改性氧化钙催化制备生物柴油性能研究

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
* + #
应效率高 ) 操作 相 对 简 便 # 是 工 业 制 备 生 物 柴 油 的
!+ 主要手段 $ 特 别 是 固 体 碱 * 催 化 的 酯 交 换 过 程# 反
应条件温和 ) 催 化 剂 成 本 低 廉 且 反 应 效 率 较 高 ) 催 化剂与产物易 分 离 ) ຫໍສະໝຸດ Baidu 酸 废 碱 生 成 少 # 是 目 前 研 究 最多的反 应 体 系 & 氧 化 钙 价 格 便 宜 ) 碱 性 强 # 在 甲
& 另一方面 # 油脂在催化剂表面的吸附 和反
* ++
应都受到传 质 的 控 制
#催化剂活性位与反应物之
间有效接触的几率小 # 反应效率不如均相催化体系 # 因此提高整个催化 体 系 的 传 质 性 能 是 固 体 碱 催 化 体 系亟待解决的问题 & 笔者以市售氧化钙作为基体 # 溴乙烷为改性剂 # 采用化学键合法 对 其 表 面 进 行 修 饰 # 拟 提 高 氧 化 钙 在空气中以及反 应 体 系 中 的 稳 定 性 $ 同 时 通 过 改 善 氧化钙表面疏水 亲 油 性 # 以 促 进 反 应 物 相 在 氧 化 钙 表面的扩散 # 提 高 催 化 剂 活 性 位 点 的 利 用 率 # 从 而 加快非均相反应体系反应速率 &
# 1 ) 1 ' +7 * . 3 & . 0 2 + *& 3( & % ' 3 ' * %# O3 & .L ' & % ' * 5 * )7 . * . 1 ' & 2 : H
#_@NO= # # # ' @NO B / 6 U . 6 5 U . 6# I M JB . Q A@NOQ U . 7 O@G b / . 7 / 6 Q A@NOE / ( L Z L
石油学报 ! 石油加工 " ! " # ;年# " 月 !!!!
C ' @\ , ' ? G I , M= M N M C @! \ , ' ? G I , J< \ ? G C , = = M NO= , C ' M GN" !!! !!@ !!!! 第 $ " 卷第 & 期 !
文章编号 ! " # " " # % * 9 # : ! " # ; " & % " * # " % " 9
! / / , ) $ $ ) 7 $ ; . 1 " * 2 3, 7 $ ; . / # -5 2 . 2 $ $ * . 2 M . # 2! 7 . ) 9H 2 . I $ * 1 . " M . # 29 # " " + &#, 7 . 2 #" 6 +, &# 6 6# & &#
%@ U 8 6 5 1 . + 1 / U ) 8 R / Y (C . G8 . R . ) 5 RS 7 3R 3 . 6 5 ( 5 R ( 3 / S / 8 . R / 7 67 S( R U . 6 7 ). 6 V3 . ( 5 ( ( V7 / )T . 5 L 0. 0 4 3 ( . 3 ( VR 74 3 7 V K 8 (W / 7 V / ( 5 ( )W 7 6 V / 6 R U )W 3 7 / V (8 U ( / 8 . ) ) 65 K 3 S . 8 (7 SC . GX' U ( 4 4 0W L( 0 07 ? ^#= ,< . 6 VN 8 U . 3 . 8 R ( 3 / [ . R / 7 6 57 S7 V / S / ( VC . GT ( 3 (8 7 6 V K 8 R ( VW ' % M ?#b . 54 U 5 / 8 5 0P 0 ! L # . W 5 7 3 R / 7 6 X P 3 7 -R U (8 U . 3 . 8 R ( 3 / [ . R / 7 63 ( 5 K ) R 57 S7 V / S / ( VC . G/ RT . 5S 7 K 6 VR U . RR U (5 K 3 S . 8 (. 3 ( . 4 7 3 U 7 ) 7 6 VR U ( 3 . )5 R . W / ) / R S7 V / S / ( VC . GT ( 3 (/ 3 7 Y ( V. S R ( 37 V / S / 8 . R / 7 6T / R U) / R R ) ( 4 L 0. 