斌;宗浩;张志敏;王琰;万一;;耐甲醇脂肪酶产生菌的筛选鉴定及其酶学性质研究[J];安徽农业科学;2011年20期
6 薛志忠;吴新海;;国内外生物柴油研究进展[J];现代农业科技;2010年16期
7 苏敏光;于少明;吴克;俞志敏;金杰;;生物柴油制备方法及其质量标准现状[J];包装与食品机械;2008年03期
8 王英雄,王国富,侯相林,杜俊民,乔欣刚,秦张峰,王建国;无溶剂体系中脂肪酶催化亚麻油水解反应研究[J];日用化学工业;2003年04期
9 李莹;张苗苗;张航;刘宝丽;;生物柴油合成方法的探讨[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年02期
10 赵贵兴;;超临界甲醇法制备大豆生物柴油[J];大豆科技;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 刘伟伟;马欢;王继先;夏萍;张无敌;刘士清;;Ba(OH)_2·8H_2O催化酯交换反应制备生物柴油的研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 庞敏;姜绍通;;生物柴油制备中脂肪酶的应用研究进展[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 余灯华;;生物柴油合成催化剂及工艺的研究进展[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
4 余灯华;;合成生物柴油的环境友好催化技术[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
5 刘伟伟;马欢;王继先;夏萍;张无敌;刘士清;;Ba(OH)_2·8H_2O催化酯交换反应制备生物柴油的研究[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
6 王学伟;吕鹏梅;常杰;谭天伟;;酶法制备生物柴油的动力学及其影响因素浅析[A];2005年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2005年
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1 高登征;固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D];山东科技大学;2010年
2 刘飞;基于光谱和多光谱成像技术的油菜生命信息快速无损检测机理和方法研究[D];浙江大学;2011年
3 祖艳红;固体酸碱催化剂的制备及在酯交换法制备生物柴油反应中的应用[D];吉林大学;2011年
4 王越;渗透压补偿性溶质ECTOINE对酶稳定性影响的研究[D];大连海事大学;2011年
5 刘轩;中国木本油料能源树种资源开发潜力与产业发展研究[D];北京林业大学;2011年
6 王小行;新型全细胞催化剂在麻疯树生物柴油中的应用[D];四川大学;2006年
7 钟耕;绿色工艺制备生物柴油探索[D];中国农业科学院;2007年
8 徐桂转;脂肪酶催化植物油制取生物柴油的研究[D];河南农业大学;2007年
9 丁一;生物质液体燃料对我国石油安全的贡献[D];河南农业大学;2007年
10 房耀维;Proteus Vulgaris T6脂肪酶分子定向进化研究[D];南京农业大学;2007年
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1 刘英;苯系物的新型吸收剂制备及性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 王朋云;丛粒藻形态多样性、遗传多样性分析与培养条件优化[D];中国海洋大学;2010年
3 王涛;固体酸碱催化剂催化油脂酯交换反应活性的研究[D];河南工业大学;2010年
4 马聪;基于非均相催化玉米油基生物柴油的制备工艺研究[D];华东理工大学;2011年
5 李秀凤;固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-CeO_2的制备及在生物柴油中的应用[D];昆明理工大学;2010年
6 蔡樱英;生物柴油的制备及其台架验证实验研究[D];昆明理工大学;2009年
7 徐娟;高酸值植物油制备生物柴油的试验研究[D];昆明理工大学;2009年
8 王督;生物柴油固体催化剂的制备及其应用研究[D];昆明理工大学;2010年
9 张慧慧;废弃油脂超临界法制备生物柴油[D];昆明理工大学;2009年
