Lipozyme TL100L催化米糠酸化油制备生物柴油的工艺研究

旨在为米糠酸化油的产业化应用提供参考,以米糠酸化油为原料,经丙酮提取预处理后,采用酶法催化制备生物柴油。通过单因素实验考察脂肪酶种类、酶添加量、醇油物质的量比和反应温度对生物柴油产率的影响,结合正交实验对生物柴油制备的工艺条件进行优化,并采用分子蒸馏对生物柴油进行精制,同时对精制生物柴油进行表征。结果表明:米糠酸化油经预处理后,过氧化值、谷维素及不皂化物含量无显著变化,酸值、皂化值显著升高,水分及挥发物含量、磷脂含量、灰分和皂含量显著降低;生物柴油制备的最优工艺条件为醇油物质的量比3∶1、液体脂肪酶LipozymeTL100L添加量4%、反应温度30℃、反应时间4h,在此条件下生物柴油产率达(86.77±0.54)%,经分子蒸馏纯化后脂肪酸甲酯含量达(97.00±0.04)%;精制生物柴油理化指标均符合GB25199—2017要求;傅里叶红外光谱分析证实了产物中含脂肪酸甲酯,热重分析表明精制生物柴油在178.0~293.2℃区间内失重最快,差示扫描量热分析表明-37.5~-47.2℃的峰与不饱和脂肪酸甲酯的晶体有关,-7.9~-3.7℃的峰与饱和脂肪酸甲酯的晶体相关,生物柴油的结晶起始温度为-8.87℃。综上,以米糠酸化油为原料采用酶法制备生物柴油具有极大的发展潜力。

中药渣水蒸气气化制备合成气研究

以中药渣为原料进行水蒸气气化实验,研究气化温度、水蒸气与生物质质量之比(S/B)对产气流量、气体产率、产气组分、碳转化率、燃气热值以及气化效率的影响。研究结果表明:气化温度的升高能够促进气化反应的进行,提高产气品质和气化效率;一定量的气化剂水蒸气可提高气化效率,但是过量的水蒸气会影响气化效果;气化温度为800℃,S/B为1.0时,气化效果最佳,气化效率高达72.91%;中药渣具备良好的水蒸气气化特性。研究结果可为中药渣资源利用提供理论参考。

东京野茉莉油制备生物柴油的工艺条件研究

研究了以东京野茉莉油制备生物柴油的工艺。试验结果表明:通过L16(45)正交试验确定东京野茉莉油酯交换反应的最佳工艺条件为:反应温度65℃,催化剂用量1.0%(质量分数),醇油量的比8∶1,反应时间60 min,搅拌速率700 r/min。在此条件下的生物柴油转化率为97.94%。对制备的生物柴油性能进行了检测,与我国0#柴油性能接近,是一种比较理想的0号柴油的替代品。

强酸性阳离子交换树脂催化合成棕榈酸甲酯

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂催化合成棕榈酸甲酯,考察了树脂类型、酸醇物质的量比、反应温度、催化剂用量、脱水剂无水CaCl2用量、反应时间和催化剂重复使用次数对棕榈酸转化率的影响。结果表明:NKC-9型树脂催化合成棕榈酸甲酯的效果较好;NKC-9型树脂催化反应的最佳条件为:酸醇物质的量比1∶2,反应温度70℃,催化剂用量50%(占棕榈酸质量),脱水剂无水CaCl2用量10%(占催化剂质量),反应时间3 h;在反应的最佳条件下,棕榈酸转化率可达95.36%;催化剂重复使用6次后棕榈酸转化率仍保持在90%以上。

生物柴油低温流动性能的改进研究

以地沟油和橡胶籽油为原料,制备相应生物柴油,测定其物化性能指标,地沟油生物柴油与橡胶籽油生物柴油的凝点与冷滤点分别是3℃、-1℃和6℃、2℃,40℃时运动粘度分别为5.78 mm2/s和5.0 mm2/s,其低温流动性能较差,严重影响了生物柴油使用和发展.考察了降凝剂I和降凝剂II对地沟油生物柴油与橡胶籽油生物柴油的低温流动性能,采用与低温流动特性较好的0#柴油调合混配可改进生物柴油低温流动特性,使生物柴油的凝点、冷滤点和运动粘度都能很好地得到改进.添加带有支链的油酸异丙酯可以很好地改进生物柴油的低温性能,但会使生物柴油运动粘度升高,选取适当的调合比例可以很好地改进生物柴油的低温流动性能.

生物质水热液化和炭化产物特性研究(英文)

分别选取稻杆,水葫芦,纤维素和木聚糖(生物质模型化合物)为原料,在反应釜中进行水热液化(300℃,30 min)和水热炭化(220℃,4 h)实验,对液化产物和炭化产物进行分析。结果表明,稻杆获得重油产率达最大值21.62%。纤维素,木聚糖和水葫芦的重油产率分别为15.00%,11.61%和12.19%。生物质化学组分对其重油产率和组分有着一定的影响。液态产物分别利用总有机碳分析仪(TOC)和气质联用仪(GC-MS)进行测定。表明重质油中主要含有酮类,酚类,醛类,醇类和少量的酸类化合物。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对水热炭化固态产物进行了形貌与结构表征,得到具有核壳结构的纳米微球。纤维素,水葫芦和稻杆有着较高的焦炭产率,最后对木聚糖的碳微球形成机理进行初探。

湿污泥热解残渣微观孔隙结构及吸附性能

采用管式炉热解反应器对不同含水率污泥开展高温热解制备残渣样品,采用氮气等温吸附/脱附法分析了含水率对残渣孔隙结构和表面形貌演变的影响规律,探讨了热解残渣作为废液中重金属和染料吸附剂的可行性.研究发现：与干污泥热解残渣相比,湿污泥热解残渣孔隙结构得到更充分发展,孔径2～10nm 的中孔数量明显增加,且在孔径3.75nm 出现单峰值.随着含水率增加至84%,,残渣BET 比表面积、累积总孔容积、微孔孔容等呈现减小、增大再减小的趋势;热解残渣对废液中Cu^2＋、Cr^6＋以及亚甲基蓝、孔雀石绿染料均有-定的吸附能力.

地沟油生物柴油氧化稳定性能的改进研究

以地沟油生物柴油为原料,研究了BHA、BHT、TBHQ、D-TBHQ、PG和OG等六种抗氧化剂、添加量及两两复配、测试温度、0#轻柴油添加量对其氧化稳定性能的影响.研究结果表明,六种抗氧化剂在其添加量为1 000 ppm对地沟油生物柴油氧化稳定性能均有一定提升,其中PG抗氧化效果最好,诱导期时间为10.32 h;在添加量较低时,BHA、BHT、PG与OG的抗氧化效果较好;而在添加量较高时,TBHQ与D-TBHQ的抗氧化效果较好.六种抗氧化剂对地沟油生物柴油的抗氧化效果顺序为PG>BHA>BHT>OG>D-TBHQ>TBHQ.PG与其他抗氧化剂复配后的抗氧化效果较好,而TBHQ与其他抗氧化剂复配后使其自身抗氧化效果降低.测试温度、0#轻柴油添加量对地沟油生物柴油的氧化稳定性能影响很大,随测试温度的升高,诱导期时间明显降低,降幅很大,而随着0#柴油添加量的增大,诱导期时间增大,尤其添加量较大时,诱导期时间增幅很大.

NKC-9干氢型树脂催化合成油酸甲酯

采用强酸性阳离子交换树脂作催化剂,对油酸和甲醇反应合成油酸甲酯的工艺进行研究。分别筛选了4种型号的树脂,其中以NKC-9干氢型树脂催化效果最好。考察了酸醇摩尔比、反应温度、催化剂用量、脱水剂用量、反应时间和催化剂重复使用性等因素对转化率的影响。结果表明:反应的适宜条件为酸醇摩尔比1∶2,反应温度70℃,催化剂用量为油酸质量的50%,脱水剂无水CaCl2用量为催化剂用量的10%,反应时间2 h。在此条件下,转化率可达93.85%。催化剂重复使用6次后转换率仍保持在90%以上。研究显示,采用NKC-9干氢型树脂催化合成油酸甲酯具有良好的工业应用潜力。

