TiO_(2)催化剂改性方法对光热催化麻疯树籽油制备生物燃油的影响

为改善TiO_(2)在光热催化过程中催化效率不高及回收困难等问题,分别使用固体分散法和溶胶凝胶法将TiO_(2)与HZSM-5分子筛结合,并负载活性金属Pt制备Pt/TiO_(2)-HZSM-5催化剂,对两种催化剂进行X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附、高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外-可见光(UV-Vis)、X射线荧光(XRF)及吡啶-红外(Py-IR)表征,并用于光热催化麻疯树籽油加氢制备生物燃油中,考察两种改性催化剂的催化效果。结果表明:两种制备方法均可使TiO_(2)成功分散在HZSM-5分子筛表面,TiO_(2)的比表面积增加,HZSM-5分子筛孔容和孔径改变;改性后的催化剂衍射峰出现明显红移,对可见光的吸收能力提高,酸性位点增加;相比溶胶凝胶法,固体分散法制备的Pt/TiO_(2)-HZSM-5活性金属Pt分散度较好且无团聚现象,粒径更小,催化性能更优;在反应温度100℃、氢压0.4 MPa、反应时间12 h条件下,使用固体分散法制备的Pt/TiO_(2)-HZSM-5光热催化麻疯树籽油制备生物燃油的原料转化率达93.20%、C_(8)~C_(17)烷烃选择性达54.92%,该催化剂的重复利用实验结果表明,催化剂再生后C_(8)~C_(17)烷烃选择性随着再生次数的增加而下降,可再生能力有待加强。

麻疯树籽油溶剂萃取脱酸工艺的研究

用溶剂萃取麻疯树籽油中的游离脂肪酸,以降低其酸值。通过实验得到的最佳工艺条件为:以甲醇为溶剂,油与甲醇比为1∶2.0(W/V),温度32℃,萃取次数4次,每次萃取时间10min。在最佳条件下可将低温压榨麻疯树籽毛油酸值从10.48mgKOH/g降低到0.47mgKOH/g,基本达到后续工序对油品质的要求。该工艺与常规的碱炼脱酸相比,操作简单,毛油炼耗大大降低,且萃取后的甲醇可回收再利用,同时可直接得到质量好的副产品脂肪酸,有利于后续工序的进行。

生物柴油制备中原料麻疯树籽油预酯化条件的研究

生物柴油一般是通过天然油脂经过碱催化酯交换反应制得。以攀枝花地区的麻疯树籽油为原料,研究了KOH催化酯交换过程对原料油酸值的要求,以及麻疯树籽油性质对浓硫酸催化预酯化过程的适应性。研究发现,KOH催化酯交换过程中,原料油的酸值应控制在1.5 mgKOH/g以下以避免引起产品皂化;预酯化过程中,用油重1%的浓硫酸催化,当甲醇用量为油重12%时,原料油的酸值应小于20 mgKOH/g;随着原料中水分含量的增加,预酯化转化率下降;磷脂含量对于预酯化转化率影响不大,但应在1%以下才能便于后续分离。

麻疯树籽油超声波辅助酯交换反应的研究

以野生植物麻疯树籽油为原料,经脱胶、脱酸及脱水处理后进行超声波辅助酯交换反应,在超声波频率25 kHz,反应温度65℃,催化剂用量为油重的1.0%,醇油摩尔比7∶1,反应时间60m in条件下,麻疯树籽油酯交换转化率达到93.79%。在相同反应时间内和相同醇油摩尔比条件下,超声波辅助酯交换反应比无超声波反应的酯交换转化率高,同时也降低了催化剂的用量。

麻疯树籽油甲酯化工艺的研究

以低温压榨麻疯树籽油(经过水化脱胶、溶剂萃取脱酸和脱水,使油脂酸值在1 mgKOH/g以下,水分在0.1%以下。)为原料,甲醇钠作催化剂,考察了甲酯化反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间对麻疯树籽油甲酯转化率和得率的影响。经正交实验确定甲酯化最佳条件为:反应温度65℃,醇油摩尔比7∶1,反应时间60 min,催化剂用量为油重的0.9%。在最佳反应条件下,甲酯转化率为95.09%,产品得率为88.88%。反应产物经水洗、脱水并过滤后,即得脂肪酸甲酯。

高酸值麻疯树籽油制备生物柴油的杂多酸催化预酯化研究

以探索生物柴油制备中预酯化的绿色技术为目的,研究了杂多酸H3PW12O40催化预酯化高酸值麻疯树籽油。以单因素实验考察了酯化反应中各因素对酯化率的影响,得到H3PW12O40催化预酯化的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间3 h,醇油物质的量比9∶1,催化剂H3PW12O40用量1%。在最佳条件下,麻疯树籽油的酯化率为96.1%,酸值(KOH)降至0.61 mg/g。提出了高酸值麻疯树籽油制备生物柴油中杂多酸催化预酯化的工艺路线,分析显示工艺具有一定优势。

尿素包合法分离麻疯树籽油脂肪酸甲酯的研究

研究了尿素包合法分离麻疯树籽油脂肪酸甲酯中饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯的工艺条件。结果表明:采用95%乙醇作助溶剂,尿素与脂肪酸甲酯的质量比0.75∶1,包合温度10℃,包合时间20 h,经一次尿素包合后不饱和样品中不饱和脂肪酸甲酯相对含量从原料中的75.88%增加到95.95%;饱和样品中饱和脂肪酸甲酯的相对含量从原料中的23.85%增加到65.73%;二次包合后得到不饱和样品中不饱和脂肪酸甲酯的相对含量增加到98.92%。

固体碱催化剂X/Y/MgO/γ-Al_2O_3的研发及其催化麻疯树籽油制备生物柴油中试工艺条件的优选

通过大量筛选试验,优选出了高活性的固体碱催化剂X/Y/MgO/γ-Al2O3(Ⅰ),并对其制备条件和再生进行了优化和研究。同时以贵州产麻疯树籽油为原料,用上述催化剂通过酯交换反应制备生物柴油,进行了100 L反应釜中试放大。初步探索了酯交换反应制备生物柴油的中试工艺条件,得到中试的最佳工艺条件:催化剂加入量为麻疯树籽油质量的1%、醇油摩尔比10∶1、反应温度63~68℃、反应时间3 h。中试产品中甲酯的含量和收率均达96.50%以上,各项指标均达到欧洲标准EN 14214。

固体酸催化麻疯树籽油制备生物柴油

采用新型固体酸SO_4^(2-)/TiO_2-SiO_2替代传统的液体酸、碱催化剂,催化较高酸值麻疯树籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油。考察了搅拌速度、固体酸催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度、助溶剂等因素对产物中甲酯含量的影响。结果表明,固体酸催化剂对麻疯树籽油酯交换具有较好的催化活性和稳定性,产物与催化剂易于分离。在反应温度110℃,醇油摩尔比12∶1,固体酸催化剂用量为油质量的4%,搅拌速度600r/min,助溶剂正己烷与甲醇体积比1∶2条件下,反应3h产物中麻疯树籽油甲酯含量达到96.8%,反应10次甲酯含量维持在95%。

用于麻疯树籽油醇解的CaO/MgO固体碱催化剂的制备

采用等体积浸渍法制备了CaO/MgO固体碱催化剂,并将该催化剂用于麻疯树籽油酯交换以制备生物柴油。催化剂的最佳制备条件为:Ca(Ac)2浓度12%、浸渍时间6h、煅烧温度700℃。在实际反应体系中,催化剂粒度为80目时催化活性较高。在优化条件下,采用该催化剂催化麻疯树籽油与甲醇反应生成脂肪酸甲酯,转化率达到84.37%。

离子液体催化麻疯树籽油制备生物柴油工艺

离子液体作为绿色液体催化剂具有优良的性能而倍受关注,然而关于离子液体催化合成生物柴油的报道很少。文中以N-甲基咪唑、吡啶为原料,合成N-(4-磺酸基)苄基吡啶硫酸氢根盐离子液体,其结构经IR,1HNMR所证实;以该离子液体为催化剂,催化麻疯树籽油合成生物柴油。在单因子实验基础上,通过正交试验法对反应温度、催化剂的用量、反应时间和醇油摩尔比等影响合成生物柴油的因素进行了优化,同时也对离子液体的稳定性进行了检验。实验结果表明:在反应温度140℃、醇油摩尔比为15∶1、反应时间6 h和催化剂用量为油质量的5%工艺条件下,生物柴油产率可达89.9%,且离子液体的稳定性好,可循环使用5次。此方法制备的生物柴油的主要质量指标与国内外生物柴油生产标准接近。

固体酸SiO_2-Ti(SO_4)_2-Zr(SO_4)_2催化麻疯树籽油醇解反应的研究

通过溶胶-凝胶法制备了Si O2载体,所得载体再通过浸渍法制备得到负载Ti(SO4)2和Zr(SO4)2的复合型固体酸催化剂Si O2-Ti(SO4)2-Zr(SO4)2,利用热重分析(TG-DTG)和傅里叶红外光谱(FTIR)对催化剂的特性进行初步表征。此外,以转化率为指标,研究了复合型固体酸催化剂在麻疯树籽油醇解反应中的催化活性,并考察催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对醇解反应的影响。TG-DTG分析结果表明,催化剂的焙烧温度应选择300℃,此条件下可以制备催化活性较好的催化剂;FTIR表征结果表明,浸渍Ti(SO4)2和Zr(SO4)2后,该活性物质成功负载到Si O2载体表面。单因素实验结果表明最佳反应条件为:反应温度120℃,催化剂用量5%,醇油摩尔比15∶1,反应时间5 h;在此条件下,麻疯树籽油的转化率最高可达92.53%。

