二氧化硅负载硫酸铁催化剂上的酯化反应及其动力学研究
合集下载
- 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、"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、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)。
摘 要 通 过 溶 胶 一 胶 法 和 浸 渍 法 制 备 了二 氧 化 硅 负 载 的 硫 酸 铁 [e( O ) SO ] 凝 F S 3 i 催化 剂 , / 研
究 了 [e( O ) S0 ] F ,S 3 i :的焙烧温度 、 / 硫酸铁的负载量、 催化剂用量及 反应温 度对油酸乙酯合成的影
响 。用 积 分 法 研 究 了等 量 反 应 物 在 常 压 下 的 反 应 动 力学 。结 果 表 明 , 氧 化 硅 负 载 的 硫 酸 铁 催 化 二 剂 在 油 酸 和 乙醇 无溶 剂 条 件 下 的 酯 化 反 应 中具 有 良好 的 催 化 性 能 。 酯化 反 应 符 合 假 设 的 朗格 缪 尔 一 谢 尔 伍 德 ( — 机 理 , 服 从 准 二 级 反 应 动 力学 方 程 , 观 活 化 能 为 5 .0k/ l指 前 因 子 欣 LH) 且 表 04 J , mo
化 学试 剂 厂 生 产 ; 硝 酸( 5 ~ 6 %) 沈 阳化 浓 6% 8 , 学试 剂厂 生产 。
的 6 % ~ 7 %。 因此 , 催 化法 在 实 际应 用 中受 0 5 碱 到很大 限制 l。据统 计 , 物柴 油制备 成本 的 7 % 3 ] 生 5 左右 是 原料 成 本 , 因此 应 采 用廉 价 的 原料 以 降低 成 本 。廉 价 原 料 中( 油脚 、 如 餐饮 业 废 油 脂 、 煎 废 炸 油和非 食 用油 等 ) 的游 离脂 肪酸 含量 高 , 类 物 碱 质 不适 合 作 为 催化 剂 , 而酸 类 可 作 为 有效 的 催 化 剂 。酸催 化法 生产 生物 柴油 可 以采 用一 步催 化 法 和 两步 法 来 制 备生 物 柴 油 , 常用 的 酸 催 化 剂有 硫 酸、 酸、 盐 苯磺酸 和 磷酸 等 , 但存 在反 应温 度较 高 、 醇油 比高 、 蚀设 备和 污染环 境等 问题 ] 腐 。因此 , 研究环保、 高效 的 酯 化 催 化剂 成 为 利 用 廉价 原 料 生产 生物柴 油迫 切需要 解决 的问题 。 F S 酸 催 化 反 应 中 , 别是 在 高 酸 值 e( O )在 特
老化 2 , l0℃下干 燥 2 , 磨形 成 1 0 4h后 在 l 4h 研 0
目固体 。用 F S 表示 为 F ) e( O )( S 溶液浸 渍 2 , 4h
收稿 日期: 0 9 1-4 修改稿收到 日期 : 0 0O .O 2 0 —10 ; 2 1一12 。 作者 简介: 任立 国, 硕士学位, 男, 教授 。
为 1 2 0( l ) ・ ~。 . ×1 mo/ ~ h 2 L
关键 词: 溶胶. 凝胶 硫酸铁 固体酸 酯化 动力学
1 前
言
溶解 , 于从 反应 物 中分 离而 且 易流 失 。 目前 , 难 已
经开 发 了不 同载 体 负 载 的 F ,S 化 剂 【“。 e( O )催 I】
处理 中的应用和 改进生 产工艺奠 定理论基 础 。
2 实 验 21 试 剂 与仪器 .
正 硅酸 乙 酯 , 析 纯 , 分 天津 市光 复 精细 化 工研 究 所生 产 ; 丙醇 , 析 纯 , 阳市 东新 试 剂厂 生 异 分 沈 产 ;油酸 , 析 纯 , 阳新 西 试 剂 厂生 产 ; 水 乙 分 沈 无 醇 , 析纯 , 阳新化试 剂 厂生产 ; 合硫 酸铁 , 分 沈 水 分 析 纯 , 阳市 试 剂 五 厂 生 产 : H, 析 纯 , 州 沈 KO 分 锦
22 F 2S )SO2 . e(O43 i 固体酸 的制备 /
取 20m 0 L正硅酸 乙酯、 0 20mL异 丙醇 、 0 20mL 水 , 浓 硝酸 调 节 p 值 为 3 加 入 2 0mL水 , 用 H , 0 在
搅拌 下慢慢 加热 至 8 C, 解 3h得淡绿 色凝胶 , 0。 水
生 的 绿 色 能 源 —— 生 物 柴 油 成 为 世 界 各 国研 究 的 热 点_ 】 目前 , 物 柴 油 的 制 备 大 都 选 用 碱 】。 。 生 催 化 法 , 业 上 多 采 用 Na H和 KO 因 为 它 工 O H,
较 少 。本研 究用 溶胶. 凝胶 法和 浸渍法 制备二氧 化
石 油艨制 与记 二
基蠢愧 一 茸 t
刚 Ro № oc
zo 的酯 化反应及其 动力 学研 究
任立 国 高文艺 余济伟 , ,
( . 宁石 油化 工大 学 化 学 与 材料 科 学 学 院 , 顺 13 0 ;2 抚 顺石 化 公 司催 化 剂 厂 ) 1辽 抚 10 1 .
石 油价 格 的不 断 攀 升 、 物 质能 源 日益 短 缺 矿 以 及 大量 矿 物 质 能源 的使 用 给环 境 带 来 酸 雨 、 温
另外 , 酯化 反应 的动力学研 究涉 及到的 多是 一些短
链 醇或酸 , 而对长链 脂肪 酸酯化 反应的动 力学研究
室 效 应等 诸 多 危 害 , 使 对 环 境 友好 的清 洁 可再 促
硅 负 载 的 硫 酸铁 [e( O ) SO ] 体酸 催 化 剂 , F S 3 i 固 / 以油酸 与乙醇 的酯化 为模型 反应 , 究反应条件 的 研
们 的价 格 低廉 且 碱 催 化法 是 不 可 逆过 程 , 低 温 在 下 可 获 得较 高 产 率 , 但要 求原 料 中的 总游 离 脂 肪
酸 ( F ) 量 分 数 小 于 05 总 水 质量 分 数 在 F As 质 . %、 01 ~ 03 . % .%。为 了满 足这种 苛 刻的原 料 油规格 , 必 须 使用 高 的 精炼 油 , 种 油 的价 格 占最 终 成本 这
影响 以及反应 动力学 , 为该催化 剂在高 酸值原料 预