收藏本站
《浙江大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超临界酯交换制取生物柴油及其燃烧反应机理研究

彭娜  
【摘要】: 生物柴油是一种可再生的、对环境友好的新型生物质燃料,是石化柴油的理想替代品,近年来成为世界各国新能源领域高技术竞争的热点和焦点。生物柴油是指由动植物油脂与甲醇经过酯交换得到的脂肪酸甲酯,在含硫量、闪点、烃含量和生物降解能力等方面都优于石化柴油,并且在传统发动机中无需改造即可直接燃用,因此具有很强的应用前景。 为了克服传统酸碱催化法生产生物柴油的工艺复杂、产物分离困难等诸多缺点,本文研究了超临界甲醇酯交换反应制取生物柴油的反应机理及影响规律,探讨了不同超临界条件下制得生物柴油的燃烧反应动力学。主要内容如下: 本文设计搭建了超临界酯交换反应实验台,用菜籽油、大豆油和棕榈油三种不同原料,通过超临界酯交换反应制取了相应的生物柴油,并利用气相色谱仪对其成分组成进行分析比较。以菜籽油为例,研究了不同反应温度、时间、压力及醇油摩尔比等对脂肪酸甲酯转化率的影响规律,得到菜籽油在超临界甲醇中酯交换制取生物柴油的最佳反应条件为:温度300℃、压力11MPa、醇油摩尔比42:1,时间20min。发现温度为300℃时的酯交换反应速率比255℃时明显增快,仅需20min菜籽油即可反应完全转化为生物柴油。当反应压力由9MPa上升至11MPa时,甲酯的转化率有很大提高。当醇油摩尔比增大后,酯交换反应的甲酯转化率得到了明显提高。建立了酯交换反应速率模型,得到了不同反应条件下的酯交换反应速率。 利用热天平研究了在超临界酯交换条件下制得生物柴油的燃烧反应机理及其影响规律,发现由菜籽油、大豆油和棕榈油制得生物柴油的着火温度由257.6℃依次降低到240.4℃和238.0℃。在制备生物柴油时得到的甲酯转化率越高,则着火温度和活化能越低。发现当超临界酯交换的反应温度由255℃升高到300℃时,在反应时间20min条件下制得生物柴油的甲酯转化率由13%升高到98%以上,使得着火温度由331.4℃降低到257.6℃,活化能由143.6 kJ/mol降低到84.2kJ/mol。超临界酯交换反应压力和醇油摩尔比等对生物柴油的着火温度和活化能等动力学参数也具有一定影响。最后,建立了生物柴油的燃烧反应动力学模型,研究了不同生物柴油的活化能变化规律。
【学位授予单位】:浙江大学
【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1条
1 邢春梅;新型固体碱的合成及催化酯交换性能的研究[D];黑龙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯栋岐,冯金梅,陈春元,闻培音;混煤煤粉着火和燃尽特性的试验研究[J];电站系统工程;1995年02期
2 范国梁,宋崇林,周维义,阎颖,刘昌俊,姜东峰,隋静,刘春宇;氢火焰离子化检测器校正因子的理论计算[J];分析化学;2002年08期
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 朱建良,张冠杰;国内外生物柴油研究生产现状及发展趋势[J];化工时刊;2004年01期
5 王一平,翟怡,张金利,李韡,韩振亭;生物柴油制备方法研究进展[J];化工进展;2003年01期
6 鞠庆华,曾昌凤,郭卫军,张利雄,徐南平;酯交换法制备生物柴油的研究进展[J];化工进展;2004年10期
7 江清阳,孙平;生物柴油对能源和环境影响的研究[J];江苏大学学报(自然科学版);2002年04期
8 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
9 柏杰;发展生物柴油大有可为[J];中国科技产业;2002年09期
10 晓阳;可取代汽油的生物柴油[J];可再生能源;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹维英,马华宪,任君合,任敏利,张鹤鸣,杨熙珍;聚苯硫醚酮热分解研究[J];工程塑料应用;1998年07期
2 刘民英,高丽君,赵清香,王玉东,孙会丽,李相魁;石油发酵尼龙1212热性能的研究[J];工程塑料应用;2001年07期
3 郭平银;肖爱军;郑现和;尚会芹;;能源植物的研究现状与发展前景[J];山东农业科学;2007年04期
4 周杰;;铸造用油脚粘结剂的研制与应用[J];安徽工学院学报;1988年03期
5 何红波;姚日生;江来恩;;生物柴油制备方法研究进展[J];安徽化工;2008年06期
6 许静;;固体碱催化酯交换法制备生物柴油的研究[J];安徽化工;2012年03期