07 4 / 6 S ) K ( 6 8 ( R 74 7 3 (V / 5 ( 3 5 / 7 67 SC . GX O 7 7 VT . R ( 3 % 3 ( 5 / 5 R . 6 8 (7 S7 V / S / ( VC . GT . 57 W R . / 6 ( V. 6 VU / U 4 L # W / 7 V / ( 5 ( ) / ( ) V 7 Y ( 3* #h # 5 R / ) )3 ( . / 6 ( V X_ / R UR U (C . G7 V / S / ( VW 5 / 6 2 #h ( R U )W 3 7 / V ( % 0 0K L" 0 ( R U . 6 7 )5 7 ) K R / 7 6. 58 . R . ) 5 R. 6 VK 6 V ( 3R U (7 R / K -8 7 6 V / R / 7 6 57 S3 ( . 8 R / 7 6R ( ( 3 . R K 3 (+ &g # 0 4 4 3 ( . 8 R / 7 6R / ($U# 8 . R . ) 5 RV 7 5 . (&h #( R U . 6 7 ) R 73 . ( 5 ( ( V7 / )7 ) . 33 . R / 7# &# R U (W / 7 V / ( 5 ( )0 / ( ) V 0 L 4 3 ( . 8 U ( V: & 2 : 9hX= . (W / 7 V / ( 5 ( )0 / ( ) V7 Y ( 3K 6 7 V / S / ( VC . G8 7 K ) VW (7 W R . / 6 ( VW 3 7 ) 7 6 / 6 04 L L 3 ( . 8 R / 7 6R / ( R 7&UX ' U (. / 64 3 7 ( 3 R / ( 57 S R U (4 3 ( . 3 ( VW / 7 V / ( 5 ( )( ( R R U (5 R . 6 V . 3 V 57 S, K 3 7 ( X 4 4 4 % $ $ $ < * & . % 5 ( R U )W 3 7 / V (5 K 3 S . 8 (7 V / S / 8 . R / 7 6 C . G W / 7 V / ( 5 ( ) 0 := !! 生物柴油 与 石 化 柴 油 相 比 # 具 有 无 毒 ) 硫 含 量 低 ) 燃烧排放污染少 ) 易生物降解 ) 可再生等优点 & 大力发展生物柴 油 对 经 济 可 持 续 发 展 ) 环 境 保 护 等 有着重要意义
>! 实验部分
> ? >! 原料 氧化钙 ! # 分 析 纯# 天 津 市 化 学 试 剂 三 厂 C . G" 产品 $ 无水甲 醇 # 分 析 纯 # 天 津 市 福 晨 化 学 试 剂 有 限公 司 产 品 $ 溴 乙 烷 # 化 学 纯 # 上 海 试 剂 厂 产 品 $ 氢氧化钠 # 分析 纯 # 天 津 市 耀 华 化 学 试 剂 有 限 责 任 公司产品 $ 菜 籽 油 # 一 级 # 陕 西 来 福 油 脂 有 限 公 司 产品 & > ? @! 催化剂的制备 取一定 量 C . G 用 研 钵 研 细# 置 于 马 福 炉 中 于 : " "g 煅烧 &U& 取 出 # 放 入 干 燥 器 中 备 用 & 以 无 水 甲醇为溶 剂 # 配 制 一 系 列 不 同 浓 度 的 溴 乙 烷 溶 液 & 将! 2 *L# " "## + " 目煅烧 C . G 放入 # " "I 单口烧 瓶中 # 加 入 ! 2 &I 溴 乙 烷 溶 液 # 磁 子 搅 拌 #+ &g 回流 ;U& 待 其 冷 却 后 抽 干 # 用 无 水 甲 醇 洗 涤 !# $ 次 # 烘干后得到改 性 C . G 催 化 剂# 装 入 干 燥 瓶 中 密封 # 待用 & > ? F! 催化剂吸湿率的测定 将C . G 以及 改 性 C . G 粉末同时平铺于干燥的 表面皿上 # 称量 后 置 于 水 蒸 气 饱 和 的 干 燥 器 中 & 每 隔! " 计算催化剂吸湿率 ! & ;U 取出称量 # 按式 ! # N"
第 & 期 !!
!!!! 改性氧化钙催化制备生物柴油性能研究 !!
