超臨界反應耦合分離生物柴油反應器試驗研究.pdf

1、世界能源消耗的快速增加和日益嚴重的環(huán)境問題,使人們逐漸認識到,化石能源已不能維持人類的可持續(xù)發(fā)展,世界各國加快了化石能源替代能源的開發(fā)步伐。生物柴油因其優(yōu)良的燃燒性能、環(huán)保性能和可再生性,備受世界各國的關注,成為近年來研究的熱點。目前生物柴油產業(yè)還處于起步階段,制約其發(fā)展的主要因素是成本太高,據統(tǒng)計,生物柴油成本的75％-80％是原料成本。因此采用廉價原料是降低生物柴油成本,提高市場競爭力的有效途徑。
　　 目前生物柴油工業(yè)化生

2、產主要采用堿催化工藝,該工藝醇和油脂體系互不相容,傳質效果差,堿催化對原料要求較高,產品分離凈化困難,且產生大量廢液污染環(huán)境。超臨界法制備生物柴油是一種綠色環(huán)保的生產工藝,近年來成為研究的熱點。超臨界甲醇和油脂能很好的互溶,強化了酯交換傳質,大大提高了反應速率:超臨界法制備生物柴油不加任何催化劑就能獲得很高的產率,簡化了后續(xù)產品分離工藝；原料中游離脂肪酸和水分含量對超臨界酯交換反應幾乎沒有影響,因此該工藝能有效地利用廉價原料,如酸化油、

3、地溝油等,從而降低生物柴油的原料成本。
　　 本文實驗采用自行設計的反應器。反應器整體上是塔式結構,采用半連續(xù)操作,原料油一次性進料,甲醇從底部連續(xù)進料。該過程將反應分離耦合起來,甲醇從頂部排出時能及時的將反應生成的水攜帶出去,使反應向正向移動,提高了酯交換反應速率和油脂的轉化率。反應器內部設置有導流筒,上升的超臨界甲醇攪動油脂,使醇和油脂混合更好,反應更充分。甲醇連續(xù)進料,使反應器內的甲醇體系不斷更新。在總的醇油摩爾比較低的情

4、況下,局部醇油摩爾比達到較高的值,滿足超臨界酯交換反應的要求,從而降低超臨界甲醇酯交換反應的醇油比,降低甲醇消耗,降低生物柴油成本。
　　 本文以酸化油為原料,采用超臨界甲醇法來制備生物柴油。實驗研究了超臨界甲醇中酯交換反應的規(guī)律,考察了壓力、溫度、甲醇通入量,反應時間單因素對酯交換反應平衡轉化率和反應速率的影響,進行了正交試驗優(yōu)化工藝條件。實驗結果表明:在試驗范圍內各因素對酯交換反應影響大小依次為:反應時間>反應溫度>甲醇通入