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《固體酸催化酯化酸化油合成生物柴油的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、石油與天然氣化工114CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS20073固體酸催化酯化酸化油合成生物柴油的研究張海榮鄔國英林西平(江蘇工業(yè)學(xué)院江蘇省精細(xì)石油化工重點實驗室)2-摘要介紹了一種改性的SO4-TiO2/粘土固體酸催化劑,適用于工業(yè)精制脂肪酸和泔水2-2-油等酸化油原料制取生物柴油。改性的SO4-TiO2/粘土固體酸催化劑改變了SO4/粘土催化劑的酸性分布,酸性增強。正丁胺-TPD法的測試結(jié)果表明,它是一種中等強度的酸性催化劑。使用2-改性的SO4-TiO2/粘土固體酸催化劑合成生物柴油,反應(yīng)條件為
2、:反應(yīng)溫度70℃,醇油質(zhì)量比0.43∶1,催化劑用量為原料油投料用量的5%,反應(yīng)時間為6～8h(視原料酸值而定)。在規(guī)定的2-反應(yīng)條件下,使用工業(yè)精制脂肪酸原料,達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化率時,改性的SO4-TiO2/粘土固體酸催化劑可循環(huán)使用20次;使用泔水油為原料,須對原料和粗產(chǎn)品進(jìn)行精制,能得到合格產(chǎn)品。說明改2-性的SO4-TiO2/粘土固體酸催化劑的酯化催化活性和穩(wěn)定性好,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞酸化油生物柴油固體酸催化劑酸化油一般腐敗程度較高,主要來源于餐飲業(yè)1.1材料煎炸廢油和城市下水道中的泔腳油,由于其含有大泔水油(
3、酸值=137mgKOH/g):黑色,有腐味。[1～3]量游離脂肪酸、聚合物和分解物,所以對原料使用前減壓蒸餾脫水,控制水含量小于0.5%;工業(yè)要求苛刻的堿性催化劑(如Wright等人曾經(jīng)報道堿精制脂肪酸(酸值=197mgKOH/g,硫含量22μg/性催化劑要求原料無水,游離脂肪酸含量小于0.5g):乳白色;工業(yè)甲醇:純度≥99.0%。%)的酯化反應(yīng)很可能不能進(jìn)行,因為游離脂肪酸和堿的皂化反應(yīng)會嚴(yán)重影響酯化反應(yīng)[4～7]。鑒于1.2實驗方法2-此,作者采用SO4-TiO2/粘土固體酸作催化劑,對1.2.1固體酸催化劑的制備和酸
4、性表征酸化油(本文采用泔水油和工業(yè)精制脂肪酸為原(1)制備。將占固體量8%的硫酸和計算量的料)進(jìn)行酯化,發(fā)現(xiàn)不僅克服了堿性催化劑的上述水混勻后慢慢浸漬在粘土上,在40℃老化,60℃干不足,而且反應(yīng)活性高,不腐蝕反應(yīng)裝置,不污染環(huán)燥后,再于250℃焙燒得固體酸催化劑SO2-/粘土;4境,后處理簡單方便可以重復(fù)使用,利于工業(yè)化生產(chǎn)將占固體量8%的硫酸,加入到計算量的鈦酸酯醇2-是酯化反應(yīng)很有前途的催化劑。由于SO4-TiO2/溶液中,得到亮黃色液體物,然后慢慢浸漬在粘土2-粘土固體酸催化劑至今未見報道,因而SO4-上,在40℃老
5、化,60℃干燥后,再于250℃焙燒得改TiO2/粘土固體酸催化劑酯化酸化油的研究具有一2-性的固體酸催化劑SO4-TiO2/粘土。定的開創(chuàng)性。本文制備了一種固體酸催化劑,并用(2)正丁胺-TPD法的酸性表征。在一石英此催化劑催化酸化油與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)制備生物柴油,重點分析了固體酸催化劑的酸強度和酸密度樣品管中,裝填50mg試樣,在一定N2氣流速下,按以及酯化反應(yīng)的條件。10℃/min的速率程序升溫至150℃,保溫2h后降1實驗與方法至20℃;然后將氮氣切換通過置于0℃冰水浴內(nèi)盛3為江蘇省高技術(shù)研究基金資助項目(編號BG20
6、05325)。?1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第36卷第2期固體酸催化酯化酸化油合成生物柴油的研究115有正丁胺的飽和器,流過樣品管,使樣品吸附正丁胺至飽和,再切換成純N2吹掃1h后,使色譜基線走平直,最后以10℃/min的速率升溫至800℃,進(jìn)行程序升溫脫附。脫附產(chǎn)物用上海分析儀器廠1102T型氣相色譜儀在線檢測,通過數(shù)據(jù)處理得到TPD譜圖。TPD圖上峰值溫度的大小即酸強
7、度的強弱,峰面積即酸密度的大小。1.2.2生物柴油的制備與產(chǎn)品分析(1)生物柴油的制備。在裝有溫度計、攪拌器、分水器和回流冷凝器的250ml三口燒瓶中,加入一2-定量的固體酸催化劑、酸化油和工業(yè)甲醇,用恒溫槽明SO4/粘土催化劑只有弱酸和強酸活性中心,少控制加熱回流。反應(yīng)進(jìn)行4h后,減壓蒸出甲醇和有中強酸活性中心。強酸區(qū)的峰值位于644℃。在反應(yīng)生成的水。再加入等量的甲醇進(jìn)行二次酯化之127℃和219℃出現(xiàn)倒峰,可能與試驗條件下產(chǎn)生一2-反應(yīng)物酸值小于5mgKOH/g。反應(yīng)結(jié)束后,減壓蒸些輕的成分有關(guān)。SO4-TiO2/粘土
8、催化劑在三個餾,除去系統(tǒng)中甲醇和反應(yīng)生成的水,停止加熱和攪區(qū)域都發(fā)生明顯的正丁胺脫附現(xiàn)象。在104℃、拌,出料,過濾(催化劑回收繼續(xù)循環(huán)使用),濾液即233℃、322℃、436℃、603℃和767℃處有多個峰出為生物柴油。由于泔水油多為餐飲業(yè)產(chǎn)生的油炸廢現(xiàn),說明引入鈦組分后,表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜
