❶ 有關於生產生物柴油中試的文章嗎
2.2研究實例2:黃色脂生產生物柴油
這部分敘述的是黃色脂生產生物柴油的一個研究實例。黃色脂的脂肪酸分布見附錄。
工藝的第一步是將黃色脂在55-60℃過濾出不溶性物質,如肉和骨屑。然後,採用前面提到的兩步酸催化反應降低原料的FFA值小於1%。用在本案例的黃色脂檢測酸價為18.03mgKOH/g,相當於FFA值約9%。酸價用AOCOS方法測定。
在60℃溫度下將所需數量的過濾後黃色脂用泵輸送到預處理反應罐,把甲醇和硫酸溶液加入到反應罐中。中試裝置預處理單元有每批20kg生產能力。對於一批每步的配料量見表3。第一步預處理是由5%硫酸和20:1摩爾比甲醇,兩者都是依據於所測定的FFA量。該混合物通過加熱管循環一小時,保持混合物溫度在55℃和60℃之間。一小時後,將該混合物輸送到一級沉降罐從預處理後黃色脂中分離醇-水混合物。在第一次的終點時,原料的平均酸價測定為4.26mgKOH/g。
為了進行第二次預處理,將低相物從第一次沉降罐中打回到預處理反應罐中,並且加入增加的甲醇和硫酸。在這次預處理中,硫酸量是5%,甲醇摩爾比40:1,根據於FFA值。再次將該混合物通過加熱管保持溫度在55℃—60℃循環1小時,然後將混合物打到二級沉降罐中。通常關注的焦點是在二級沉降罐中的醇水混合物的分離。然而,在此步驟中水的生成是很少的(小於0.1%),不能對鹼催化轉酯化反應有顯著的影響。因此,該醇-水混合物在主轉酯化反應工藝之前不用除去。
經過預處理後,該工藝繼續同鹼性催化劑(0.82%NaOCH3)在6:1摩爾比甲醇,根據未反應的甘三酯量確定。預處理後黃色脂的FFA值經測定為0.85mgKOH/g,需要加入過量的催化劑中和這些FFAs。在沒有明確得到去中和第二步預處理剩餘硫酸需要加入的過量鹼性催化劑的情況下,以後的計算表明處理這些至少需要25%的催化劑加入。使用甲醇鈉作催化劑的原因是經多次試驗表明它是非常有效的催化劑,並且能夠采購到已經與甲醇混合好的,且很容易分散。用於轉酯化反應的醇和催化劑的摩爾比是依據最初黃色脂中的脂量計算的。轉酯化過程發生在室溫下8小時。對於每批預處理後黃色脂轉酯化反應的配料量見表4。
反應後,將該混合物泵送到分離罐,酯和甘油層在罐中分離。然而,甘油的分離發生在水加入時。該混合物用溫軟水洗滌四次,每次30min,以除去甘油、過量醇和催化劑。對於每一步的洗滌,水量都是酯體積比的50%。在洗滌過程中,存在著一種分離相,含有既不溶於酯也不溶於洗滌水的物質。這個物質稱為相間物。在經過第四次洗滌步驟後,相間物絮集在酯和從酯中分離出來的水之間。經發現多增加兩步洗滌步驟(總六次)對於控制酯中游離甘油值達到燃料級生物柴油所要求的指標范圍(0.02%)是非常必要的。在抽出洗滌水-甘油混合物後,把酯泵送到儲罐中。黃色脂生產生物柴油的總甘油、游離甘油和酯的收率數據見表5。
表3 一批含9%FFA黃色脂進行預處理反應的配料量
反應物
第一步
第二步
原料
20kg
20kg
甲醇
4.35kg
2.13kg
硫酸
0.087kg
0.021kg
表4 一批預處理後黃色脂轉酯化反應的配料量
反應物
數量(kg)
預處理後黃色脂
176
甲醇
32.6
甲醇鈉(0.82%)
1.22
甲醇鈉(去中和)
0.28
表5 預處理後黃色脂轉酯化反應的多種因素
原料
總甘油(%)
游離甘油(%)
收率(%)
黃色脂
0.23
0.019
90.2
2.3研究實例3:褐色脂生產生物柴油
第三個研究案例關繫到的是由褐色脂在中試裝置的生產。所得到的褐色脂的酸價為79.2mgKOH/g,相當於FFA值約為39.6%。褐色脂的脂肪酸分布見附錄。
利用兩步酸催化反應可將原料的FFA值降到小於1%。對於含39.6%FFA褐色脂的預處理反應,其配料量見表6。
第一次預處理的組分是10%wt硫酸和20:1摩爾比的甲醇,依據於反應物的FFA量。混合物通過加熱管在55℃—60℃溫度下循環一小時。當反應完成時,將該混合物泵送到一級沉降槽從預處理後的褐色脂中分離出醇-水混合物。該醇-水混合物被移走是因為水會抑制接下來的反應步驟。在第一步的終點時,原料的平均酸價經測定為6.69mgKOH/g(約3.5wt%)。
