Epoxidation of Unsaturated Fatty Acid Methyl Esters in the Presence of SO_3H-functional Brφnsted Acidic Ionic Liquid as Catalyst

The epoxidation of unsaturated fatty acid methyl esters(FAMEs)by peroxyacetic acid generated in situ from hydrogen peroxide and acetic acid was studied in the presence of SO3H-functional Brnsted acidic ionic liquid (IL)[C3SO3HMIM][HSO4]as catalyst.The effects of hydrogen peroxide/ethylenic unsaturation ratio,acetic acid concentration,IL concentration,recycling of the IL catalyst,and temperature on the conversion to oxirane were studied.The kinetics and thermodynamics of unsaturated FAMEs epoxidation and the kinetics of oxirane cleavage of the epoxidized FAMEs by acetic acid were also studied.The conversion of ethylenic unsaturation group to oxirane, the reaction rate of the conversion to oxirane,and the rate of hydrolysis(oxirane cleavage)were higher by using the IL catalyst.

大豆油脚浸出油制备生物柴油及性能研究

大豆油脚浸出油与甲醇在催化剂KOH作用下通过酯交换反应制得生物柴油(BDF)。用气相色谱法跟踪研究醇油摩尔比、反应温度、反应时间及催化剂用量对产物生物柴油浓度的影响,正交实验得到大豆油脚浸出油制备生物柴油最佳工艺条件为:反应温度45℃、催化剂用量1%、醇油摩尔比6∶1、反应时间45 min,生物柴油含量为96.8%。生物柴油的主要性能指标符合0#柴油标准(GB 252-1994)。考察了大豆油脚浸出油酯交换反应的动力学,由实验数据绘制的动力学曲线呈现出酯交换反应在开始阶段为二级反应,并逐步转变为一级反应,反应后期为零级反应。由动力学实验数据求出酯交换反应的动力学参数,酯交换反应的活化能为47.71 kJ/mol,频率因子为6.01×107L/(mol.min)。

几种脂肪酸甲酯的热解特性及动力学研究

采用热重分析法研究了硬脂酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯在氮气气氛中的热分解特性,并采用Coats-Redfern积分法对硬脂酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯的热分解过程进行动力学分析,建立热分解模型。结果表明:硬脂酸甲酯和油酸甲酯的热分解过程表现为简单的一步分解,而亚油酸甲酯则呈现出较复杂的两步分解过程;随着升温速率提高,热分解区间向高温区移动,热分解活化能和指前因子呈现出较好的动力学补偿效应,且在不同升温速率下具有不同的热分解反应机理函数;模拟计算的热分解率与实验数据误差基本在10%左右。动力学模型能够很好地预测各脂肪酸甲酯热分解过程,为进一步扩大试验和生物柴油应用中的高温热分解衰变模型提供理论依据。

高自由酸油脂甲酯化反应动力学与相分离模拟

为了降低生物柴油的生产成本、提高过程效率,研究了高自由脂肪酸油脂一步法制取脂肪酸甲酯的催化剂体系。提出水解-酯化耦合反应机理,建立拟均相催化反应动力学模型,并借助多物理场模拟软件COMSOL Multiphy-sics和流程模拟软件Aspen Plus 11对甘油水混合物与脂肪酸甲酯的分离过程和相平衡进行模拟研究。结果表明:采用十二烷基苯磺酸-硫酸催化体系,可在较温和条件下实现由脂肪酸-油脂混合物通过水解-酯化耦合一步法制取脂肪酸甲酯,产品收率达到96%以上。动力学模型分析表明,耦合过程水解和酯化的活化能分别为78.78 kJ/mol和68.7 kJ/mol。针对烧瓶内酯化体系的分离过程模拟表明,甘油-水混合物与脂肪酸甲酯物料分离仅需10 s。相平衡模拟得出,甘油在两相间的分配系数超过10000。

脂肪酸甲酯环氧化反应机理及动力学研究

以脂肪酸甲酯为原料,对甲酸/过氧酸法制备环氧脂肪酸甲酯过程中的环氧化反应动力学进行了研究,建立了表观总包反应动力学模型,并揭示了脂肪酸甲酯环氧化反应机理。结果表明,此环氧化反应由双键环氧化、酸性条件环氧键开环以及环氧键水解三个基元反应耦合而成。通过对比各基元反应的动力学参数发现,双键环氧化和环氧键开环反应同步发生,双键环氧化反应速率为总包反应控速步骤,环氧键水解并未产生明显开环作用。此外,对最优工况进行了探究,可为工艺优化设计提供一定的指导意义。

长链不饱和脂肪酸甲酯的臭氧化反应

Ozonization processes of 15 tetracosenoic acid methyl ester(TAE) and 9 octadecenoic acid methyl ester(OAE) obtained from Malania Oleifera Chum oil have been monitored by combined gas chromato graphy mass spectrometry(GC MS) or gas chromatography(GC). The effect of reaction temperature and solvent( heptane , toluene, n butyl acetate, ethanol, and heptane ethanol) on the ozonization selectivity of TAE and OAE were investigated. The results show that TAE has good selectivity in heptane because of its small dielectric constant. The k TAE / k OAE of the ozonization reaction decreased with the increase of ethanol in heptane ethanol , whereas the ozonization selectivities of TAE and OAE reduced with the increase of the reaction temperature .

脂肪酸甲酯在甲酸自催化体系中的环氧化和开环反应动力学研究

环氧脂肪酸甲酯是一种性能优良的塑料增塑剂,研究了环氧脂肪酸甲酯合成过程中脂肪酸甲酯在甲酸自催化体系中的环氧化和开环反应动力学。在环氧化反应中,双键和过氧甲酸的反应级数分别为1.43级和1级,反应活化能为56.3 kJ/mol;在环氧基团的开环反应中,水对开环反应的作用非常微弱,体系中甲酸对开环反应起主导作用;实验得到在环氧基团和甲酸的开环反应中,环氧基团和甲酸的反应级数分别为1级和1.85级,反应活化能为94.7kJ/mol。

主碳链长度对脂肪酸甲酯扩散火焰碳烟生成及其演变规律的影响

研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯的同轴层流扩散火焰中碳烟的生成及其演变规律的影响.针对丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯扩散火焰,采用激光诱导炽光法,结合热泳探针取样后的透射电子显微镜图像,分析火焰中碳烟体积分数的2维分布及碳烟颗粒的形貌特征.实验结果表明:随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯扩散火焰的碳烟体积分数增大,碳烟的生成与积聚更为提前,表面生长速率更快;通过化学反应动力学模拟3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应,验证了激光诱导炽光法的实验结果;随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯的热解起始温度有所降低,C2H2、C2H4等中间物质的产生有所增加,多环芳香烃的生成速率更快;通过对苯环生成路径的敏感性分析可知,在丁酸甲酯热解中,第1个苯环的形成主要为C4+C2的生成路径,而辛酸甲酯、癸酸甲酯热解中苯的形成有C4+C2、C3+C3两种生成路径,且C3+C3生成路径占主导地位.

长链不饱和脂肪酸甲酯臭氧化反应速率常数的测定

用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)跟踪测定苯乙烯和β-蒎烯与长链不饱和脂肪酸甲酯混合物的臭氧反应过程,根据竞争反应动力学方法计算了二十四碳烯-15-烯酸甲酯(TAE),二十二碳-13-烯酸甲酯(DAE)和十八碳-9-烯酸甲酯(OAE)的速率常数。结果表明,3种长链脂肪酸甲酯的反应速度快于苯乙烯和β-蒎烯,TAE,DAE和OAE以苯乙烯为参比物在乙酸丁酯中的速率常数分别为2.082×107cm3·mol-1·s-1、2.143×107cm3·mol-1·s-1和2.229×107cm3·mol-1·s-1。