連續(xù)化超臨界萃取酯交換耦合制備生物柴油過程研究.pdf

1、隨著全球能源結(jié)構(gòu)的變化，可再生能源的結(jié)構(gòu)性和戰(zhàn)略性地位的確立，生物柴油(Biodiesel)作為一種潔凈的、可再生的替代能源，在全球范圍內(nèi)受到高度關(guān)注，其生產(chǎn)新方法、新技術(shù)和新工藝等不斷地被研究開發(fā)。
　　超臨界法制備生物柴油是一種簡單、高效、高收率、低污染的制備方法，傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)不僅反應(yīng)條件苛刻，而且總體產(chǎn)量低，能源利用效率低。本文在該方法的基礎(chǔ)上，探討了連續(xù)法制備生物柴油的工藝條件和主要參數(shù)分析，并通過添加微量的堿性催化劑進(jìn)

2、行工藝強(qiáng)化，以改善苛刻的反應(yīng)條件。同時，將超臨界連續(xù)法制備生物柴油技術(shù)與超臨界萃取生物油脂耦合，完成從原料到生物柴油的一步法工藝，實(shí)現(xiàn)就地取材、就地生產(chǎn)的可能性。主要內(nèi)容如下:
　　1.為了改善超臨界酯交換法批量生產(chǎn)工藝產(chǎn)量低、能源利用率低的缺點(diǎn)，進(jìn)行超臨界法制備生物柴油的連續(xù)工藝。以大豆油和甲醇為原料，分別考察了反應(yīng)時間、反應(yīng)壓力、醇油摩爾比、系統(tǒng)運(yùn)行時間以及流量對生物柴油產(chǎn)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度350℃、反應(yīng)壓力為

3、18MPa、醇油摩爾比為42∶1、醇油的進(jìn)料速度分別為0.18ml/min和0.10ml/min的條件下，反應(yīng)2小時系統(tǒng)達(dá)到最大值并穩(wěn)定，此時產(chǎn)率為72％;若進(jìn)一步減小流量至0.06ml/min和0.033ml/min，產(chǎn)率可達(dá)87.87％。
　　2.加入微量堿性催化劑對超臨界法制備生物柴油的工藝進(jìn)行強(qiáng)化，降低反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力。采用KOH為催化劑，考察了溫度、壓力、催化劑用量等參數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入0.1wt％的KOH，在醇

4、油摩爾比為24∶1、160℃、14MPa，醇油流量均為0.04ml/min的條件下，甲酯的產(chǎn)率可達(dá)到97.1％。
　　3.對超臨界CO2萃取植物油的工藝進(jìn)行初略探討，以大豆粉、大豆片為原料進(jìn)行萃取。發(fā)現(xiàn)在萃取溫度40℃、萃取壓力20MPa、CO2流量為2L/min的條件下萃取率和能耗能取得較好的平衡，此時萃取率最高可達(dá)80％左右;加入正己烷作為共溶劑可提高系統(tǒng)的萃取率。
　　4.嘗試將超臨界萃取與酯交換連續(xù)反應(yīng)進(jìn)行耦合，提高