隨著全球能源戰(zhàn)略的調(diào)整,綠色可再生能源的關鍵性地位的確立,生物柴油作為典型的清潔再生能源,近年來成為各國新能源領域高新技術競爭的熱點,超臨界酯交換工藝具有綠色、簡單、高產(chǎn)、高效等優(yōu)勢,然而工藝成本較高。為此,本文以超臨界酯交換工藝為技術背景,從設備、原料以及工藝角度降低制備成本。從設備角度,改進固定床反應器填料,考察填料種類及反應影響因素,同時,對反應動力學及熱力學進行研究；從原料角度,以高附加值金藻以及廉價小球微藻為原料；從工藝角度,利用超臨界CO2萃取耦合超臨界酯交換技術,確定耦合工藝控制步驟和最佳工藝條件,在此基礎上對耦合工藝進行強化；利用超臨界甲醇萃取耦合酯交換工藝原位制備生物柴油,通過響應面法對工藝進行優(yōu)化。主要研究內(nèi)容如下：（1）改進固定床反應器,優(yōu)化超臨界連續(xù)化酯交換工藝。分別選用玻璃珠、玻璃彈簧、θ環(huán)等填料,研究不同填料種類及尺寸對工藝的強化效果。研究發(fā)現(xiàn),在相同停留時間條件下,以θ環(huán)為填料時甲酯產(chǎn)率及產(chǎn)量均最高,穩(wěn)定時間最短,當溫度為350℃、壓力22 MPa、醇油摩爾比42：1、醇油進料流量分別為0.20 mL/min、0.109 mL/min時,反應30min系統(tǒng)... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 生物柴油概述
        1.1.1 生物柴油定義
        1.1.2 生物柴油的性能優(yōu)勢
        1.1.3 生物柴油的制備工藝
    1.2 連續(xù)化制備生物柴油反應設備研究進展
        1.2.1 傳統(tǒng)連續(xù)化反應器
        1.2.2 新型連續(xù)化反應器
        1.2.3 反應-分離耦合技術
    1.3 超臨界耦合法制備生物柴油的工藝研究
        1.3.1 超臨界萃取耦合酯交換連續(xù)化工藝及過程強化
        1.3.2 超臨界原位萃取-酯交換工藝及強化技術
    1.4 生物柴油原料來源
        1.4.1 可食用動植物油脂
        1.4.2 非食用動植物油脂
        1.4.3 廢棄及回收油脂
        1.4.4 微藻及微生物油脂
    1.5 微藻油脂提取技術
        1.5.1 溶劑萃取
2萃取">        1.5.2 超臨界CO₂萃取
    1.6 超臨界酯交換反應動力學與熱力學
        1.6.1 超臨界酯交換反應動力學
        1.6.2 超臨界酯交換反應熱力學
    1.7 本課題的主要研究內(nèi)容
2 生物柴油分析方法的建立
    2.1 實驗儀器與試劑
    2.2 生物柴油產(chǎn)物分析方法
        2.2.1 氣相色譜分析條件
        2.2.2 原料中脂肪酸含量測定
        2.2.3 反應產(chǎn)物的定量分析
        2.2.4 產(chǎn)物收率的定義
    2.3 微藻萃取產(chǎn)物的分析
        2.3.1 微藻脂肪酸含量測定
        2.3.2 萃取率的定義
    2.4 本章小結(jié)
3 固定床反應器中填料對工藝的強化研究
    3.1 實驗儀器與試劑
    3.2 實驗裝置及操作流程
    3.3 實驗結(jié)果與分析
        3.3.1 工藝條件優(yōu)化研究
        3.3.2 填料尺寸對連續(xù)制備工藝影響
        3.3.3 填料種類對連續(xù)制備工藝影響
        3.3.4 θ環(huán)填料重復使用能力
    3.4 超臨界酯交換反應理論計算
        3.4.1 反應熱力學計算
        3.4.2 反應動力學計算
    3.5 本章小結(jié)
4 連續(xù)化超臨界萃取耦合酯交換工藝制備微藻生物柴油
    4.1 實驗儀器與試劑
2萃取微藻油脂">    4.2 超臨界CO₂萃取微藻油脂
