钙基非均相碱催化酯交换生产生物柴油的性能与机理研究
发布时间：2021-05-12 02:45
积极发展生物柴油等可再生能源可改善我国“富煤贫油少气”的能源消费与储备格局,以均相碱催化酯交换为主的生物柴油商业生产工艺耗能高且污染环境。常规钙基非均相碱催化剂能够避免上述问题,但其催化活性低。因此,本文制备了基于锶改性及电石渣（carbide slag, CS）的环保、廉价和高效的钙基非均相碱酯交换催化剂。本文以基于锶改性和CS的钙基非均相碱催化剂为研究对象,从酯交换热力学计算、催化剂表征、反应条件影响规律和产物生物柴油的理化性质等方面出发,研究这两种钙基非均相碱催化酯交换的反应特性和机理。采用基团贡献法和经验公式对原料油主要成分亚油酸和油酸的酯交换反应进行热力学计算。酯交换反应由连续三个可逆反应组成,即甘油三酸酯生成甘油二酸酯的R1、甘油二酸酯生成甘油单酸酯的R2和甘油单酸酯生成甘油的R3。在298-498 K范围内,R3的反应焓、反应熵和吉布斯自由能随温度的增加而逐渐增大,放热量逐渐减少后吸热量逐渐增大,酯交换系统向外界提供的能量减少,反应逆向进行程度增加；R1和R2的平衡常数随温度的增加而逐渐增大,反应逆向进行程度增加。在298-428 K的低温段可促使反应正向进行,以花生油和...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 生物柴油生产工艺的研究现状
1.2.1 生物柴油简介
1.2.2 生物柴油生产的原料油
1.2.3 生物柴油的生产方法
1.3 非均相碱酯交换催化剂
1.3.1 非均相碱催化剂的优势
1.3.2 非均相碱催化酯交换的研究现状
1.3.3 锶改性和电石渣催化酯交换反应的可行性
1.4 立题依据与研究内容
2 实验与方法
2.1 实验系统与材料
2.1.1 实验系统与方法
2.1.2 实验材料
2.2 催化剂表征仪器与方法
2.3 原料油成分分析与理化指标
2.4 本章小结
3 酯交换热力学计算
3.1 酯交换组分热力学参数
3.2 酯交换子反应热力学参数
3.3 温度对热力学参数的影响规律
3.3.1 温度对反应焓的影响
3.3.2 温度对反应熵的影响
3.3.3 温度对反应吉布斯自由能的影响
3.3.4 温度对反应平衡常数的影响
3.4 本章小结
4 常规碱催化酯交换反应规律分析
4.1 NaOH催化酯交换的规律分析
4.2 KOH催化酯交操的规律分析
4.3 CaO催化酯交换的规律分析
4.4 SrO/CaO制备优化及催化酯交换规律
4.4.1 SrO/CaO制备条件的优化
4.4.2 SrO/CaO催化酯交换的规律分析
4.5 本章小结
5 电石渣催化酯交换反应规律与机理分析
5.1 电石渣催化酯交换的规律分析
5.1.1 电石渣的表征分析
5.1.2 酯交换反应预测模型
5.1.3 反应因素的交互影响规律
5.2 不同煅烧温度电石渣催化酯交换的规律分析
5.2.1 不同煅烧温度电石渣的表征分析
5.2.2 反应因素的影响规律
5.2.3 酯交换反应动力学模型
5.3 KF/CS催化酯交换的规律分析
5.3.1 KF/CS的表征分析
5.3.2 反应条件的影响规律
5.4 CSA催化酯交换的规律分析
5.4.1 CSA的表征分析
5.4.2 反应因素的影响规律
5.5 电石渣催化酯交换反应机理分析
5.5.1 电石渣催化酯交换机理
5.5.2 电石渣中杂质的影响
5.6 本章小结
6 生物柴油理化特性
6.1 生物柴油的理化指标
6.2 生物柴油热解特性
6.2.1 生物柴油成分分析
6.2.2 生物柴油热解特性
6.3 生物柴油燃烧特性
6.4 本章小结
7 全文总结与建议
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 未来研究建议
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要成果
ENGLISH PAPER
Paper Ⅰ:An optimization study on transesterification catalyzed by the activated carbideslag through the response surface methodology
Paper Ⅱ:A study on the catalytic performance of carbide slag in transesterification andthe calculation of kinetic parameters
附表
本文编号：3182581
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 生物柴油生产工艺的研究现状
1.2.1 生物柴油简介
1.2.2 生物柴油生产的原料油
1.2.3 生物柴油的生产方法
1.3 非均相碱酯交换催化剂
1.3.1 非均相碱催化剂的优势
1.3.2 非均相碱催化酯交换的研究现状
1.3.3 锶改性和电石渣催化酯交换反应的可行性
1.4 立题依据与研究内容
2 实验与方法
2.1 实验系统与材料
2.1.1 实验系统与方法
2.1.2 实验材料
2.2 催化剂表征仪器与方法
2.3 原料油成分分析与理化指标
2.4 本章小结
3 酯交换热力学计算
3.1 酯交换组分热力学参数
3.2 酯交换子反应热力学参数
3.3 温度对热力学参数的影响规律
3.3.1 温度对反应焓的影响
3.3.2 温度对反应熵的影响
3.3.3 温度对反应吉布斯自由能的影响
3.3.4 温度对反应平衡常数的影响
3.4 本章小结
4 常规碱催化酯交换反应规律分析
4.1 NaOH催化酯交换的规律分析
4.2 KOH催化酯交操的规律分析
4.3 CaO催化酯交换的规律分析
4.4 SrO/CaO制备优化及催化酯交换规律
4.4.1 SrO/CaO制备条件的优化
4.4.2 SrO/CaO催化酯交换的规律分析
4.5 本章小结
5 电石渣催化酯交换反应规律与机理分析
5.1 电石渣催化酯交换的规律分析
5.1.1 电石渣的表征分析
5.1.2 酯交换反应预测模型
5.1.3 反应因素的交互影响规律
5.2 不同煅烧温度电石渣催化酯交换的规律分析
5.2.1 不同煅烧温度电石渣的表征分析
5.2.2 反应因素的影响规律
5.2.3 酯交换反应动力学模型
5.3 KF/CS催化酯交换的规律分析
5.3.1 KF/CS的表征分析
5.3.2 反应条件的影响规律
5.4 CSA催化酯交换的规律分析
5.4.1 CSA的表征分析
5.4.2 反应因素的影响规律
5.5 电石渣催化酯交换反应机理分析
5.5.1 电石渣催化酯交换机理
5.5.2 电石渣中杂质的影响
5.6 本章小结
6 生物柴油理化特性
6.1 生物柴油的理化指标
6.2 生物柴油热解特性
6.2.1 生物柴油成分分析
6.2.2 生物柴油热解特性
6.3 生物柴油燃烧特性
6.4 本章小结
7 全文总结与建议
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 未来研究建议
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要成果
ENGLISH PAPER
Paper Ⅰ:An optimization study on transesterification catalyzed by the activated carbideslag through the response surface methodology
Paper Ⅱ:A study on the catalytic performance of carbide slag in transesterification andthe calculation of kinetic parameters
附表
本文编号：3182581
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3182581.html
