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《中国石油大学》 2009年
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生物柴油固定床催化剂的研究

颜景涛  
【摘要】: 生物柴油是一种对环境友好的生物质可再生资源,生物柴油的应用可以减少人类对矿物能源的依赖,并且可以大大减少对大气、环境造成的污染。目前国内外生物柴油生产中普遍使用液体碱催化酯交换生产生物柴油,该方法存在劳动强度高,生产效率低,环境污染严重,不能处理高酸值原料油等缺点,成为制约生物柴油生产的瓶颈。研究固定床酯交换和酯化催化剂对于提高我国生物柴油生产的水平具有重要的意义。 本论文针对我国生物柴油的发展现状,首先研究了固体粉末酯交换催化剂,然后在此基础上研究了固定床酯交换催化剂和固定床预酯化催化剂。使用间歇式三口瓶作为反应器,以镁铝水滑石为催化剂,采用大豆油为原料酯交换反应制备生物柴油,考察醇油摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂用量等因素对反应产率的影响,寻求最佳反应条件;利用镁铝水滑石与氧化铝合成固定床酯交换催化剂,采用固定床催化酯交换法生产生物柴油,考察醇油摩尔比、空速、反应温度、反应压力等各因素对反应转化率的影响,寻求最佳反应条件,并考察了催化剂的寿命,为生物柴油的连续化生产提供理论依据。分析测定制备的生物柴油的各项理化性质指标,并与矿物柴油的质量标准做比较。 研究结果表明,在间歇式反应器中,生产生物柴油的最佳反应条件是醇油摩尔比为12:1,反应时间为5h,反应温度为75℃,催化剂用量为4%;在固定床反应器中,最佳反应条件是醇油摩尔比为21:1、空速为0.5h-1、反应温度为340℃、压力为2MPa,镁铝水滑石在酯交换反应中具有较高的催化活性,且寿命长适合固定床使用。本实验制取的生物柴油的性质与0#柴油的性质相近,可以替代矿物柴油使用。 碱催化酯交换对原料的要求很高,原料的酸值不能高于5mgKOH/g,否则容易引起催化剂失活及皂化、乳化等操作问题,因此不能处理高酸值的原料,高酸值原料必须进行预酯化降低酸值。本论文采用固定床酯化法对原料油进行脱酸,利用氧化铝与氧化锌合成固定床酯化催化剂,以大豆油和油酸的混合物为研究对象,考察醇油比、反应温度、空速等因素对反应的影响,研究结果表明,其最佳工艺条件为醇油质量比为0.5,反应温度250℃,空速越小脱酸效果越好。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TE667

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