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与普通柴油相比,生物柴油具有可再生、环境友好的特点。目前,世界各国都在推行生物柴油,生物柴油制备技术也得到了很大的发展。在我国,生物柴油的研发和生产已经起步,并且已经成为新兴的高科技产业。生物柴油主要以动植物油脂为原料,通过与短链醇反应,得到混合脂肪酸甲酯乙酯等。超临界二氧化碳与一般溶剂相比,有很好的传递方面的优势,目前在分离中有了很大的应用。在超临界酯交换反应中,由于反应进行不完全,产物中会有单甘酯、二甘酯、甘油三酯等等,同时系统还有甾醇、磷脂、催化剂残留等等杂质,这些杂质的存在会对生物柴油的性能造成影响。目前通常用减压蒸馏的办法分离混合脂肪酸甲酯,但是存在一些问题,例如由于脂肪酸甲酯蒸汽压较低,需要较高温度,能耗高,脂肪酸酯与甘油的分离效果不明显等等。利用物质在超临界二氧化碳中溶解度的不同,通过超临界精馏萃取可实现杂质的脱除。因此本文测定了生物柴油在超临界二氧化碳中的溶解度,为超临界技术在生物柴油生产中的应用提供基础数据。
首先建立了一套测定物质在超临界二氧化碳中溶解度的实验装置,利用紫外可见分光光度计在线检测溶质的浓度,通过测定萘的溶解度,溶解度数据与文献值基本吻合,检验了装置的可行性。
其次测定了生物柴油在超临界二氧化碳中的溶解度数据,为生物柴油在超临界二氧化碳中的萃取分馏分离提供了基础数据。结果表明,通过紫外可见分光光度计的在线检测,操作更为简便,并且避免了传统的取样分析所带来的误差。分别设计了固态平衡釜和液态平衡釜,使装置可以分别测量固体和液体在超临界二氧化碳中的溶解度。
最后基于溶剂与溶质之间的物理作用和分子缔合作用,推导了一个四参数溶解度缔合模型。通过对溶解度数据的关联,并与Chrastil模型的对照,结果表明本模型具有较好的计算准确度。