* # #
醇中的溶解度很 小 # 成 为 生 物 柴 油 制 备 中 首 选 固 体 碱 & 但由于氧化钙表 面 对 水 和 二 氧 化 碳 的 吸 附 速 率 极快 # 容易受到反应 体 系 中 水 和 二 氧 化 碳 的 侵 蚀 而 失活
* + $ % &
外光谱仪 测 定 样 品 的 P ' % M ? 谱 #c ` 3压 片 法 制 样& 采用 ` 3 K D ( 3公司 ^ * @ ^ d@N C , 型 b 射线粉末衍射 仪进行 b # ? ^ 分析 #C K % 2 # # & " +6 -" & 射线源 ! (f" 管 电 压 ; " D d# 管 电 流 $ " -@& 采 用 日 本 A M ! '@ CA M公司 A M ! '@ CA M= ! ; & " " 型扫 描电 子 显 微镜分析样品形貌 ! & 采用 < = ,<" / 8 3 7 ( 3 / R / 8 5 公司 @ = @ \! " # " 型物理吸附仪测定样 品的 比表 面积 # 实 验前样品在 # ! "g 真空条件下预处理 $U# 采用 ` , ' 模型处理数据 & > ? J! 菜籽油的精制 向菜籽油中 加 入 氢 氧 化 钠 水 溶 液 # 充 分 搅 拌 后 静置分层 # 形成 皂 化 沉 淀 & 将 上 层 液 体 用 热 水 洗 涤 至中性 # 除 去 过 量 的 氢 氧 化 钠 # 干 燥 剂 干 燥 # 即 得 到精制菜籽油 & > ? K! 催化剂反应活性的评价 将一定量的改性 C . G 和无 水甲 醇加 入装 有回 流 搅拌装置的三口烧瓶中 # 水 浴 加 热 至 + &g # 充 分 搅 拌后加入精制菜 籽 油 恒 温 反 应 & 在 一 定 间 隔 时 间 内 取样 # 离心分离 除 去 催 化 剂 # 剩 余 液 体 减 压 蒸 馏 去 除多 余 甲 醇 # 得 透 明 亮 黄 色 生 物 柴 油 & 采 用 美 国 @ 6 / ) ( 6 R公 司 A \ % O C + * : "型气相色谱仪分析生物 L 柴油组成 & A\ % M NNG_@ b 毛细管色谱柱! $ " -] # 载气 N ' "I / 6# 分流比# "$ " 2 # &--" ! # 流量 $ 进样 口 温 度 ! ; "g # 检 测 器 温 度 $ " "g $ 内 标 法 定 " 计算生物柴油产 量 # 内标物为十七酸甲酯 & 按式 ! ! 率! & &"
改性氧化钙催化制备生物柴油性能研究
汤 ! 颖 王姗姗 刘 ! 亚 张 ! 昭 高晓青 张 ! 洁
! 西安石油大学 化学化工学院 # 陕西 西安 9 " # " " + &
摘要 以溴乙烷为改性剂 # 采用化学键合法对氧化钙进行表面改性 # 并对改性氧化钙进行 P ' % M ?)b ? ^)= ,<) 氮 气物理吸附表征 & 以改性氧化钙为催化剂催化菜籽油 甲醇酯交换反应制备 生 物 柴 油&结 果 表 明#改 性 氧 化 钙 比 表 % 面积较改性前有所提高 # 表面形貌发 生 了 较 大 改 变 # 但 改 性 过 程 对 氧 化 钙 的 孔 径 分 布 ) 物 相 结 构 以 及 分 散 状 态 影 响不明显 & 改性氧化钙具有良好的耐水性 # 在 ! h 含水反应体系中 # 生物柴油产率仍能保持 * # h 以上 & 采用 " 2 # h溴 乙 烷甲醇溶液改性的氧化钙为催化剂 # 在催化剂用量 &h ) 醇'油摩尔比 # &) 反应温度 + &g ) 反应时间 $U 条件下 # 生物柴油产率可达 : & 2 : 9h # 比相同条件下未改性氧化钙的 反 应 时 间 缩 短 !U& 所 制 备 的 生 物 柴 油 各 项 主 要 物 理 化 学性能指标均达到欧洲生物柴油标准 & 关 ! 键 ! 词 溴乙烷 $ 表面改性 $ 氧化钙 $ 生物柴油 中图分类号 ' % ' 2 / 5 5 6 2 # " " # % * 9 # : 2 ! " # ; 2 " & 2 " " * c +$'> + ; &!! 文献标识码 @!!% & ' # " 2 $ : + : H
&
在生产生物 柴 油 的 各 类 方 法 中 # 酯 交 换 法 的 反
! " # $ % " : % " ! ! 收稿日期
基金项目 国家自然科学基金项目 ! " ) 中国石油科技创新基金项目 ! " 和陕西省教育厅科研计划项目 ! " 资助 ! # $ " + # ; : ! " # ! ^ % & " " + % " ; " & ! " # $ E c " + ; + 通讯联系人 汤颖 # 女 # 副教授 # 博士 # 从事多相催化及清洁能源开发利用研究 $' %" % ( ) ! : % * * $ * ! + : $$, % . / ) R . 6 / 6 9 *!1 5 K 2 ( V K 2 8 6 L 0 L 0
相关文档
最新文档