近年來,隨著礦物能源的日益枯竭和人類對燃料能源需求量的急劇攀升,生物柴油（Biodiesel）的制造產(chǎn)業(yè)受到廣泛重視。是否能夠在維持糧食供應(yīng)的情況下大量生產(chǎn),提高能源凈增益,具有環(huán)境效益和經(jīng)濟競爭力,是生物柴油制備工藝能否實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的重要前提。與生物酶法合成生物柴油相比,化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油具有生產(chǎn)成本較低、反應(yīng)容易控制、油脂轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點,對于提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義,但其較高的能耗負(fù)荷也成為此法在工業(yè)應(yīng)用中廣泛適用面臨的問題之一。本文利用Aspen Plus對熱耦合反應(yīng)精餾制備月桂酸甲酯（生物柴油）的過程進行了穩(wěn)態(tài)模型建模。根據(jù)熱耦合反應(yīng)精餾的特點,對兩種熱耦合反應(yīng)精餾塔（側(cè)線冷凝式、側(cè)線再沸式）制備生物柴油方案進行穩(wěn)態(tài)建模,對醇酯進料位置、塔內(nèi)操作回流比、反應(yīng)段位置等工藝參數(shù)進行了單變量分析,確定了各參數(shù)的最優(yōu)值,為進一步優(yōu)化提供了初值。此外,本文對反應(yīng)吸收制備生物柴油進行初步探索,以深入了解其結(jié)構(gòu)原理和運行狀況。在穩(wěn)態(tài)建模的基礎(chǔ)上,本文從熱力學(xué)效率和年總成本（Total Annual Cost,TAC）的角度,對熱耦合反應(yīng)精餾塔和常規(guī)反應(yīng)精餾塔進行了全面的分析比較... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

生物柴油制備酯化反應(yīng)示意圖

中國石油大學(xué)（華東）碩士學(xué)位論文圖 1-2 生物柴油制備酯化反應(yīng)示意圖Figure 1-2 Esterification in biodiesel production在反應(yīng)過程中，由于堿性催化劑會與脂肪酸反應(yīng)生成脂肪酸鹽，因此通常使用硫酸（sulfuric acid, H2SO4）或者磺酸這種強酸性均相催化劑來加速酯化反應(yīng)的進行。一些生物柴油生產(chǎn)制備廠家使用接近純的游離脂肪酸、甲醇和強酸性催化劑作為生產(chǎn)原料。圖 1-3 是一個簡單的酯化反應(yīng)制備生物柴油流程示意圖。其中，中和分離過程利用堿中和反應(yīng)產(chǎn)品物流中的酸性催化劑，并將中和產(chǎn)物予以分離。甲醇回收單元分離產(chǎn)物中未反應(yīng)完全的甲醇，并隨后通過干燥過程將水和其他雜質(zhì)除去。

第一章 緒論用強無機酸來中和堿性催化劑。現(xiàn)在，工業(yè)上生物柴油的制備工藝通常以甘油三酸酯、甲醇和 NaOH（或者 KOH）作為三種原料。圖 1-5 是一種最簡單的酯交換反應(yīng)制備工藝流程示意圖。酯交換反應(yīng)條件通常是醇油比 6:1，反應(yīng)溫度在 65℃，NaOH 濃度在 0.3%~1.5%[12]。游離脂肪酸與堿發(fā)生皂化反應(yīng)生成皂化物與水，因此，必須保證進料中游離脂肪酸的含量低于1%[12]。反應(yīng)器出口物流首先經(jīng)過分相器分離甘油與生物柴油，兩相中都含有乙醇，因此需要一個蒸發(fā)器或者閃蒸器來移除甘油與其中的乙醇。在甘油粗提步驟中，用水來進行中和與洗滌。表 1-4 總結(jié)了七種工藝中粗制甘油的組成[70]。在酯精制工藝中，也用到水進行洗滌與中和，來移除產(chǎn)品中的鹽和殘余的甲醇。最后，通過一個干燥裝置來去除生物柴油產(chǎn)品中殘余的水分。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Fe2（SO4）3/C催化餐飲廢油脂中游離脂肪酸酯化反應(yīng)的動力學(xué)（英文）[J]. 甘孟瑜,潘登,馬利,岳恩,洪建兵.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009(01)



本文編號：3474281