探索强化传质反应器中酯化反应研究

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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