响应面法优化酶法提取麻疯树籽油工艺研究

该文报道酶法提取麻疯树籽油工艺,在单因素试验基础上,利用Box–Benhnken中心组合试验和响应面分析法(RSM),对影响麻疯树籽出油率关键因素进行优化探讨。结果表明,纤维素酶具有较好酶解能力,最佳工艺条件为:加酶量2.1%、酶解温度43℃、料液比1∶5(g/mL)、酶解时间3 h,麻疯树籽油得率可达80.71%,较无酶条件下得率提高20%。

麻疯树籽油制备生物柴油的工艺研究

试验研究了乙醇钠催化下麻疯树籽油与乙醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。通过正交试验和单因素试验发现,酯交换反应的最佳工艺条件为:催化剂用量为油重的1.5%,醇油物质的量比为15∶1,反应温度为78℃,反应时间为120 min;在此反应条件下,橡胶籽油转化率为89.28%。

溶剂萃取脱酸前后麻疯树籽油脂肪酸组成分析

用实验方法对脱酸后麻疯籽油中析出白色结晶物现象进行分析,认为该现象是因麻疯树籽油在溶剂中萃取脱酸时,处于分散状态各种脂肪酸在较低温度下(约为5-8℃左右)处于固体脂肪酸和液体脂肪酸熔点之间,固体脂肪酸凝固点高,呈晶体,液体脂肪酸凝固点低,呈液态,脂肪酸组成发生变化所致。用气相色谱法分析萃取脱酸后白色结晶物和液体麻疯籽油脂肪酸组成,有助于麻疯籽油进一步开发利用。

麻疯树籽油甲醇解反应体系相图的测绘

为提高反应效率和分离效果,对生物柴油反应体系相行为进行了研究。通过实验分别测定了甲醇-甘油-脂肪酸甲酯和甲醇-脂肪酸甲酯-麻疯树籽油的三元相图。结果表明,脂肪酸甲酯的存在可有效提高麻疯树籽油在甲醇中的溶解度,因此可在一定程度上改善传质效果;甲醇在甲酯相和甘油相之间的分配系数受到温度和甘油含量的显著影响,在低温下可更为彻底地分离甘油副产物,并降低甲醇回收的能耗。

麻疯树籽油生物柴油与0^#柴油的混配性质

目前,生物柴油主要用于与石化柴油制成混配物使用。混配物的性质对储运、使用产生重要影响。研究了两种来源的麻疯树籽油与甲醇进行酯交换反应制备得到的生物柴油与0#柴油混配物的密度、硫含量、运动黏度、冷滤点和闪点等性质。结果表明,混配物的密度随生物柴油体积分数增加呈线性增加;硫含量随生物柴油体积分数增加而线性减小;混配物的运动黏度可以根据生物柴油与石化柴油的密度、黏度及体积分数预测;混配物的闪点在生物柴油体积分数小于40%时随着生物柴油体积分数增加缓慢,在大于40%,特别是大于70%以后增加迅速。混配物的冷滤点相对麻疯树籽油生物柴油和0#柴油的冷滤点无明显变化。

麻疯树籽油制备生物柴油及应用研究

采用压榨法提取了麻疯树籽油,用GC/MS法分析了不同产地麻疯树籽油中的脂肪酸成分及含量。检测了麻疯树籽油甲酯的理化性质,并将其与石化柴油按一定比例混合后,检测了16项质量指标。结果显示,麻疯树籽出油率为39.8%,其脂肪酸主要成分是月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚油酸、亚麻酸,其中含油酸46.833%,亚油酸为28.500%,棕榈酸为19.767%,合计为95.1%。麻疯树籽油甲酯密度为0.885g/cm3,十六烷值为44.81,与柴油混配后,大部分指标均在标准范围内。

麻疯树籽油生产生物柴油产业化

麻疯树籽油是具有潜力的生产生物柴油原料。介绍以麻疯树籽油为原料生产生物柴油的技术及所得生物柴油产品性质,分析麻疯树籽油组成对生产工艺选择的影响及与性质的关系,指出综合开发利用麻疯树资源可有效提高以麻疯树籽油为原料生产生物柴油的竞争力,与石化柴油或其它生物柴油混配使用可平衡性质优劣,现有的两步法转化工艺和高温转化工艺可以很好地解决麻疯树籽油生产生物柴油的工艺问题。

响应面法优化麻疯树籽油加氢催化制备生物航空燃料工艺

以麻疯树籽油为原料,Pt/SAPO-11-mp为催化剂,通过单因素实验探究反应温度、反应压力、空速和氢油比(氢气与麻疯树籽油体积比,下同)对催化反应过程及航空燃料产物组分分布的影响。在单因素实验的基础上,以C8~C16烃比率为响应值,利用响应面法优化了反应参数。结果表明:最优工艺参数为反应温度406. 33℃、反应压力4. 3 MPa、空速1. 2 h-1、氢油比1 049. 71,在此条件下C8~C16烃比率为73. 96%。对产品进行了理化性能的检测,结果显示,产品的密度、铜片腐蚀、运动黏度、冰点、总酸价、总热值等指标均达到了《3号喷气燃料》的指标要求。