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固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究

作　者: 金超
导　师: 黄国林
学　校: 东华理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 固体催化剂 生物柴油 酯交换反应 反应动力学
分类号: TQ426
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


生物柴油作为绿色能源之一，正成为新型能源开发的热点。传统的生物柴油制备多采用均相催化剂，但该方法后期处理复杂。固体酸碱催化剂催化合成生物柴油时，易与产物分离和且对环境污染较少，很好克服了均相催化剂的不足，所以人们开始寻找制备成本低、催化效率高、重复利用好的固体催化剂。固体催化剂CaO/Al2O3和Li2O/CaO，与反应产物易分离且催化效率高，值得做深入的研究。本文系统研究了固体催化剂CaO/Al2O3和Li2O/CaO的制备与生物柴油制备的工艺条件，主要内容包括：采用浸渍法制备了固体酸催化剂CaO/Al2O3。系统研究了负载量、焙烧温度、焙烧时间等因素对催化剂活性的影响，得到制备催化剂适宜的工艺条件为：CaO负载量25%，焙烧温度700℃，焙烧时间5h。在此基础上，以菜籽油为原料，利用CaO/Al2O3催化制备生物柴油，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量6%，醇油摩尔比12:1，反应温度65℃，反应时间5h，转化率达到91.5%。采用浸渍法制备了固体碱催化剂Li2O/CaO。研究了负载量、焙烧温度、焙烧时间等因素对催化剂活性的影响，得到制备催化剂适宜的工艺条件为：负载量5%，焙烧温度600℃，焙烧时间5h。在此基础上，以菜籽油为原料，利用Li2O/CaO催化制备生物柴油，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量4%，醇油摩尔比10:1，反应温度65℃，反应时间80min，转化率为93.5%。系统研究了NaOH催化酯交换制备生物柴油的反应动力学，结果表明，酯交换反应基本遵循2级反应，338K下反应的速率方程为：-rA=0.7034C02.0249;研究了Li2O/CaO催化酯交换制备生物柴油的反应动力学，结果表明，菜籽油酯交换反应基本遵循1.4级反应，338K﹑328K下反应的速率方程分别为：-rA=0.0981C01.46915，-rA=0.0677C01.35078，反应活化能Ea=34.19KJ/moL。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 催化剂（触媒）
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