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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,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14:1,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29.34KJ/mol,其反应级数为1.66。