酯交换制油酸甲酯的基团贡献法热力学分析_张继龙.pdf

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1、第６３卷第６期化工学报Ｖｏｌ．６３Ｎｏ．６２０１２年６月ＣＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌＪｕｎｅ２０１２檭檭檭檭檭殐殐檭檭研究论文檭酯交换制油酸甲酯的基团贡献法热力学分析檭殐殐檭檭檭檭檭张继龙１，２，赵志仝２，乔燕２，林昊２，庞先勇１，白启荣３，李瑞丰１（１太原理工大学化学化工学院，山西太原０３００２４；２太原理工大学矿业工程学院，山西太原０３００２４；３太原市塑料研究所，山西太原０３００２４）摘要：采用基团贡献法和赵氏经验公式（ΔＳｖ＝ＡｓｌｇＴｂ＋Ｂｓ）计算了三油酸甘油酯与甲醇之间发生的三步连续可逆酯交换反应的标准摩尔反应焓、标准摩尔熵、标准摩尔反应Ｇｉｂｂｓ函数和标准平衡常数，

2、并分析了酯交换反应转化率的影响因素。结果表明，酯交换反应是放热反应，低温和高压有利于反应的进行。酯交换反应的转化率在甲醇液相时受温度和压力的影响较小，醇油比增大可以提高反应的转化率，当醇油比为２０∶１时转化率达到９８．８％。酯交换反应的转化率在甲醇气相时，随着压力的增大而增大，随着温度的增大而减小。通过计算结果与实验数据进行比较，表明本文提出的分析方法是可行的。关键词：基团贡献法；生物柴油；酯交换反应；热力学；Ｇｉｂｂｓ函数ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４３８－１１５７．２０１２．０６．００４中图分类号：Ｏ６４２文献标志码：Ａ文章编号：０４３８－１１５７（２０１２）

3、０６－１６８４－０７Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｏｌｅａｔｅｖｉａｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙｇｒｏｕｐ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ１，２，ＺＨＡＯＺｈｉｔｏｎｇ２，ＱＩＡＯＹａｎ２，ＬＩＮＨａｏ２，ＰＡＮＧＸｉａｎｙｏｎｇ１，ＢＡＩＱｉｒｏｎｇ３，ＬＩＲｕｉｆｅｎｇ１ＺＨＡＮＧＪｉｌｏｎｇ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２Ｃｏｌｌ

4、ｅｇｅｏｆＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；３ＴａｉｙｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｓｔｉｃ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ（ＦＡＭＥ）ｉｓａｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｃｌｅａｎｅｎｅｒｇｙｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｍｐｒｉｓｅｄｏｆｍｏｎｏａｌｋｙｌｅｓｔｅｒｓｏｆｌｏｎｇｃｈａｉｎｆａｔｔｙａｃｉｄｓｔｈａｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍａｗｉｄｅｖａｒｉｅｔｙｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｔ

5、ｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｒｉｇｌｙｃｅｒｉｄｅｆｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂｉｏｄｉｅｓｅｌｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄｕｓｉｎｇＧｉｂｂｓｅｎｅｒｇｙｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｈｒｅｅｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｒｉｏｌｅｉｎｗｉｔｈｍｅｔｈａｎｏｌｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｍｅａｎｓｏｆｇｒｏｕｐ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄＺｈａｏ’ｓｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒ

6、ｍｕｌａ，ΔＳｖ＝ＡｓｌｇＴｂ＋Ｂｓ．Ｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｉｎｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒｉｏｌｅｉｎａｎｄ－１ｍｅｔｈａｎｏｌａｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ．Ｆｒｏｍｔｈｉｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｅｎｔｈａｌｐｙｉｓ－１０．７４２ｋＪ·ｍｏｌａｔ２９８Ｋ，ｓｈｏｗｉｎｇａｓｌｉｇｈｔｌｙｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｃｃｕｒｍｏｒｅｅａｓｉｌｙａｔｌｏｗｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｈｉｇｈｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅｃｏｎｖｅ

7、ｒｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｒｉｏｌｅｉｎｉｎｌｉｑｕｉｄｍｅｔｈａｎｏｌｃｈａｎｇｅｓｌｉｔｔｌｅｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｔｏｔｒｉｏｌｅｉｎｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｒｉｏｌｅｉｎ．Ｔｈｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｒｉｏｌｅｉｎｒｅａｃｈｅｓ９８．８％ａｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆ２０∶１，ｍｅｔｈａｎｏｌｔｏｔｒｉｏｌｅｉｎ．Ｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｍｅｔ