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活性炭催化植物油生産生物柴油
文章作者:韩研网络部 更新时间:2020-9-15 15:48:27

  活性炭催化植物油生産生物柴油

  生物柴油成分是脂肪酸酸甲酯被廣泛用于各種應用例如生物表面活性劑,生物潤滑劑,液壓油,分散劑等。並且無毒的,可再生,具有高度的生物降解性。參數類似于柴油,因此可以用作生物燃料。生産原料爲多種三酰基甘油來源,例如植物油,動物脂肪和藻油都可用于酯交換反應。由于有些植物油的油酸含量高(超過80%)。因此,采用植物油來合成生物柴油。本期研究活性炭催化劑對精制植物油(菜籽油,葵花籽油,玉米油和橄榄油)的甲醇分解作用。

  活性炭在生産生物柴油過程中的作用

  活性炭的指標規格不一樣對生物柴油的生産量是有很大影響的。在各種可及的催化劑載體中,活性炭是化學和酶催化劑的低成本且有前途的固體載體。基本上,活性炭是通過物理或化學活化從各種碳材料獲得的。活性炭的特征是各種各樣的均勻分布的微孔和大孔。活性炭的微孔性使其成爲用于催化化學反應的代表性材料。其低成本和耐熱和耐輻射使它們適合在甘油三酸酯的酯交換方法中使用。所以在酯交換反應中,活性炭是很常用的,作爲CaO,KOH和脂肪酶的載體。但是,KOH活性炭催化劑比CaO催化劑的酯交換反應效果更好。當乙酸鉀加載在活性炭上並用作非均相催化劑以從植物油獲得生物柴油時,可達到93.2%重量的産率。

  圖1:木質粉末活性炭的SEM。

  活性炭的藝參數對生物柴油收率的影響

  均相堿性催化劑已經在工業規模上廣泛用于生物柴油生産。當前的研究集中在非均相催化劑上,它們可以提供許多觀點。在此,將KOH催化劑與活性炭上攜帶的KOH進行比較。而且,與化學催化劑相比,固定在活性炭上的脂肪酶也被用作催化劑。KOH催化劑的使用和反應時間對RO,SO,CO和OO的酯交換反應産率的影響如圖2所示。KOH活性炭催化劑的使用和反應時間對RO,SO,CO和OO的酯交換反應産率的影響如下所示。

  圖2:(1)在KOH存在下,從植物油中獲得的生物柴油的産率。(2)在KOH活性炭存在下,從植物油中獲得的生物柴油的産率。

  一旦將KOH用于酯交換反應,則在4小時內以0.5:1的KOH可獲得6:1摩爾比的高收率(>90%)。當甘油三酸酯來源爲橄榄油時,收率最高,爲96%(圖2),而菜籽油的甲基酯性能很好。相對于較高濃度(1.5%)的KOH,較低濃度(0.5%)的KOH導致較高的産率。酯交換反應中过量的KOH量会影响肥皂的形成(皂化作用)。当在酯交換反應中使用KOH活性炭时,对于1.5%的催化剂,生物柴油收率较高(>91%);反应时间为4小时。在该反应中发现橄榄油的酯交換反應高收率(93%)。甲酯的性质和收率没有显着差异。唯一的例外是橄榄油的甲醇分解,在1小时的反应中,1.5%的活性炭催化剂可获得高的收率(93.5%),这可能是由于未反应的三酰基甘油所致。

  使用活性炭固定脂肪酶也是一种有前途的解决方案,因为它可提供高收率的酯交換反應。这导致以良好的质量获得生物柴油。测试中玉米油的甲酯高收率为99.9%。对于所有的油,固定在活性炭上的脂肪酶的第二次重复使用可带来很高的产量。

  活性炭具有潜在的实用性,可作为催化物质和脂肪酶的载体,作为植物油酯交換反應的非均相碳质催化剂。活性炭催化剂是均质催化剂的合适替代品,用于从植物油中获得生物柴油。这最小化了均相酯交换过程的问题。并且具有两个优点,第一与均相催化剂KOH相比,使用活性炭作为KOH或脂肪酶的载体可以更有效地进行酯交換反應。第二使用活性炭固定脂肪酶可以提高脂肪酶的稳定性,从而可以在随后的循环中重复使用直至第五个循环。在活性炭的存在下进行植物油的酶促酯交換反應不会导致皂的形成。因此,可以避免在生物柴油生产的工业过程中进行生物柴油和甘油馏分纯化的步骤。韩研活性炭有自己的研发室和技术人员,如果您需要了解更多相关的数据,请聯系我們,我们会第一时间给您提供技術支持。

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