用于生物柴油生产的非均相催化剂研究进展

通过综述各种固体酸、碱非均相催化剂的结构特性及在制备生物柴油中的应用研究,探讨了未来工业应用非均相催化剂的前景.     

固体酸催化生物柴油合成研究进展

综述了酯交换反应、酯化反应和甘油的醚化反应3类生物柴油合成方法的研究进展,评述了SO4^2-/SnO2、SO4^2-/ZrO2、B2O3/ZrO2、Mo-ZrO2、分子筛、阳离子交换树脂等固体酸在催化合成生物柴油过程中的催化特征．     

氢氧化钡催化蓖麻油酯交换制备生物柴油

以蓖麻油为原料,用氢氧化钡作为非均相碱催化剂,酯交换反应制备生物柴油.比较了氢氧化钡与其他典型催化剂催化的产率,研究了反应醇油摩尔比、催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响.结果表明,蓖麻油在以氢氧化钡为催化剂的酯交换反应中适宜条件为:醇油摩尔比为6∶1,蓖麻油与催化剂摩尔比为10∶1,反应时间20min,在此条件下生物柴油收率达98.35%.     

酯交换法制备生物柴油催化剂效用研究

生物柴油是一种具有环境友好型的可代替矿质燃料燃烧的新型绿色燃料。本文概述了生物柴油的制备方法特别是酯交换法中各种催化剂的特点与性能,以及各催化荆的催化效应。目前酯交换法制备生物柴油反应的催化剂有三大类：碱性催化剂．酸性催化荆和酶催化剂。碱性催化剂的主要特点是反应条件要求较低,反应较温和,生物柴油产率较高。酸性催化剂的主要特点是反应活性较高,对原油的酸值等参数要求不高,预处理部分脱胶等步骤可以简化或去除。酶催化剂反应较温和,对反应设备要求较低,不会产生皂化等副反应。目前最成熟、应用最广泛的是均相碱催化法制备生物柴油。     

固体杂多酸催化制备芸芥生物柴油

研制出清洁、环境友好的制备生物柴油的方法。以固体杂多酸Cs2.5H0.5PW12O40为非均相催化剂,芸芥植物油为原料,与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油。考查了反应时间、反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量及催化剂的使用次数对芸芥油转化率的影响。探究出制备生物柴油的最佳反应条件。与传统的均相催化剂(H2SO4、NaOH)相比,固体杂多酸Cs2.5H0.5PW12O40表现出相同的催化活性,并易于分离,可重复使用。而且杂多酸的催化活性不受芸芥油中游离脂肪酸和水含量的影响。可在短时间、低温(室温)条件下完成酯化反应。结果表明,耐水型Cs2.5H0.5PW12O40是制备生物柴油的环境友好型固体酸催化剂。芸芥生物柴油的各项指标符合美国生物柴油标准。     

山苍籽核仁油合成生物柴油研究

以山苍籽核仁油为原料,采用固体酸催化酯化-相转移催化酯交换反应合成生物柴油.从固体酸SO_4~2-/ZrO_2为催化剂进行酯化反应降低酸值,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)/NaOH为相转移催化剂进行酯交换反应,得到合成牛物柴油的优化工艺条件.研究结果表明,固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2催化酯化反应的最佳条件为:油重4%的SO_4~(2-)/ZrO_2,醇油摩尔比为10:1,温度为68℃,反应时间为4 h,原油酸值降到2.52 mg/g:该法相对浓硫酸催化酯化法具有不需耐酸设备、催化剂易回收、无废水排放等优点;相转移催化酯交换反应的最佳条件为:温度为25℃,0.5%的十六烷基三甲基溴化铵,油重1%的NaOH,醇油摩尔比为6:1,反应15 min,原油酯交换率达到97.6%;采用相转移催化技术,反应在常温下进行,大大减少了能耗,缩短了反应时间,具有的产业化前景.     

