超臨界法制備生物柴油過程中相行為與制備工藝及機理研究.pdf

1、為緩解當前能源和環(huán)境的雙重壓力，開發(fā)環(huán)境友好、可再生的生物質(zhì)能源已經(jīng)成為世界的焦點。在眾多的發(fā)動機替代燃料中，生物柴油以其優(yōu)異的排放性能，且能直接應用于現(xiàn)有柴油機而不改變其原有結(jié)構(gòu)和使用性能而備受關(guān)注。 超臨界法制備生物柴油是一種綠色高效的方法。甲醇一植物油的互溶性對其制備過程極其重要，本文測定了甲醇-油體系在高溫高壓下的溶解度數(shù)據(jù)，用Othmer-Tobias關(guān)聯(lián)式檢驗了25～55℃范圍內(nèi)麻瘋樹油甲酯-甲醇-甘油體系的液-液相

2、平衡數(shù)據(jù)的可靠性，并用PR狀態(tài)方程關(guān)聯(lián)了所測的液液相平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果表明能很好地關(guān)聯(lián)近臨界狀態(tài)下甲醇與大豆油體系的液液相平衡數(shù)據(jù)。 本文在連續(xù)操作的管式反應器中，以大豆油為原料在壓力11～19MPa，溫度240～400℃的超臨界甲醇條件下進行工藝參數(shù)的研究。考察了在連續(xù)反應條件下醇油摩爾比、壓力、溫度和停留時間對大豆油油脂收率的影響。實驗結(jié)果表明：較高的醇油摩爾比有利于油脂收率的提高，但當醇油摩爾比超過40：1后提高醇油摩爾比對提

3、高油脂收率的影響不大；在11MPa～15MPa范圍內(nèi)，壓力升高對油脂收率影響很大，但高于15MPa后壓力對油脂收率的影響減弱；反應濕度對油脂收率有著重要影響，在300℃以上隨著溫度的升高，油脂收率有較大幅度的上升，但溫度太高油脂會發(fā)生分解反應；醇油摩爾比40：1，溫度350℃，壓力15MPa，停留時間1000s是該實驗獲得的最佳反應條件，在該條件下油脂收率可達89％。 此外，本文還研究了微酸環(huán)境對超臨界法制備生物柴油過程影響并對

4、反應過程機理進行了初步的探索。實驗表明，在微酸環(huán)境下，甲醇既是反應物，也可能是催化劑。認為超臨界甲醇法制備生物柴油，在反應溫度280℃-350℃時，在原料油收率較低時，反應存在著加速現(xiàn)象，在原料油轉(zhuǎn)化率較高時，存在著非正常降速現(xiàn)象，并據(jù)此現(xiàn)象推論出原料油轉(zhuǎn)化率較低與較高時，反應體系內(nèi)均分為超臨界甲醇與油兩相。最后，通過在反應體系內(nèi)加入共溶劑增加兩相的互溶度方法，對在原料油轉(zhuǎn)化率較低時，反應體系內(nèi)分為超臨界甲醇相與油相推論合理性進行了實驗