PDF《超临界甲醇法连续制备生物柴油工艺研究》

第 源猿 卷第 圆期应摇 摇摇用摇 摇摇科摇 摇摇技灾燥造援源猿 翼援圆 圆园员远 年源月粤责责造蚤藻凿 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠 粤责则援 圆园员远 阅韵陨院 员园援员员怨怨员辕 赠赠噪躁援圆园员缘园源园员圆 网络出版地址院澡贼贼责院辕 辕 憎憎憎援糟灶噪蚤援灶藻贼辕 噪糟皂泽辕 凿藻贼葬蚤造辕 圆猿援员员怨员援哉援圆园员远园猿圆远援员愿园愿援园员园援澡贼皂造 超临界甲醇法连续制备生物柴油工艺研究 李琪袁银建中 大连理工大学 化工机械学院袁辽宁 大连 员员远园圆源 摘摇 要院作为清洁可再生的绿色能源袁生物柴油的制备技术和生产工艺引起越来越多的关注遥 在超临界甲醇制备生物柴 油工艺的基础上袁为了降低生产成本尧提高产品质量袁文中利用实验室自制的盘管式反应器连续化制备生物柴油袁通过考 察稳定时间尧反应温度和进料流量对产物产率的影响袁发现在 员圆园 皂蚤灶 后产率趋于稳定并达到最大值袁其随着温度的增 加尧进料流量的减小而增大遥 同时袁对超临界酯交换反应的热力学行为进行研究袁计算溶解度参数袁结果表明温度越高袁 反应物的溶解度参数越接近袁越有利于反应进行遥 关键词院生物柴油曰酯交换反应曰超临界甲醇曰超临界流体曰连续工艺曰热力学行为 中图分类号院栽运远摇 摇摇摇摇摇文献标志码院粤摇 摇摇摇摇摇文章编号院员园园怨鄄远苑员载渊圆园员远冤园圆鄄园苑缘鄄园源 粤 责则燥糟藻泽泽 枣燥则 糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽造赠 责则藻责葬则蚤灶早 遭蚤燥凿蚤藻泽藻造 遭赠 泽怎责藻则糟则蚤贼蚤糟葬造 皂藻贼澡葬灶燥造 蕴陨 匝蚤袁再陨晕 允蚤葬灶扎澡燥灶早 杂糟澡燥燥造 燥枣 悦澡藻皂蚤糟葬造 酝葬糟澡蚤灶藻则赠袁 阅葬造蚤葬灶 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠 燥枣 栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 阅葬造蚤葬灶 员员远园圆源袁 悦澡蚤灶葬 粤遭泽贼则葬糟贼院栽澡藻 责则藻责葬则葬贼蚤燥灶 贼藻糟澡灶燥造燥早赠 葬灶凿 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽 燥枣 遭蚤燥凿蚤藻泽藻造 澡葬增藻 凿则葬憎灶 早则藻葬贼 葬贼贼藻灶贼蚤燥灶援 糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽造赠援 陨灶 贼澡蚤泽 葬则贼蚤糟造藻袁 蚤灶 燥则凿藻则 贼燥 则藻凿怎糟藻 贼澡藻 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 糟燥泽贼袁 蚤皂责则燥增藻 贼澡藻 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 择怎葬造蚤贼赠 葬灶凿 遭藻灶藻枣蚤贼 贼澡藻 蚤灶凿怎泽贼则蚤葬造 责则燥鄄 凿怎糟贼蚤燥灶袁 贼澡藻 造葬遭燥则葬贼燥则蚤葬造 澡燥皂藻原皂葬凿藻 糟燥蚤造 则藻葬糟贼燥则 憎葬泽 怎泽藻凿 枣燥则 糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 燥枣 遭蚤燥凿蚤藻泽藻造 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 泽怎鄄 责藻则糟则蚤贼蚤糟葬造 皂藻贼澡葬灶燥造 责则燥凿怎糟贼蚤燥灶 责则燥糟藻泽泽 燥枣 遭蚤燥凿蚤藻泽藻造援 栽澡藻 蚤灶枣造怎藻灶糟藻 燥枣 泽贼葬遭蚤造蚤贼赠 贼蚤皂藻袁 则藻葬糟贼蚤燥灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 葬灶凿 枣藻藻凿 枣造燥憎 则葬贼藻 燥灶 贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣 遭蚤燥凿蚤藻泽藻造 憎葬泽 燥遭泽藻则增藻凿袁 泽澡燥憎蚤灶早 贼澡藻 赠蚤藻造凿 贼藻灶凿藻凿 贼燥 遭藻 泽贼葬遭造藻 葬灶凿 葬贼贼葬蚤灶藻凿 贼澡藻 皂葬曾蚤皂怎皂 葬枣鄄 贼藻则 员圆园 皂蚤灶援 栽澡藻 赠蚤藻造凿 蚤灶糟则藻葬泽藻凿 憎蚤贼澡 贼澡藻 蚤灶糟则藻葬泽藻 燥枣 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 葬灶凿 贼澡藻 凿藻糟则藻葬泽藻 燥枣 贼澡藻 枣藻藻凿 枣造燥憎 则葬贼藻援 粤贼 贼澡藻 泽葬皂藻 贼蚤皂藻袁 贼澡藻 贼澡藻则皂燥凿赠灶葬皂蚤糟泽 遭藻澡葬增蚤燥则 憎葬泽 泽贼怎凿蚤藻凿袁 葬灶凿 贼澡藻 泽燥造怎遭蚤造蚤贼赠 责葬则葬皂藻贼藻则泽 憎藻则藻 糟葬造糟怎造葬贼藻凿援 栽澡藻 澡蚤早澡藻则 贼澡藻 贼藻皂鄄 责藻则葬贼怎则藻袁 贼澡藻 糟造燥泽藻则 贼澡藻 泽燥造怎遭蚤造蚤贼赠 责葬则葬皂藻贼藻则泽 燥枣 则藻葬糟贼葬灶贼泽袁 葬灶凿 藻葬泽蚤藻则 贼燥 糟燥灶贼蚤灶怎藻 贼澡藻 则藻葬糟贼蚤燥灶援 运藻赠憎燥则凿泽院遭蚤燥凿蚤藻泽藻造曰 贼则葬灶泽藻泽贼藻则蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶曰 泽怎责藻则糟则蚤贼蚤糟葬造 皂藻贼澡葬灶燥造曰 泽怎责藻则糟则蚤贼蚤糟葬造 枣造怎蚤凿曰 糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽 责则燥糟藻泽泽曰 贼澡藻则皂燥凿赠鄄 灶葬皂蚤糟泽 遭藻澡葬增蚤燥则 收稿日期院圆园员缘鄄园源鄄园怨援摇 摇 网络出版日期院圆园员远鄄园猿鄄圆远援 作者简介院李琪渊员怨怨员鄄冤袁女袁硕士研究生曰 银建中渊员怨远源鄄冤袁男袁教授袁博士援 通信作者院银建中袁耘鄄皂葬蚤造院躁扎赠蚤灶岳 凿造怎贼援藻凿怎援糟灶援 摇摇生物柴油是以油脂和低碳醇为反应原料袁通过 酯交换反应制备而成的新型绿色燃料袁它的碳原子 个数尧物理性质和热值等方面与普通柴油相似袁是有 潜力可开发的替代能源咱员鄄猿暂 遥 酯交换法是目前应用 最广泛的制备方法遥 由于超临界流体的溶解能力 强尧扩散性好尧易于控制咱源暂 袁广泛应用在萃取尧化学 反应尧材料制备尧预处理等方面咱缘鄄苑暂 遥 超临界酯交换 法是指在超临界环境中甲醇和油脂发生酯交换反 应袁因其是均相反应速率快尧制备工艺简单而备受人 们关注咱愿鄄怨暂 遥 杂葬噪葬 等咱员园鄄员员暂 首次运用超临界酯交换法 制得生物柴油遥 再蚤灶 等咱员圆鄄员猿暂 在釜式反应器中采用少 量的碱性催化剂催化强化超临界酯交换反应袁降低 反应能耗袁提高反应产率遥 然而袁大量的工艺研究都 是针对于间歇化制备工艺袁为了节约反应成本尧提高 反应效率尧改善产物品质尧更有利于工业化生产袁文 中运用连续化制备工艺袁在实验室自制的盘管式反 应器中进行超临界甲醇与大豆油酯交换反应袁考察 稳定时间尧反应温度和进料流量对产物产率的影响袁 并运用热力学行为计算探究超临界酯交换反应的反 应机理遥 员摇 实验材料尧装置和分析方法 员援员摇 实验材料 摇摇原料院大豆油袁福临门一级大豆油曰甲醇尧正己 烷袁分析纯袁 天津基 准化 学 试剂 有 限公 司曰 氮气袁 怨怨援怨怨怨豫袁大连光明特气化工研究所遥 员援圆 摇 实验装置 摇摇文中采用的连续化反应装置流程如图 员 所示遥 连续酯交换反应在能够承受高温高压盘管式反应器 内进行袁反应器的尺寸为 椎猿皂皂 伊 园援缘员 皂皂袁圆 皂遥 反应物甲醇和大豆油按预设流量采用高压恒流泵经 过混合 