亚临界水—超临界甲醇两步法制备生物柴油试验研究

论文摘要

随着全球性石化资源的日益枯竭,“生物柴油”作为化石能源的替代品之一的绿色能源,越来越受到人们的广泛关注。目前,生物柴油的生产方法主要采用强碱或强酸催化的酯交换法,虽然该方法技术比较成熟,但催化剂寿命有限,同时存在易皂化导致产物分离困难、产品需要进行水洗等缺点。新的超临界酯交换法可克服上述缺点,但需要较高的温度和压力。针对上述存在的问题,作者提出了亚临界水-超临界甲醇两步法制备生物柴油的新思路,即油脂的亚临界水解反应和脂肪酸的超临界甲醇酯化反应两个步骤.此方法所需要的温度和压力相对于超临界酯交换法要低,且产率有所提高。为此,作者以菜籽油为原料,针对两步法制备生物柴油中反应条件的影响进行了一系列的分析研究。在本论文中作者研究了反应温度、反应时间、反应压力、原料配比等因素对亚临界水-超临界甲醇两步法制备生物柴油的影响分析。试验结果采用酸值分析和超高效液相色谱分析两种方式进行对比分析验证。经试验证明,温度的提高,时间的延长,反应压力的增大都会对反应产生促进作用,但并不和转化率成简单正比关系,都有拐点条件的存在,亚临界水解反应的最佳反应条件为：290℃,30min,24MPa,水油体积比为4：1（摩尔比为220：1）,转化率最高可达到92%,超临界酯化反应的最佳反应条件为270℃,40min,15MPa,醇酸体积比为2：1（摩尔比为24：1）,转化率最高可达到98%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 国内外能源紧缺现状
• 1.2 国内外生物柴油研究现状
• 1.2.1 国外生物柴油发展状况
• 1.2.2 国内生物柴油发展状况
• 1.3 生物柴油制备方法
• 1.3.1 直接混合法
• 1.3.2 微乳液法
• 1.3.3 高温热裂解法
• 1.3.4 酯交换法
• 1.4 本课题立题背景、意义及来源
• 1.4.1 课题背景和意义
• 1.4.2 本课题研究意义
• 1.4.3 论文课题来源
• 1.5 本论文主要研究内容及创新点
• 第二章 试验仪器及方法
• 2.1 分析仪器
• 2.1.1 常规检测分析仪器
• 2.1.2 超高效液相色谱（UPLC）
• 2.2 试验材料
• 2.3 主要试验装置
• 2.4 试验操作方法
• 2.4.1 锡浴池加热反应釜的操作
• 2.4.2 电加热高压反应釜操作
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 生物柴油各项理化参数测定的国标方法
• 2.5.2 产物分析测定方法
• 第三章 菜籽油亚临界水解反应试验研究
• 引言
• 3.1 亚临界水解反应试验结果及讨论
• 3.1.1 反应温度对亚临界水解反应的影响
• 3.1.2 反应时间对亚临界水解反应的影响
• 3.1.3 反应压力对亚临界水解反应的影响
• 3.1.4 反应物-水油摩尔比对亚临界水解反应的影响
• 3.1.5 原料油含水量及游离脂肪酸含量对亚临界水解反应的影响
• 3.1.6 其他因素对亚临界水解反应的影响
• 3.1.7 试验色谱数据
• 3.2 亚临界水解反应动力学研究
• 3.3 实验误差分析
• 3.3.1 仪器及设备误差分析
• 3.3.2 原料成分对试验结果的影响分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 脂肪酸超临界甲醇酯化反应试验研究
• 引言
• 4.1 脂肪酸超临界酯化反应试验结果及讨论
• 4.1.1 反应温度对超临界酯化反应的影响
• 4.1.2 反应时间对超临界酯化反应的影响
• 4.1.3 反应压力对超临界酯化反应的影响
• 4.1.4 反应物摩尔比对超临界酯化反应的影响
• 4.1.5 其他因素对超临界酯化反应的影响
• 4.1.6 试验色谱数据
• 4.2 超临界酯化反应动力学研究
• 4.3 试验误差分析
• 4.3.1 仪器及设备误差分析
• 4.3.2 原料成分对试验结果的影响分析
• 4.4 本章小结
• 第五章原料油及生物柴油成品的理化性能测定
• 5.1 原料油的理化性能测定
• 5.1.1 原料油各项物理性能的测定
• 5.1.2 原料油中成分测定
• 5.2 生物柴油产品性能测定
• 第六章 总结、建议与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 研究建议与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录