超臨界法制備生物柴油過(guò)程中相行為與制備工藝及機(jī)理研究.pdf

1、為緩解當(dāng)前能源和環(huán)境的雙重壓力，開(kāi)發(fā)環(huán)境友好、可再生的生物質(zhì)能源已經(jīng)成為世界的焦點(diǎn)。在眾多的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料中，生物柴油以其優(yōu)異的排放性能，且能直接應(yīng)用于現(xiàn)有柴油機(jī)而不改變其原有結(jié)構(gòu)和使用性能而備受關(guān)注。 超臨界法制備生物柴油是一種綠色高效的方法。甲醇一植物油的互溶性對(duì)其制備過(guò)程極其重要，本文測(cè)定了甲醇-油體系在高溫高壓下的溶解度數(shù)據(jù)，用Othmer-Tobias關(guān)聯(lián)式檢驗(yàn)了25～55℃范圍內(nèi)麻瘋樹(shù)油甲酯-甲醇-甘油體系的液-液相

2、平衡數(shù)據(jù)的可靠性，并用PR狀態(tài)方程關(guān)聯(lián)了所測(cè)的液液相平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果表明能很好地關(guān)聯(lián)近臨界狀態(tài)下甲醇與大豆油體系的液液相平衡數(shù)據(jù)。 本文在連續(xù)操作的管式反應(yīng)器中，以大豆油為原料在壓力11～19MPa，溫度240～400℃的超臨界甲醇條件下進(jìn)行工藝參數(shù)的研究?？疾炝嗽谶B續(xù)反應(yīng)條件下醇油摩爾比、壓力、溫度和停留時(shí)間對(duì)大豆油油脂收率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：較高的醇油摩爾比有利于油脂收率的提高，但當(dāng)醇油摩爾比超過(guò)40：1后提高醇油摩爾比對(duì)提

3、高油脂收率的影響不大；在11MPa～15MPa范圍內(nèi)，壓力升高對(duì)油脂收率影響很大，但高于15MPa后壓力對(duì)油脂收率的影響減弱；反應(yīng)濕度對(duì)油脂收率有著重要影響，在300℃以上隨著溫度的升高，油脂收率有較大幅度的上升，但溫度太高油脂會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)；醇油摩爾比40：1，溫度350℃，壓力15MPa，停留時(shí)間1000s是該實(shí)驗(yàn)獲得的最佳反應(yīng)條件，在該條件下油脂收率可達(dá)89％。 此外，本文還研究了微酸環(huán)境對(duì)超臨界法制備生物柴油過(guò)程影響并對(duì)

4、反應(yīng)過(guò)程機(jī)理進(jìn)行了初步的探索。實(shí)驗(yàn)表明，在微酸環(huán)境下，甲醇既是反應(yīng)物，也可能是催化劑。認(rèn)為超臨界甲醇法制備生物柴油，在反應(yīng)溫度280℃-350℃時(shí)，在原料油收率較低時(shí)，反應(yīng)存在著加速現(xiàn)象，在原料油轉(zhuǎn)化率較高時(shí)，存在著非正常降速現(xiàn)象，并據(jù)此現(xiàn)象推論出原料油轉(zhuǎn)化率較低與較高時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)均分為超臨界甲醇與油兩相。最后，通過(guò)在反應(yīng)體系內(nèi)加入共溶劑增加兩相的互溶度方法，對(duì)在原料油轉(zhuǎn)化率較低時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)分為超臨界甲醇相與油相推論合理性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)