文档介绍：分类号 TQ339 学校编号 10490
UDC 密级
武汉工程大学
硕士学位论文
题目: 生物柴油的连续化制备
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年月日
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年月日年月日
A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
Continuous Preparation of Biodiesel
Major : Chemical Technology
Candidate : Ma Jiayu
Supervisor : Professor Wang cunwen
Associate Professor Wang weiguo
Wuhan Institute of Technology
Wuhan, 430074, Hubei, China
April, 2008
摘要
生物柴油是一种新的生物质可再生能源,具有深远的经济效益与社会效益。目前国内外生产生物柴油主要采用间歇搅拌釜式反应器,并形成了一套较为成熟的工艺,但单位体积反应器内生产效率低。本论文采用管式反应器和逆流塔式反应器替代搅拌釜式反应器,以达到降低成本的目的。本文的研究内容和结论为:
(1)甲醇与植物油的混合状况对生物柴油的制备有重大影响,研究了填料对甲醇植物油混合状况的影响,实验结果表明:填料的加入,促进了甲醇植物油的混合。
(2)以KOH为催化剂,用食用大豆油为原料,在管式反应器中进行了生物柴油的连续化制备,研究了在不同的反应温度及停留时间下,填料对生物柴油收率的影响。实验表明:填料的加入,极大地提高了生物柴油的收率。
(3)自行设计了用于生物柴油连续化制备的塔式反应器,实现了油相与醇相在反应器内逆流接触。并以浓H2SO4为催化剂,棉籽油毛油为原料,在逆流塔式反应器中进行了生物柴油的连续化制备,考察了实验装置的稳定性和反应温度、停留时间、醇油摩尔比、催化剂的用量、塔板数对生物柴油收率的影响,得出了适宜的反应条件。结果表明:反应初始物料醇油摩尔比越低,停留时间越短,越容易达到稳态;塔板数越多,生物柴油收率越高;醇油摩尔比6:1,温度70℃,催化剂的用量为油品质量的7%,停留时间6h是酸催化的适宜反应条件,%。在同一实验条件下,对逆流塔式反应器与间歇搅拌釜式反应器进行了对比,实验结果显示了逆流塔式反应器的优越性。
(4)以NaOH为催化剂,在自制的塔式反应器中进行了生物柴油的连续化制备,考察了反应温度、停留时间、醇油摩尔比、催化剂的用量、甲醇含水量对生物柴油收率的影响,得出了适宜的反应条件。实验结果表明:工业甲醇经简单预处理后,与分析甲醇反应效果相近;醇油摩尔比7:1,温度65℃,%,停留时间3h是碱催化的适宜反应条件,在该条件下,%。
本文首次在酯交换反应体系中采用逆流塔式反应器,取得很好的效果,值得进一步研究和推广应用。
关键词:生物柴油;填料;混合状况;逆流塔式反应器;连续化操作;酯交换反应