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时间:2019-03-19
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1、武汉工程大学硕士学位论文强化传质反应器中酯化反应研究姓名:王雷申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:程健20090501摘要世界经济的飞速发展,能源消耗日益加剧,对开发环境友好、可再生的生物质能源已经迫在眉睫。生物柴油作为石化柴油的理想替代品,近年来成为世界各国新能源领域高技术竞争的热点和焦点。生物柴油是指由动植物油脂与甲醇经过酯交换得到的脂肪酸甲酯,其闪点、含硫量、烃含量和生物降解能力等方面都优于石化柴油,因此具有良好的应用前景。为了避免超临界甲醇制备生物柴油所需要的高压,本文设计了强化传质连续反应器,以油酸和大豆油两种不同原料,
2、通过反应器制取生物柴油,研究动力学变化规律。考察了反应温度、停留时间和醇/油摩尔比三因素对原料油在强化传质条件下酯化反应转化率的影响。实验结果表明:利用强化传质进行酯化反应比超临界甲醇法的条件要缓和许多,尤其压力和停留时间大大降低,获得不同的优化反应条件。油酸:反应温度为280℃,醇油摩尔比为14:l,停留时间为22s,此时原料的转化率高达98%以上。获得动力学参数,活化能Ea约为78.83KJ/mol,其反应级数为1。大豆油:反应温度为360℃,醇油摩尔比为40:1,停留时间为80s,转化率达到80%以上。动力学参数,活化能Ea约为2
3、9.34Ⅺ加ol,其反应级数为1.66。关键词:生物柴油;酯交换;强化传质;反应动力学AbstractW油thedevelopmentoftheworldeconomy,moreandmoreenergyisbeingconsumed.Itisveryimportanttodevelopthenovelrenewableandcleansubstituteenergyresources·Atpresent,thecompetitioninthefieldofnewenergytechnology。●’。‘。‘一●一otblodlesel
4、tocusesona1dealsubstituteforpetroleumdiesel.BiodieseliSmethylestersoffattyacidsproducedbytransesterificationreactionofvegetableoilandanimalfatwithmethan01.Biodieselhasabrightfutureforitissuperiortopetroleumdieselintermsofflashpoint,sulfurcontent,aromaticcontent,biodegrad
5、abilityandothercapabilities.Inordertoavoidtheughpressureofsupercriticalmethanol,theenforcingmasstransferreactorwasdesigned,onwhichbiodieselswereproducedUSingoleicacidandsoybeanoil,respectively.Then,thegainedcomponentswereanalyzedbygaschromatograph.Theeffectsofdifferentop
6、erationalparameters,suchasreactiontemperature,residencetimeandmolarratioofmethanoltooleicacidontheconversionyieldofesterificationhadbeendiscussed.Theexperimentalresultsshowedthatthereactionconditionofrawoilandmethanolinenforcingmasstransferreactorwasmuchmilderthanthatins
7、upercriticalmethan01.Esterificationofrawoilandmethanolinenforcingmasstransferreactorneededlowerreactiontemperatureandshorterreactiontime.T11eoptimumreactionconditionswereobtained:Oleicacid,themolarratioofalcoholtooleicacidWas14:1,reactiontemperatureis280。C,residencetimei
8、s22s,morethan98%oftheyieldofaliphaticmethylestersCanbeobtained.Inaddition,thetransesterificationreactio
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