10 罗帅;棉籽油生物柴油制备的试验研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
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1 曹宏远;曹维良;张敬畅;;固体酸Zr(SO_4)_2·4H_2O催化制备生物柴油[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年06期
2 刘仕伟;李露;于世涛;解从霞;刘福胜;宋湛谦;;酸性离子液体催化脂肪酸甲酯聚合制备二聚酸甲酯[J];催化学报;2010年12期
3 孔永平;郑冀鲁;;利用地沟油制备生物柴油技术的研究[J];化学工程与装备;2008年04期
4 宋吉彬;银建中;张礼鸣;李惠荣;孙远飞;;生物柴油制备技术研究进展[J];化工技术与开发;2007年09期
5 吕丹;杜伟;刘德华;;游离脂肪酶NS81006催化含酸油脂制备生物柴油的应用研究[J];高校化学工程学报;2010年01期
6 王丽华;王平;;离子液体的应用研究[J];广西轻工业;2009年10期
7 王伟彬;银建中;;CO_2膨胀液体的分子动力学模拟[J];高压物理学报;2010年04期
8 唐正姣;王存文;王为国;周俊锋;郭嘉;吴元欣;;近临界状态下甲醇-大豆油液液相平衡数据的测定与关联[J];化学与生物工程;2008年11期
9 马震;银建中;商紫阳;王亚琼;徐刚;修志龙;;超临界酯交换法制备生物柴油工艺基础及其过程强化技术研究[J];化学与生物工程;2009年08期
10 范志华;彭锦星;陈冠益;林群慧;刘广瑞;孔庆学;;离子液体在脂肪酶催化合成生物柴油中的应用发展趋势[J];化工进展;2010年06期
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1 林吉恒;阮晖;何国庆;;枯草芽孢杆菌ZJF-IA5对稻瘟病菌的体外拮抗作用[A];中国食品科学技术学会第七届年会论文摘要集[C];2010年
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1 梁学正;生物柴油的绿色合成[D];华东师范大学;2009年
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1 马震;催化强化超临界甲醇酯交换制备生物柴油技术[D];大连理工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 商紫阳;二氧化碳膨胀液体中催化酯交换制备生物柴油工艺研究[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄忠水,纪威,李淑艳,何义团,鄂卓茂;国外生物柴油的应用[J];节能与环保;2003年01期
2 吴卫泽,侯玉翠,武练增;超临界流体与日用化学工业[J];日用化学工业;1998年02期
3 吴可克,李宗石,王运吉;固定化脂肪酶催化天然油脂水解和甘油解[J];日用化学工业;1996年01期
4 周理红,许梓荣;酶的失活机理及稳定化技术[J];浙江畜牧兽医;2004年06期
5 银建中,原华山,丁信伟;基于人工神经网络超临界流体萃取动力学模拟[J];大连理工大学学报;2001年06期
6 卢明春,包永明,宋建国,王世龙,陈辉;超临界CO_2萃取沙棘油工艺条件的优化[J];大连轻工业学院学报;1999年01期
7 李会鹏,亓玉台,秦树仁,王昕,王仙体;超临界流体技术及其在石油化工中的应用[J];抚顺石油学院学报;1998年01期
8 冀星,郗小林,孔林河,李俊峰,李丽;生物柴油技术进展与产业前景[J];中国工程科学;2002年09期
9 银建中,毕明树,孙献文,李志义,丁信伟;超临界CO_2萃取沙棘油的实验研究及数值模拟[J];高校化学工程学报;2001年05期
10 邬国英,林西平,巫淼鑫,王琳,周亚军;棉籽油间歇式酯交换反应动力学的研究[J];高校化学工程学报;2003年03期
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3 杨继国,林炜铁,吴军林;酶法合成生物柴油的研究进展[J];化工环保;2004年02期
4 龚树华;;生物柴油的研究进展[J];山西化工;2006年04期
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3 马忠;李川;施云海;;多金属催化剂用于甲醇酯交换反应制备生物柴油[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