7 张洋;;浅析青海省发展生物柴油产业的可行性[J];安徽农学通报;2005年S1期
8 张世敏;查国君;张无敌;尹芳;;一种绿色环保能源—生物柴油[J];安徽农学通报;2007年18期
9 刘冲;洪立洲;王茂文;丁海荣;朱小梅;邢锦城;赵宝泉;孙立军;;能源植物续随子及其研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年23期
10 方应明;杨保成;张飞;;生物柴油的发展研究现状[J];安徽农业科学;2007年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10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 夏萍;刘伟伟;印菘;刘薇;;生物柴油的燃烧特性及排放标准[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
3 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
4 蔡鹏瑶;黄光群;韩鲁佳;;基于热重分析的生物质热解动力学研究进展[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 张永丰;黄昊;顾海昕;包任烈;谢松明;;火灾现场温度分布测定模拟实验研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
6 展义臻;韩文忠;赵雪;王炜;;相变调温纺织品的热性能测试方法与指标[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
7 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
8 黄忠水;纪威;姚亚光;;玉米油试制生物柴油研究[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
9 何海英;邱凌;冯佰利;;我国能源植物资源及其研发进展[A];中国作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 刘玉升;;腐食性昆虫转化非粮生物质资源生产生物柴油新型原料的可行性研究[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
3 吴文涛;基于凹凸棒石粘土的麦秸木质陶瓷制备与性能表征[D];合肥工业大学;2010年
4 吴毅峰;大豆生物柴油在不同环境条件下燃烧与碳烟排放特性的研究[D];华中科技大学;2010年
5 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
6 吕当振;O_2/CO_2燃烧方式下煤中S析出行为及其与Ca相互作用机制研究[D];华中科技大学;2010年
7 李琴;酶法制备生物柴油新工艺及其高值化技术探索[D];华中科技大学;2010年
8 夏洪应;微波加热典型物料制备高比表面积活性炭及演变机制[D];昆明理工大学;2009年
9 黄芳;高镁磷尾矿回收利用磷、镁的应用基础研究[D];昆明理工大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘俊超;酸功能化离子液体的合成及其在合成生物柴油方面的研究[D];华中农业大学;2010年
2 朱孔远;生物质与煤共热解实验研究[D];河南理工大学;2010年
3 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
4 郭丹华;新疆营盘出土纺织纤维及其老化状况研究[D];浙江理工大学;2010年
5 王红娜;气升式反应器两步法生产生物柴油实验研究[D];郑州大学;2010年
6 魏巍;极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究[D];郑州大学;2010年
7 刘慧苹;高纯度Ti_3Al粉末的制备研究[D];郑州大学;2010年
8 孔凡敏;产油脂酵母菌株的选育[D];山东农业大学;2010年
9 陆圣梅;黄连木籽油生物柴油制备及其实验研究[D];安徽农业大学;2010年
10 袁军;煤基混合燃料的燃烧特性及优化配比研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐健;三醋酸甘油酯的合成[J];广西化工;1996年02期
