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文檔簡(jiǎn)介
1、生物柴油作為一種可再生的清潔能源,日益受到世界各國(guó)的重視。超臨界酯交換法制備生物柴油作為一種新興的工藝,具有反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物易分離純化、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)超臨界甲醇法制備生物柴油的工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并考察了反應(yīng)動(dòng)力學(xué),在此基礎(chǔ)上,對(duì)于整個(gè)工藝流程進(jìn)行了模擬計(jì)算。 本文設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)地考察了以菜籽油為原料的超臨界酯交換法制備生物柴油的工藝,分析了各個(gè)因素對(duì)生物柴油收率的影響,得出適宜的工藝條件。各個(gè)因素對(duì)生物
2、柴油收率影響的顯著性順序依次為:反應(yīng)溫度,醇油摩爾比,反應(yīng)時(shí)間。適宜的工藝條件為:反應(yīng)溫度300℃,醇油摩爾比42:1,反應(yīng)時(shí)間20mins,在此條件下生物柴油的收率達(dá)到97.95%。 以甘油三油酸酯作為菜籽油的模型化合物,研究了甘油三油酸酯與超臨界甲醇酯交換反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。該反應(yīng)分為三步:T+MeOH→D+ME,D+MeOH→M+ME,M+MeOH→GL4+ME,其中T表示甘油三油酸酯,D表示甘油二油酸酯,M表示甘油一油酸酯,G
3、L表示甘油,ME表示油酸甲酯,MeOH表示甲醇,第三步反應(yīng)為控制步驟。采用參數(shù)估計(jì)的方法得到了每一步反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù),反應(yīng)速率常數(shù)的大小順序?yàn)閗2>k1>k3,反應(yīng)的活化能分別為223kJ/mol、207kJ/mol和154kJ/mol。 采用化工流程模擬軟件PRO/II設(shè)計(jì)了超臨界甲醇法制備生物柴油的工藝流程。鑒于物性參數(shù)對(duì)過(guò)程模擬的重要性,本文首先采用基團(tuán)貢獻(xiàn)模型UNIFAC方程估算了相關(guān)物性參數(shù),在流程模擬中選擇NRTL
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