4 邓欣;方真;张帆;曾虹燕;廖凯波;邹大鹏;;纳米镁铝水滑石的制备及应用与生物柴油转化[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
5 里伟;杜伟;刘德华;;新型反应介质体系中酶法制备生物柴油的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年
6 亓小宇;宋欣;曲音波;;非水介质中固定化地霉脂肪酶制备生物柴油的研究[A];中国生物工程学会2006年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集[C];2006年
7 张治林;;生物柴油的生产及应用[A];中国石油和石化工程研究会第八届年会文集[C];2004年
8 翟建华;邓一蕾;曹晓妹;;生物质柴油的生产方法及筛选[A];2009全国可再生能源—生物质能利用技术研讨会论文集[C];2009年
9 颜姝丽;王广欣;姜利寒;梁斌;;非均相催化剂用于酯交换反应制备生物柴油的研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
10 张家仁;刘海超;;生物柴油反应分离耦合新工艺[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙人杰韩晖;生物柴油研发先驱[N];常州日报;2008年
2 谈奇石;洁净的“再生燃油”——生物柴油[N];中国石油报;2001年
3 叶惠;清研利华生物柴油技术助力节能减排[N];大众科技报;2007年
4 记者 蒋万全;打破生物柴油发展“瓶颈”[N];中国石油报;2007年
5 李雪;我国首项生物柴油国家标准进入报批程序[N];中国工业报;2006年
6 记者 李智勇 实习生 李玲叶义斌;地沟油可变身生物柴油[N];福州日报;2007年
7 徐风;首项生物柴油国家标准进入报批程序[N];中国质量报;2006年
8 本报记者 周云飞 龙群;生物柴油生物经济的新宠儿[N];九江日报;2007年
9 记者 张小梅 张骅;国风生物柴油项目首期工程投产[N];中国企业报;2006年
10 记者 解悦;地产生物柴油明年3月正式投产[N];南京日报;2007年
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1 张丽平;基于非均相催化制备生物柴油的过程研究[D];华东理工大学;2011年
2 万涛;制备生物柴油的非均相碱催化剂研究[D];武汉大学;2010年
3 孙树祯;玉米油基无甘油副产的生物柴油的制备及燃烧性能研究[D];华东理工大学;2013年
4 文振中;生物柴油制备的反应过程强化方法的研究[D];华东理工大学;2010年
5 丁立军;文冠果种仁油制备生物柴油技术的研究[D];内蒙古农业大学;2013年
6 王刚;耐有机溶剂脂肪酶高活性菌株选育、酶合成及酶学特性研究[D];吉林农业大学;2011年
7 房耀维;Proteus Vulgaris T6脂肪酶分子定向进化研究[D];南京农业大学;2007年
8 刘学军;多相催化制备生物柴油的催化剂及反应过程研究[D];清华大学;2008年
9 肖弥彰;高产脂肪酶菌种选育与脂肪酶催化合成生物柴油[D];湖南农业大学;2006年
10 马鸿宾;固体碱催化合成生物柴油的基础研究[D];天津大学;2008年
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1 肖敏;超(近)临界甲醇/酶催化法制备生物柴油工艺研究[D];大连理工大学;2007年
2 薛建平;Penicillium expansum脂肪酶催化合成生物柴油的研究[D];福建师范大学;2008年
3 黄永茂;固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究[D];河北科技大学;2011年
4 薛刚;女贞籽油制备生物柴油的研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 侯丽媛;固定化复合脂肪酶催化黄连木籽油合成生物柴油[D];河北工业大学;2009年
6 刘丹;生物柴油的制备[D];南京工业大学;2005年
7 张彬彬;氧化钙基固体碱的制备及其在合成生物柴油中的应用研究[D];厦门大学;2008年
8 龙涛;生物柴油的绿色制备工艺[D];吉林大学;2010年
9 王栩;粉煤灰负载型固体碱催化剂的制备及在生物柴油合成中的应用[D];西北农林科技大学;2010年
10 李广超;固体碱的制备及催化米糠油酯交换合成生物柴油[D];重庆大学;2009年
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