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本文主要研究了以环氧大豆油和麻疯树油为原料,采用负载型固体碱非均相催化法制备生物柴油的相关技术。在使用大豆油作为原料的实验当中,首先使用等体积浸渍法制备负载型固体碱催化剂,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响,最终得到最佳制备工艺条件,并且在固定床反应器中进行实验,最后得到在连续固定床反应器中的最佳制备工艺条件;在使用麻疯树油作为原料的实验当中,首先使用共沉淀法制备和筛选所需要的水滑石,然后以水滑石作为载体并使用浸渍法制备和筛选出催化效果和性能最佳的催化剂,之后在反应器中以酯交换法催化麻疯树油制备生物柴油,考察了催化剂制备工艺和反应条件,最后得到最佳制备工艺条件,最后在微型反应器上研究了固定床催化连续化制备生物柴油的最佳制备工艺条件。
通过大豆油实验可以得到,采用浸渍法并在600℃焙烧3h,可以制得理想的高活性:KF/γ-Al2O3,固体碱的催化活性与催化剂的碱中心数目和碱中心强度有关。采用该催化剂,当催化剂负载量为72.68%(KF与γ-Al2O3质量比),醇与油摩尔比为12:1,催化剂用量为2%(催化剂质量与大豆油的质量比),反应温度为65℃,反应时间为3h时,生物柴油的收率可以达到99%以上;在固定床反应器上,通过实验得到最佳反应工艺为:催化剂负载量为74.67%(KF与γ-Al2O3质量比),反应温度为105℃,醇油摩尔比为9:1,液空速为1.2h-1,在此条件下,生物柴油收率可以达到92%。
通过麻疯树油实验可以得到,水滑石的最佳制备条件为:镁铝元素比为3:1并且不掺杂任何其他元素,焙烧温度为600℃,时间为3h;当催化剂负载量为50%(K2CO3与水滑石质量比),醇油摩尔比为12:1,催化剂用量为3%(催化剂与油的质量比),反应温度为65℃,反应时间为3h时,生物柴油的收率可以达到96.69%:在微型固定床反应器上,通过实验得到最佳反应工艺为:反应温度为140℃,醇油摩尔比为12:1,进料速度为0.1mL/min,在此条件下,生物柴油收率可以达到80%以上。