生物柴油绿色生产工艺研究进展

重点介绍了生物柴油的绿色生产工艺，包括非均相催化、超临界和加氢脱氧等工艺，以及针对生物柴油精制过程开发的真空蒸馏、分子蒸馏、超临界萃取精馏、微滤膜分离和吸附精炼工艺，最后对生物柴油未来的发展趋势进行了展望。     

以甲醇镁为非均相催化剂制备生物柴油

开发了以甲醇镁为非均相催化剂制备生物柴油的工艺流程,研究了相应的催化剂后处理工艺。采用该法制备生物柴油可同时副产甘油和氧化镁．粗生物柴油的精制过程比较简单,最终产品的主要性能可满足EN14214指标;副产品甘油回收容易,平均收率88．9％,品质达到工业级和化妆品级甘油指标;催化剂经处理转化为经济价值较高的氧化镁,镁平均回收率99．3％,实现了全部原料的综合利用,避免了废渣污染。     

超声波法制备生物柴油的研究

探讨了以菜籽油为原料,与甲醇反应,加入KF/CaO作为催化剂,经过超声波反应制备生物柴油的工艺条件,考察了超声波频率、醇油物质的量的配比、催化剂用量、反应时间等条件对反应的影响,实验结果表明该反应最佳的条件为:超声波频率为30KHz,醇油物质的量的配比为7:1,催化剂投加量为2.5%,反应时间为30min,产率达92.98%.对所得生物柴油的主要性能指标符合德国现阶段的生物柴油标准.     

非均相油脂酯交换法制备生物柴油工艺研究

以沉淀法制备了以水滑石为前驱体的Mg—Al复合氧化物催化剂。该系列催化剂活性受制备条件,如加料方式、煅烧温度、Mg/Al比等因素影响。反应工艺条件也是影响生物柴油收率的重要因素。该工艺操作简单,催化剂可回收再生,整个过程无污染,是个环境友好的过程。     

叔丁醇体系中动物油脂制备生物柴油

探讨了叔丁醇体系中脂肪酶Novozyme 435催化动物油脂制备生物柴油的新工艺。用猪油做原料,醇油摩尔比为5∶1, Novozyme 435用量3％（质量分数）,叔丁醇用量40％（体积分数）,50℃下240r/min反应24 h,生物柴油得率为95.2%。酶重复使用10批次后生物柴油得率仍保持在90%以上,结果表明新工艺条件下猪油可以有效转化为生物柴油,且脂肪酶能保持良好的稳定性。     

酯交换反应在制备生物柴油上的应用

生物柴油因其环境友好且可再生作为矿物柴油的替代燃料而备受关注，生物柴油主要通过均相酸碱催化、脂肪酶催化、超临界法和固体酸碱催化的酯交换反应制备得到，但各种制备方法各有优劣，均相酸碱催化法反应迅速，转化率高但存在后续处理复杂，污染严重等问题；脂肪酶催化法反应条件温和，对原料中的水和游离脂肪酸不敏感，不需要过量的甲醇参与反应，后续处理工序简单，但酶的成本过高，这是制约其商业化发展的最大阻碍；超临界法是制备生物柴油的新技术，反应迅速，不需要催化剂，油脂转化率非常高，但其反应需要高温高压且能耗很大；固体酸碱催化剂     

固体酸Zr(SO4)2·4H2O催化制备生物柴油

采用新型固体酸Zr(SO₄)₂·4H₂O替代传统的液体酸、碱催化剂，催化大豆油与甲醇的酯交换反应，制备生物柴油。考察了醇油摩尔比，催化剂用量，反应时间等因素对转化率的影响。采用气相色谱跟踪反应进程中各组分含量分布。优化出该反应最适宜的操作条件为：醇-油摩尔比6∶1，催化剂用量占原料油质量的3%，反应时间6h，反应温度65℃.在此条件下生物柴油的收率可达96.6%。制得的生物柴油与中国0^#柴油(GB 252—1994优级品)的主要性能指标接近。     

离子液体催化制备生物柴油的试验研究

制备了一种水溶性正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体,运用红外光谱、热重分析等方法对所制备离子液体进行表征,数据表明与预期结构相符.以该离子液体为催化剂催化小桐子油脂肪酸制备生物柴油,考察了试验反应温度、甲醇与小桐子油脂肪酸体积比、离子液体催化剂用量等因素对试验转化率的影响.结果表明在反应温度100 ℃、催化剂用量为小桐子油脂肪酸质量的6%、醇酸体积比1:1、反应时间75 min的条件下反应转化率可达96%以上.离子液体稳定性较好,循环使用6次依然保持较高的催化转化率.