固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究
发布时间：2017-05-23 16:30
本文关键词：固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：生物柴油作为绿色能源之一，正成为新型能源开发的热点。传统的生物柴油制备多采用均相催化剂，但该方法后期处理复杂。固体酸碱催化剂催化合成生物柴油时，易与产物分离和且对环境污染较少，很好克服了均相催化剂的不足，所以人们开始寻找制备成本低、催化效率高、重复利用好的固体催化剂。固体催化剂CaO/Al_2O_3和Li_2O/CaO，与反应产物易分离且催化效率高，值得做深入的研究。本文系统研究了固体催化剂CaO/Al_2O_3和Li_2O/CaO的制备与生物柴油制备的工艺条件，主要内容包括： 采用浸渍法制备了固体酸催化剂CaO/Al_2O_3。系统研究了负载量、焙烧温度、焙烧时间等因素对催化剂活性的影响，得到制备催化剂适宜的工艺条件为：CaO负载量25%，焙烧温度700℃，焙烧时间5h。在此基础上，以菜籽油为原料，利用CaO/Al_2O_3催化制备生物柴油，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量6%，醇油摩尔比12:1，反应温度65℃，反应时间5h，转化率达到91.5%。 采用浸渍法制备了固体碱催化剂Li_2O/CaO。研究了负载量、焙烧温度、焙烧时间等因素对催化剂活性的影响，得到制备催化剂适宜的工艺条件为：负载量5%，焙烧温度600℃，焙烧时间5h。在此基础上，以菜籽油为原料，利用Li_2O/CaO催化制备生物柴油，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量4%，醇油摩尔比10:1，反应温度65℃，反应时间80min，，转化率为93.5%。 系统研究了NaOH催化酯交换制备生物柴油的反应动力学，结果表明，酯交换反应基本遵循2级反应，338K下反应的速率方程为：-r_A=0.7034C_0~(2.0249);研究了Li_2O/CaO催化酯交换制备生物柴油的反应动力学，结果表明，菜籽油酯交换反应基本遵循1.4级反应，338K328K下反应的速率方程分别为：-r_A=0.0981C_0~(1.46915)，-r_A=0.0677C_0~(1.35078)，反应活化能Ea=34.19KJ/moL。
【关键词】：固体催化剂 生物柴油 酯交换反应 反应动力学
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ426;TE667
【目录】：
- 摘要2-3
- Abstract3-8
- 第一章 前言8-18
- 1.1 生物柴油8
- 1.2 国内外生物柴油发展现状8-11
- 1.2.1 欧盟国家9
- 1.2.2 美国9
- 1.2.3 其他国家9-10
- 1.2.4 中国10-11
- 1.3 生物柴油的制备方法11-15
- 1.3.1 均相酸碱催化酯交换法12
- 1.3.2 固体催化酯交换法12-14
- 1.3.3 酶催化法14-15
- 1.3.4 超临界甲醇法15
- 1.4 酯交换反应动力学研究15-16
- 1.5 研究背景及意义16
- 1.6 主要研究内容16-18
- 第二章 CaO/Al_2O_3催化制备生物柴油工艺18-29
- 2.1 材料与仪器18-19
- 2.1.1 实验试剂18
- 2.1.2 主要仪器18-19
- 2.2 固体催化剂 CaO/Al_2O_3制备19
- 2.2.1 催化剂的制备方法19
- 2.2.2 催化剂的表征19
- 2.3 生物柴油的制备19-21
- 2.3.1 生物柴油的制备方法19-20
- 2.3.2 生物柴油的测定20
- 2.3.3 实验设计20-21
- 2.4 结果与讨论21-28
- 2.4.1 催化剂制备工艺21-24
- 2.4.2 生物柴油的合成工艺24-26
- 2.4.3 催化剂的重复使用26-27
- 2.4.4 不同负载型 CaO 催化剂的比较27-28
- 2.5 本章小结28-29
- 第三章 Li_2O/CaO 催化制备生物柴油工艺研究29-39
- 3.1 材料与仪器29-30
- 3.1.1 试剂29
- 3.1.2 主要仪器29-30
- 3.2 固体催化剂 Li_2O/CaO 的制备30
- 3.2.1 催化剂的制备方法30
- 3.2.2 催化剂的表征30
- 3.3 生物柴油的制备30-31
- 3.3.1 生物柴油的制备过程30
- 3.3.2 生物柴油的测定30
- 3.3.3 实验设计30-31
- 3.4 结果与讨论31-38
- 3.4.1 催化剂的制备工艺31-35
- 3.4.2 生物柴油的合成工艺35-38
- 3.4.3 催化剂的重复使用38
- 3.5 本章小结38-39
- 第四章 菜籽油酯交换反应动力学研究39-48
- 4.1 试剂与仪器39-40
- 4.1.1 实验试剂39
- 4.1.2 实验仪器39-40
- 4.2 实验部分40-41
- 4.2.1 样品的制备40
- 4.2.2 分析方法40-41
- 4.2.3 酯交换转化率测定41
- 4.3 结果与讨论41-47
- 4.3.1 动力学模型41-43
- 4.3.2 动力学参数的确定43-46
- 4.3.3 动力学参数的比较46-47
- 4.4 本章小结47-48
- 第五章 结论与展望48-50
- 5.1 结论48-49
- 5.2 展望49-50
- 参考文献50-54
- 附录 硕士期间主要成果54-55
- 致谢55
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李小立;生物柴油项目碳减排计算方法学应用研究[D];河北工程大学;2014年
本文关键词：固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。
本文编号：388504
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