新型钙基固体碱的制备及用于生物柴油的研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述化学工程及工艺新型钙基固体碱的制备及用于生物柴油的研究摘要生物柴油是一种理想的替代型新能源，对缓解矿物石油燃料资源的短缺和环境问题有着积极的意义。目前，用于酯交换反应制备生物柴油的催化剂主要是均相碱催化剂，但是，均相催化剂对原料的品质要求严格，且在分离过程中会产生大量的废水，造成环境污染，而采用固体碱催化能够有效解决这些问题。关键词：生物柴油固体碱酯交换反应[前言]近些年来，随着石油储量的日益减少，以及人们对生态环境问题的日趋关注，因此能源危机和环境污染问题俨然已成为困扰当今世界的两个重要问题。开发新能源是世界各国亟需解决的问题

2、。生物柴油是目前除了燃料乙醇外的一种重要的生物质燃料。由于近几年世界能源危机问题日益突出，以及石油价格的不断攀升和国际社会对环境保护问题的日趋重视，生物柴油产业在全球范围内得到了迅速地发展。生物柴油制备的核心技术是催化方法和催化剂。综合国内外研究现状，酯交换法是目前催化制备生物柴油的主要方法，这种方法的研究目前已经比较系统和成熟。当前使用的催化剂比较多的是均相酸碱催化剂，因为该催化记得特点是反应快，工艺简单。但在生产中也出现了许多问题，如催化剂分离困难、乳化现象严重、副反应多、酸碱对设备腐蚀严重、后处理过程比较繁琐等缺点。就目前国内研究结果来看

3、，固体酸作为催化剂的缺点是反应时间过长，生产成本较高；且单独使用碱或金属氧化物作为催化剂也存在很多问题，如催化过程需要消耗大量的催化剂、且与产物分离困难等问题。阴离子交换树脂技术在工业生产上很难实行，主要由于其成本较高。但负载型固体碱催化剂具有制备方法灵活，催化效率高，可重复利用率高等优点，比较适合于酯交换反应。因此本文研究选择此类负载型催化剂进行酯交换菜籽油制备生物柴油。12参照国内外大量文献，目前钙盐以其价格便宜，制备简单而备受学者们关注和研究ZrO2-CaO固溶体具有高稳定性而且广泛用于陶瓷材料和耐火材料，但用于固体碱的研究较少。本文拟以

4、ZrO2-CaO固溶体为基础，研究高稳定性高活性的用于生物柴油的固体碱催化剂，它不仅有着较高的催化活性，而且催化剂本身具有很强的稳定性，从而使得金属离子不易溶出。这样省去了合成生物柴油的后处理过程以及后其引出的一系列繁琐问题。这对优化合成生物柴油工艺有着积极的影响，从而推动了合成生产生物柴油的工业化生产，同时在有效缓解当今石油荒、原料荒、能源荒问题上也有着积极的意义。在实验室前人研究的基础上，本文继续对固体碱催化剂的制备和改性进行了研究。针对固定碱催化剂催化活性下降进行了研究，制备多种固体碱催化剂与菜籽油进行酯交换反应，然后通过反应产物在40℃

5、下的粘度变化进行判断比较，选择其中比较合适的固体碱催化剂，并考察了其催化酯交换反应的优化条件，为进一步考察生物柴油的连续化研究提供了基础数据。一、生物柴油1.生物柴油的概述所谓生物柴油，是指植物油或动物油脂与低分子量的醇类（主要包括甲醇及乙醇）进行酯交换反应制造的脂肪酸类，是一种洁净的生物燃料。生物柴油（脂肪酸甲酯）是一种可再生的生物质能源[1]，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、餐饮废油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”[2]，大力发展生物柴油对

6、经济可持续发展，推动能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。生物柴油具有以下特点：1.无毒，生物降解率达98%，其降解速率是石油的两倍，有益于保护生态环境；2.利用可再生的植物资源生产，可降低对进口石油的依赖性；3.与石油柴油相比，使用生物柴油可大大减少二氧化碳、二氧化硫、多环苯类致癌物质和“黑烟”等污染物排放；4.生物柴油生产过程中使用的植物还可将二氧化碳转化为有机物固化在土壤中，从而减少大气中的温室气体浓度；5.生物柴油可直接应用于现有的柴油发动机；121.生物柴油相对普通柴油有更高的十六烷值，并且不含芳香化合物，不含硫

7、以及含氧量达10%～11%。生物柴油的这些特性使CO，HC以及颗粒排放(PM)相对于普通柴油大大降低[3-4]。因此，生物柴油可作为优质的柴油代用品，目前世界上许多国家正大力开发这种技术推进其产业化进程。2.发展生物柴油的意义在本世纪中叶，随着多诺拉和伦敦大气污染事件的发生，造成了无数死亡事件，才引起人们对大气环境质量以及大气污染控制的高度重视，人们也逐渐开始在大气污染控制方面投入越来越多的人力、物力以及财力，以解决大气污染问题。但迄今为止大气污染问题仍然是全球环境污染的主要威胁，全球三大环境的主要威胁，全球三大环境问题—酸雨、臭氧层破坏、温室

8、效应都是大气污染问题[5]。在现阶段我国，由于生产的迅速发展以及相应配套环保措施的不完善，大气污染问题更加严重。因此，如何控制大气污染将是我国的环境工