怨尧预热 员园 后流入反应器 员员 内袁连续反应的 产物经冷凝 员苑 和反应出口 员怨 后收集遥 产物的后处 理过程为袁先进行减压蒸馏除去未反应的甲醇袁后在 分液漏斗中静置分离甘油袁最后采用高效气相色谱 分析法分析产物遥 连续反应体系的温度由人工智能 温度控制器 员圆尧圆员 程序升温控制袁压力由背压阀门 员愿 调节控制遥 员援甲醇储罐曰圆援大豆油储罐曰猿尧远援单向阀门曰源尧苑援高压恒流 泵曰缘尧愿尧员远尧员怨援针阀曰怨援混合装置曰员园援预热装置曰员员援反应装 置曰员圆尧圆员援温度控制器曰员猿援电阻炉曰员源援压力传感器曰员缘援温 度传感器曰员苑援冷凝装置曰员愿援背压阀门曰圆园援产品收集器 图 员摇 连续化反应装置流程 员援猿 摇 实验分析方法 摇摇生物柴油由多种脂肪酸甲酯混合而成袁组分复 杂袁目前国际上没有相应的标准分析样品袁通常采用 高效气相色谱渊早葬泽 糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠袁 郧悦冤和高效液相 色谱渊澡蚤早澡 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 造蚤择怎蚤凿 糟澡则燥皂葬贼燥早则葬责澡赠袁 匀孕蕴悦冤分析方法遥 文中使用安捷伦 远愿怨园晕 高效气 相色谱分析仪进行反应产物分析遥 气相色谱分析条件为院载气为高纯氮气袁分流模 式袁分流比为 源园院员袁总流速为 猿缘 皂蕴辕 皂蚤灶袁色谱分析 柱为 匀孕鄄缘 渊 缘豫 苯基二甲基硅氧烷冤 毛细管柱渊猿园 皂伊猿圆园 m皂伊园援圆缘 m皂冤袁前进样口后检测口袁 柱 箱温度为 圆苑园 °悦袁检测器为氢火焰离子化渊云陨阅冤 检 测器袁手动进样袁每次进样 园援源 m蕴遥 定义产物产率为 再越皂忆辕 皂伊员园园豫 越杂忆辕 杂伊员园园豫 式中院再 是产率袁豫曰皂忆是产物脂肪酸甲酯的含量袁早曰 皂 是大豆油完全甲酯化脂肪酸甲酯的含量袁早曰杂忆是 产物样品分析峰面积和曰杂 是标准样品分析峰面 积和遥 圆摇 结果和讨论 圆援员摇 稳定时间 在间歇化超临界酯交换反应工艺中袁反应体系 时间固定袁反应物在反应器内混合均匀袁稳定时间 短遥 然而袁连续化超临界酯交换反应工艺从开始到 稳定需要较长的时间遥 当反应温度为 圆愿园 °悦尧压力 为 员源 酝孕葬尧醇油物质的量之比为 源圆院员 时袁产物产率 随时间的变化情况如图 圆 所示遥 由图 圆 可看出袁实 验每 猿园 皂蚤灶 取样一次袁共进行 圆苑园 皂蚤灶袁在前员圆园 皂蚤灶 内产物产率随着时间的增长而增大袁在 员圆园 皂蚤灶 后 逐渐趋于稳定遥 该连续化反应体系在反应条件不变 的条件下袁至少需要 员圆园 皂蚤灶 生物柴油的产率才可 以稳定并趋于最大值遥 为了确保反应体系稳定尧数 据准确可靠袁取样时间应选择在 员圆园 皂蚤灶 以后遥 图 圆摇 连续制备工艺产物产率随时间的变化 圆援圆摇 反应温度 相对于反应压力对超临界法制备生物柴油产率 的影响袁反应温度对产率影响明显咱员源暂 袁反应温度是 影响化学反应速率的重要参数之一袁在其他反应条 件不变的情况下袁温度增加会使反应物分子能量增 大袁一部分能量较低分子变成活化分子袁更加有利于 反应物之间的接触碰撞遥 实验在醇油物质的量之比 源圆院员尧反应压力为 员源 酝孕葬 的条件下袁反应 员圆园 皂蚤灶 后取样袁温度原产率变化情况如图 猿 所示遥 图 猿摇 连续制备工艺温度对产物产率的影响 窑远苑窑应摇 摇摇用摇 摇摇科摇 摇摇技摇 摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇第源猿 卷在圆圆园 耀 圆缘园 °悦 内产物产率增加了 远援怨园豫袁在 圆缘园耀圆愿园 °悦 内产物产率.

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