2 李玉芹;曾虹燕;;碳酸根型镁铝复合氢氧化物的合成和表征及其催化性能[J];工业催化;2005年12期
3 马怡;常春;李洪亮;;合成双酚A催化剂研究新进展[J];化工进展;2007年12期
4 李为民,郑晓林,徐春明,徐鸽,邬国英;固体碱法制备生物柴油及其性能[J];化工学报;2005年04期
5 陈和,王金福;强碱催化棉籽油酯交换制备生物柴油的动力学[J];化工学报;2005年10期
6 赵忠奎,李宗石,王桂茹,乔卫红,程侣伯;杂多酸催化剂及其在精细化学品合成中的应用[J];化学进展;2004年04期
7 郑淑君;;固体碱催化剂及其应用[J];化学推进剂与高分子材料;2001年04期
8 胡凯;韩燚;叶涛;孙辉;楼辉;郑小明;;KF/La_2O_3催化剂催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油[J];浙江大学学报(理学版);2008年04期
9 杨振强;谢文磊;李海涛;;酸催化油脂酯交换反应研究进展[J];粮食与油脂;2006年03期
10 季永青;王美红;马林才;;生物柴油制备以及在柴油机上应用的关键技术研究[J];内燃机;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张福建;固体酸碱催化剂的制备、表征及其在两步法制备生物柴油中的应用[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张素娟;酯交换法合成碳酸二甲酯固体碱催化剂的制备[D];中国石油大学;2009年
2 韩春苗;超临界甲醇法从煎炸废油制备生物柴油的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
3 马士博;催化酯交换反应固体碱的设计合成及催化性能的研究[D];黑龙江大学;2010年
4 黄绍兰;高温钙基CO_2吸收剂的锆改性研究[D];北京化工大学;2010年
5 陈文标;超声波强化麻疯树油酯交换制备生物柴油新技术研究[D];华南理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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 彭荫来,杨帆;利用餐饮业废油脂制造生物柴油[J];城市环境与城市生态;2001年04期
3 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
4 盛梅,邬国英,徐鸽,巫淼鑫;生物柴油的制备[J];高校化学工程学报;2004年02期
5 杨艳,卢滇楠,李春,曹竹安;面向21世纪的生物能源[J];化工进展;2002年05期
6 王一平,翟怡,张金利,李韡,韩振亭;生物柴油制备方法研究进展[J];化工进展;2003年01期
7 鞠庆华,曾昌凤,郭卫军,张利雄,徐南平;酯交换法制备生物柴油的研究进展[J];化工进展;2004年10期
8 梁斌;生物柴油的生产技术[J];化工进展;2005年06期
9 范航,张大年;生物柴油试制研究[J];化学世界;2000年S1期
10 王亚红,杨英杰,于丽颖,罗志臣,王昆;植物油脂肪酸烷醇酰胺的合成与性能表征(Ⅰ)──植物油脂肪酸甲酯的合成与工艺优化[J];吉林化工学院学报;2000年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;西欧甘油产量猛增[J];国内外香化信息;1996年07期
2 ;生物柴油[J];技术与市场;1999年12期
3 黄显慈;降低生物柴油成本途径[J];粮食与油脂;2003年07期
4 ;合成生物柴油的方法[J];石化技术;2004年01期
5 盛梅,邬国英,徐鸽,巫淼鑫;生物柴油的制备[J];高校化学工程学报;2004年02期
6 聂开立,王芳,邓利,谭天伟;间歇及连续式固定化酶反应生产生物柴油[J];生物加工过程;2005年01期
7 巫淼鑫,邬国英,韩立峰,王俊德;食用植物油所制备生物柴油的低温流动性能[J];石油炼制与化工;2005年04期
8 柯为;;生物柴油研发进展[J];生物工程学报;2006年02期
9 郭春伟;;超速发展的生物柴油应用[J];中国洗涤用品工业;2006年02期
10 ;生物柴油的化学法生产[J];太阳能;2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 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];第十二届中国科协年会——非粮生物质能源与高技术产业化研讨会论文集[C];2010年