KOH/铝柱撑膨润土催化麻疯树油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备得到KOH/铝柱撑膨润土固体催化剂,催化麻疯树油酯交换制备生物柴油,探讨KOH负载量和酯交换反应条件对生物柴油转化率的影响及催化剂再生性能,并对催化剂进行SEM、XRD表征。结果表明:KOH/铝柱撑膨润土催化剂中最佳KOH负载量为15%;最佳麻疯树油酯交换条件为反应温度75℃、催化剂用量7%、反应时间3 h、醇油摩尔比25∶1。在最佳条件下,生物柴油转化率为99.2%;再生处理的催化剂催化酯交换反应,生物柴油转化率高达98%;铝柱撑膨润土经由等体积浸渍KOH处理后,颗粒粒径明显减小,排列更加紧密,其表面附着有鳞片状物质,催化剂具有较大的层间距,d001层间距为11.9 nm。

污水污泥高温热解残渣孔隙结构特性分析

采用管式炉开展了不同含水量污水污泥高温热解制取残渣试验,通过ASAP 2020型物理吸附仪测定了污泥热解残渣的比表面积及孔隙结构特征,阐明了水的质量分数对污泥热解残渣微观孔隙结构的影响.研究显示：高温热解促使固相物质的孔隙结构充分发展,尤以2-10nm的中孔相对数量增加显著,3.75nm左右的孔隙所占比例出现峰值,热解残渣的孔容和BET比表面积显著增加;污泥中水的质量分数增加,污泥残渣的孔径分布更加均匀,中孔范围内的较大孔（〉10nm）增多,则其残渣作为中孔范围内吸附剂可能性越大;BET比表面积、孔容、微孔比表面积和孔容均呈现先减小后增大再减小的过程.

生物柴油金属腐蚀安定性研究

文章考察了铜、铁、铝和不锈钢4种金属浸泡在菜籽油生物柴油(RME)中经受腐蚀后,生物柴油油品的物理化学性能变化情况,以期对生物柴油的腐蚀安定性作全面了解;同时,对市售0#柴油经受4种金属腐蚀试验后的理化性能进行研究。结果表明:在43℃下,4种金属浸泡60 d后,紫铜对生物柴油的理化性能影响最大,导致生物柴油的酸值增大约16.48倍,过氧化值增大约14.58倍,运动黏度增加率为18.84%;其他金属对生物柴油均有类似的影响,而0#柴油的理化性能变化不大。生物柴油对金属的化学腐蚀是导致生物柴油性能变化的主要原因之一。

油酸异丙酯的催化制备与动力学分析及其低温流动性

在自行设计的反应装置中,研究以对甲苯磺酸为催化剂制备油酸异丙酯的最佳反应条件:反应温度为80℃、反应时间为4 h、催化剂用量为3%、醇酸体积比为2∶1;对甲苯磺酸循环使用7次,活性很稳定。并对此酯化反应进行动力学分析,得出表观反应级数为1级,活化能Ea=24.0 k J/mol,频率因子A=611.1,反应动力学模型为-d CA/dt=611.1e -24000/RT CA。最后对油酸异丙酯及其与小桐子生物柴油混合物的低温流动性能进行研究,油酸异丙酯的凝点温度为-25.0℃、冷滤点温度为-14.5℃,运动粘度为6.18 mm2/s,采用与小桐子生物柴油调和的方法可以很好地改善生物柴油的低温性能和油酸异丙酯的流动性能。

低劣生物质制备生物甲烷的研究进展与展望

我国低劣生物质种类丰富、总量巨大,其中每年产生的城市垃圾、秸秆、禽畜粪便等低劣生物质达到3×109t之多,大量的原料基础为我国生物甲烷开发和利用提供了良好的条件。本文介绍低劣生物质制备生物甲烷在我国的发展现状,发展存在的问题和对策,重点介绍以生物甲烷为核心的一种可以使生物甲烷更加清洁高效、利用全面的环保型能源产业新模式。最后通过能源产业链延伸对生物甲烷利用的广阔前景进行了展望。

棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性

参照国家标准《发动机燃料铜片腐蚀试验方法》(GB/T378-1990),在温度为25℃和50℃条件下,研究棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性,同时考察了棉籽油甲酯和乙酯理化性质的变化,并与0#柴油作了对比。结果表明:在25和50℃条件下,腐蚀试验历时2个月,棉籽油甲酯、乙酯对铜片具有不同的腐蚀现象,且棉籽油甲酯比乙酯的腐蚀性更大。在温度25℃条件下,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.0926cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别提高10.4、1.44、1.13倍;温度升高到50℃时,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.4115cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别增加12.8、2.16、1.13倍。温度升高,铜片腐蚀加剧,油品性质变化增大,乙酯生物柴油也具有类似的变化趋势,而0#柴油对铜片几乎无腐蚀。铜片的腐蚀是由生物柴油变质导致的。该研究可为棉籽生物柴油的工业化应用提供腐蚀数据。

响应面法优化菜籽油毛油酯交换制备生物柴油生产工艺条件的实验研究

利用响应面法研究了菜籽油毛油酯交换法制备生物柴油的优化工艺条件.酯交换实验以菜籽油毛油和过量甲醇为原料,NaOH为催化剂,主要对反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量等三个因素进行了参数分析,找到了对酯交换反应影响最大的条件因素,并确定了最佳的工艺条件为:反应温度60°C、醇油摩尔比7.9:1、催化剂用量1.9 wt%.此时生物柴油的产率可达99%.

金属离子协同复合酶制剂对木薯发酵产乙醇的影响研究

某些金属离子对木薯发酵产乙醇用复合酶制剂具有激活作用,从而提高原料的降解率,最终提高出酒率。实验选取Mg2+、Fe2+、Mn2+、Co2+四种金属离子进行单因素实验研究,均具有显著效果,出酒率能提高1～4个百分点,其中Co2+效果最好。实验结果如下:对照组出酒率34.50%,Mg2+添加量为1.4mg/g(发酵醪液)时出酒率为37.30%,0.6mg/g Fe2+出酒率35.40%,0.2mg/g Mn2+出酒率36.7%,0.4mg/g Co2+出酒率38.00%.

串行流化床生物质气化合成二甲醚的模拟

以稻秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立了串行流化床生物质气化制取合成气合成二甲醚(DME)的模型,研究了不同气化温度、水蒸气与生物质的质量比(mS/mB)、DME合成温度、合成压力、吸收塔操作压力及吸收剂与DME的配比(nA/nD)对合成工艺的影响.结果表明:对于采用串行流化床生物质水蒸气气化技术制取DME的一步法合成系统,建议气化温度取750℃左右,mS/mB取0.3,DME合成温度取260℃,合成压力取4MPa,用水作吸收剂,吸收塔的操作压力控制在3～4MPa,nA/nD取0.5;在此工况下,1kg生物质(干燥基)所能产生的二甲醚物质的量约为6.1mol.

生物醇基燃料国内外技术进展

面对当代的能源危机,生物醇基燃料作为一种可再生的新型高效清洁能源引起了国内外的高度关注。介绍了生物醇基燃料的研究背景、性质、应用和优势及近十年国内外相关技术的进展等,同时也对一些新兴的生物醇基燃料制取技术做了简介,并对其目前所存在的问题解决方案和发展前景做了展望。

膨润土吸附精制粗生物柴油的工艺过程研究

为了提高碱催化酯交换工艺中粗生物柴油的精制效果,研究提出了膨润土吸附精制粗生物柴油的优化工艺。实验考察了膨润土用量、吸附温度和吸附时间对游离甘油和总甘油脱除效果的影响,测定了膨润土吸附游离甘油、单甘酯及二甘酯过程的动力学,并探讨了吸附精制过程的机理。结果表明,在膨润土用量为粗生物柴油质量的4%、吸附温度为60℃、吸附时间为40 min条件下,精制得到的生物柴油质量达到欧洲标准(EN 14214)要求,收率达到97.6%,效果明显优于传统的水洗精制法;膨润土吸附游离甘油、单甘酯及二甘酯过程动力学均符合拟二级动力学方程,其吸附活化能分别为27.1、28.2和31.8 k J·mol-1,为物理吸附;膨润土的吸附动力是其亲水性,亲水性强及分子小的游离甘油和皂先吸附,而亲水性较弱、分子较大的单甘酯及二甘酯后吸附,吸附剂分两批加入对精制过程有利。