        4.2.1 實驗裝置及操作流程
        4.2.2 微藻油脂萃取曲線的研究
        4.2.3 微藻油脂萃取工藝探究
    4.3 超臨界萃取-酯交換耦合工藝研究
        4.3.1 實驗裝置及操作流程
        4.3.2 耦合工藝最優(yōu)條件研究
    4.4 耦合工藝強化技術研究
        4.4.1 均相催化劑強化技術
        4.4.2 非均相催化劑強化技術
    4.5 本章小結(jié)
5 超臨界甲醇法原位萃取-酯交換工藝制備微藻生物柴油
    5.1 實驗部分
        5.1.1 儀器與試劑
        5.1.2 實驗操作流程
        5.1.3 實驗設計
    5.2 實驗結(jié)果與分析
        5.2.1 實驗結(jié)果及方差分析
        5.2.2 單因素對產(chǎn)率影響
        5.2.3 因素交互作用對產(chǎn)率的影響
        5.2.4 酯交換反應工藝條件的優(yōu)化
    5.3 連續(xù)化耦合工藝制備小球藻生物柴油探索
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 固定床反應器連續(xù)制備工藝數(shù)據(jù)
附錄B 超臨界萃取微藻實驗數(shù)據(jù)
附錄C 超臨界萃取耦合超臨界酯交換工藝實驗數(shù)據(jù)
附錄D 超臨界萃取耦合超臨界酯交換工藝強化技術實驗數(shù)據(jù)
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]D296R固定床催化酯化制備生物柴油[J]. 陳冠益,王祎,趙鵬程,顏蓓蓓,陳鴻.  天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2015(01)
[2]兩步法催化廢白土油制備生物柴油的研究[J]. 高曉龍,譚傳波,吳蘇喜.  中國油脂. 2014(10)
[3]木質(zhì)纖維素的超臨界二氧化碳預處理技術[J]. 郝劉丹,劉一凡,趙孟姣,王恩俊,徐琴琴,銀建中.  應用科技. 2014(05)
[4]微藻制備生物柴油的技術進展[J]. 郭丹,銀建中.  化工裝備技術. 2014(04)
[5]生物酶催化廢白土油制備生物柴油的工藝研究[J]. 譚傳波,高曉龍,吳蘇喜.  中國油脂. 2014(07)
[6]微藻超臨界甲醇直接酯交換法制備生物柴油[J]. 張貴芝,王勇,曹寧,杜暢.  生物質(zhì)化學工程. 2012(01)
[7]溶解度參數(shù)在脂肪酸甲酯溶解性研究中的運用[J]. 陸向紅,楊云財,計建炳.  中國糧油學報. 2011(06)
[8]超臨界甲醇法制備生物柴油過程的熱力學行為[J]. 商紫陽,銀建中,馬震,徐巧蓮,胡大鵬.  應用科技. 2011(01)
[9]垂直管式反應器中超臨界甲醇連續(xù)制備生物柴油I:相含率及反應中間產(chǎn)物的軸向分布（英文）[J]. 周誠,王存文,王為國,吳元欣,喻發(fā)全,池汝安,張俊峰.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2010(04)
[10]甲醇-大豆油二組分物系臨界參數(shù)的計算及其應用[J]. 趙安民,王存文,汪鐵林,王為國,張俊峰.  石油化工. 2008(12)

博士論文
[1]烏桕梓油制備生物柴油的研究[D]. 陳文偉.南昌大學 2006
[2]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的超臨界流體萃取模擬方法研究[D]. 銀建中.大連理工大學 2002

碩士論文
[1]超臨界下萃取酯交換耦合反應制備生物柴油[D]. 李琪.大連理工大學 2015
[2]連續(xù)化超臨界萃取酯交換耦合制備生物柴油過程研究[D]. 郭丹.大連理工大學 2014
[3]從廢白土中回收油脂的工業(yè)化方法研究及利用廢白土一步法制生物柴油的初探[D]. 陳鳳飛.武漢工業(yè)學院 2009



本文編號：2983566