试析酯化-醇解耦合反应过程相态特性及强化技术研究

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1、河北工业大学硕士学位论文酯化-醇解耦合反应过程相态特性及强化技术研究姓名：刘慧琴申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：冯树波2008-05河北工业大学硕士学位论文酯化-醇解耦合反应过程相态特性及强化技术研究摘要在实验室以废弃油脂为原料，采用酸性双功能催化剂，研究了酯化-醇解耦合制取脂肪酸甲酯(生物柴油)新工艺。考察了原料的酸值对生物柴油制备工艺的影响。研究结果表明，原料酸值为100mgKOH/g时，原来转化效率最高。强化技术研究结果表明，添加助溶剂、甲醇加入方式、添加电解质和塔式反应器对酯化-醇解反应过程均有不同程度的促进作用。助溶剂-脂肪酸甲酯的加入使反应时间由8h缩短为6h，适宜的加入

2、量为10wt%；反应中甲醇分三次加入使反应时间由8h缩短为6h；电解质NaCl的加入缩短了分水时间。塔式反应器可实现连续生产，简化操作。固体酸FeSO4的催化性能研究结果表明，FeSO4与浓硫酸的催化性能较接近，且不腐蚀设备，不产生酸水，易分离。在实验的基础上，以脂肪酸和脂肪酸甘油酯混合物为原料，研究了酯化-醇解耦合过程10的动力学。参数拟合得到水解反应动力学参数为E=79.64kJ/mol，A=3.73×10；酯化反a7应动力学参数为E=48.88kJ/mol，A=1.41×10。动力学模型计算结果与实验结果基本吻合。a对以废弃油脂为原料制取生物柴油做了工艺流程概念设计。关键词：生物柴油，酯

3、化-醇解耦合反应，强化措施，动力学i酯化-醇解耦合反应过程相态特性及强化技术研究STUDYONPHASEBEHAVIORSANDTECHNIQUESFORINTENSIFYINGTHEESTERIFICATION-ALCOHOLYSISCOUPLEDREACTIONABSTRACTTheone-stepprocessforproducingfattyacidmethylester(biodiesel)wasinvestigatedwithabifunctionalcatalyst,restaurantwasteoilandacidedoilbeingusedasfeedstock.Theeff

4、ectofacidvaluetothepreparationofbiodieselwasstudied.Experimentalresultsindicatethatafeedstockof100acidvalueisabestfortheproductionoffattyacidmethylester.Theexperimentalresultoftheintensifyingtechniquesforproducingbiodieselindicatesthattheaddingoffattyacidmethylester,addingmodesofmethanol,additionofN

5、aClandtower-reactorhaveapromotiontotheesterification-alcoholysisreaction.Theadditionofsolventfattyacidmethylestermakesreactiontimeshorten2h,asuitableadditingamountis10%wt;stepwiseadditionofmethanolmakesreactiontimeshorten2h;additionofNaClisfavorabletoseparationofwater;reactionprocesscanbecarriedoutc

6、ontinuouslybyuseoftower-reactor.CatalyticproperitiesofsolidacidFeSO4arelowerthanoftheH2SO4,butitdemonstratessomeadvantagesincorrosiveprotection.Thekineticsoftheesterification-alcoholysisreactionwassetup.Thekineticsparameters10forhydrolysisreactionisE=79.64kJ/mol,A=3.73×10;Thekineticsparametersfora7e

7、sterificationareE=48.88kJ/mol,A=1.41×10.Thecalculationalresultsfromthekineticsaequationareinaccordancewiththeexperimentalresults.Theprocessconceptdesignforproducingbiodieselwasmade.ii河北工业大学硕士学位论文KEYWO