3 景晓军;李孟良;;掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
4 孙玉秋;陈波水;方建华;王九;;烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物对生物柴油低温流动性的影响[A];中国石化协会、润滑脂专业委员会一届二次全体成员大会暨全国第十五届润滑脂技术交流会论文集[C];2009年
5 胡志远;孙晓清;谭丕强;楼狄明;;共轨柴油机燃用麻疯树制生物柴油的性能及排放特性[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
6 李率;蔺建民;张永光;;石化行业标准生物柴油氧化安定性测定方法的制定[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
7 张雅洁;刘双喜;景晓军;高俊华;;柴油机燃用不同比例棉籽生物柴油的试验研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
8 余磊;马淑芬;;生物柴油对润滑油使用性能的影响及其评价方法[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
9 吴江;陈波水;方建华;王九;;生物柴油的润滑性及机理研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘颖;泔脚废油能“变”能源[N];解放日报;2005年
2 记者 江山 实习生 李琳;泔脚“再生”可当汽车“饲料”[N];无锡日报;2005年
3 柳志卿;我贫困地区启动生物柴油项目[N];中国化工报;2006年
4 周洁;我省首个生物柴油厂年内有望投产[N];江苏经济报;2006年
5 支维墉;生物柴油发展难破原料“瓶颈”[N];江苏经济报;2007年
6 本报记者 董映璧;生物柴油:清洁的可再生能源[N];科技日报;2006年
7 赵侠;花椒籽油能转化为生物柴油[N];中国绿色时报;2007年
8 晓玲;华中农大已生产约3吨生物柴油[N];粮油市场报;2006年
9 ;浙江:大量民资涌入生物柴油制造行业[N];粮油市场报;2007年
10 记者 廖兴阳;生物柴油有望“解渴”云南油荒[N];昆明日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李琴;酶法制备生物柴油新工艺及其高值化技术探索[D];华中科技大学;2010年
2 朱磊;生物柴油发动机燃烧控制与排放特性试验研究[D];上海交通大学;2012年
3 崔勇;非粮原料生物柴油及复合添加剂对非道路柴油机应用性能影响[D];江苏大学;2013年
4 吴毅峰;大豆生物柴油在不同环境条件下燃烧与碳烟排放特性的研究[D];华中科技大学;2010年
5 李法社;小桐子生物柴油的超临界两步法制备及其抗氧化耐低温性的研究[D];昆明理工大学;2011年
6 许广举;生物柴油非常规污染物形成机理的理论分析与试验研究[D];江苏大学;2012年
7 王显刚;生物柴油喷雾、燃烧和碳烟生成特性及其对柴油机微粒排放影响的研究[D];西安交通大学;2011年
8 李立琳;乙醇/生物柴油燃烧过程试验研究与理论分析[D];江苏大学;2013年
9 刘军锋;第三代生物柴油的开发研究[D];北京化工大学;2013年
10 郭峰;新型固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李娜林高娃;生物柴油合成新工艺研究[D];内蒙古大学;2010年
3 丁荣;固定化脂肪酶催化光皮树油脂合成生物柴油[D];中南大学;2010年
4 胡智杰;固体碱催化制备生物柴油的研究[D];长安大学;2010年
5 冯兵;光皮树籽生物柴油的酶促合成技术研究[D];湖南农业大学;2010年
6 王红娜;气升式反应器两步法生产生物柴油实验研究[D];郑州大学;2010年
7 李瑞贞;竹废料微波辅助裂解制备生物柴油抗氧化剂的研究[D];南昌大学;2010年
8 王友东;固定化重组脂肪酶催化木本植物油脂制备生物柴油研究[D];南京林业大学;2010年
9 申东美;糖基固体酸催化剂制备生物柴油的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 黄继伟;生物柴油静电雾化机理及喷雾特性的研究[D];江苏大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026