表6 一批含39.6%FFA褐色脂預處理反應的配料量
反應物
第一步
第二步
原料
15kg
25kg
甲醇
14.8kg
4.3kg
硫酸
0.59kg
0.09kg
在第二步預處理步驟中,將原料從第一級沉降罐打回到預處理反應罐,按照表6中的數量加入增加的甲醇和硫酸。在這個預處理步驟中,硫酸的量是10%,根據FFA值6.69mgKOH/g原料的40:1摩爾比。再次將混合物在55℃—60℃溫度下循環一小時。反應後,將混合物打到二級沉降槽,但是醇-水混合物不用除去。在這個步驟中水的生成是微量的(小於0.1%),使得不能影響到轉酯化反應過程。在第二步的這個時候,原料的平均酸價測定為1.54mgKOH/g。
預處理後,工藝繼續同鹼性催化劑在6:1摩爾比甲醇的量進行。試驗表明0.21%的NaOCH3加一定量的需要中和脂肪酸的量是足夠完成反應的。醇和催化劑量的,摩爾比計算依據於最初的褐色脂中的甘三酯量。對於每一批預處理後的褐色脂進行主反應的配料量見表7。轉酯化反應在室溫下進行8小時,然後將該混合物泵送到分離罐。象處理黃色脂的例子一樣,甘油相不用分離的。當將60℃的軟化水加入時,分離發生了,酯相上升到了上部,水-甘油相沉降到了底部。他們相之間被前面講到的相間物分開。將該混合物水洗6次,每次30分鍾,軟水溫度60℃,以除去甘油、過量醇和催化劑。對於每一次洗滌,水量都是酯體積的50%。在第四步洗滌後,相間物絮集在由酯中分離出的洗滌水和酯中間。在抽取出洗滌水-甘油混合物後,將酯泵送到酯罐中。對於不同數量的催化劑的兩個操作步驟,褐色甲基酯同鹼性催化劑反應後的反應完成數據見表8。
結果顯示,總甘油值在燃料指標(0.24)之內。他們同時表明當使用過量的催化劑時,皂的形成會增加,並且收率降低。從該兩步驟中都發現甘油的分離和甲醇鈉的回收利用是問題。
3.中試裝置甲基酯生產過程中皂和催化劑分析
為了驗證中試裝置中洗滌的效果,收集到酯、洗滌水和甘油,並且測定皂和催化劑的量。催化劑的測定是用0.01NHCl滴定,酚酞作指示劑。皂的確定是繼續用HCl滴定至黃色點,溴酚藍作指示劑。表6表明在三個例子中從大豆油、黃色脂和褐色脂製取甲基酯中的催化劑和皂值。在黃色脂和褐色脂中沒有數據表明收集到甘油。原因是在第一批洗滌水加入時沒有甘油的生成。表10說明了催化劑的金屬物料平衡。該物料平衡確定了皂和催化劑的測量精度。
象 表中說明的一樣,大多數催化劑在大豆油的轉酯化過程中隨甘油一起除去了。對於黃色和褐色脂的轉酯化反應催化劑隨同第二步洗滌的水一同除去。除非洗滌水的甘 油分離不充分。在第二步洗滌後在洗滌水中沒有發現催化劑,但是在以後的洗滌過程中都有皂的發現。鉀和鈉的進量和排出量非常接近。可以肯定的時大多數的皂和 催化劑已經從生物柴油中除去了。表9表明在第六步洗滌步驟中依然由一些皂從酯中被除去。然而從表10中的鈉平衡顯示微量的皂存在。同時鈉平衡中沒有分析到的相間物表明沒有含有過多的鈉。因此,可能沒有鈉皂混合物存在。繼續驗證,這些物質可能於鈣基物質或蛋白結合,因為只有在動物脂中才能發現。
❷ 煤液化及煤化工國家重點實驗室(兗礦集團有限公司)的項目成果
煤液化及煤化工國家重點實驗室是國家科技部批準的首批36家企業國家重點實驗室之一,實驗室座落在上海市浦東新區張江高科技園區,總面積為5000平方米左右,由上海兗礦能源科技研發有限公司總經理孫啟文博士擔任實驗室主任,實驗室學術委員會由謝克昌院士、倪維斗院士、金涌院士、謝和平院士等國內知名的12位煤液化及煤化工專家組成,學術委員會主任由謝克昌院士擔任。
煤液化及煤化工國家重點實驗室由煤液化催化劑研發、煤液化過程開發、煤化工催化劑與過程開發、基礎理論研究、儀器與化學分析5個專科實驗室和煤液化及煤化工中試研究基地構成,實驗室擁有ICP等離子光譜儀、X射線衍射儀、電子掃描顯微鏡等50餘台先進的實驗儀器設備及5000噸/年高溫費托合成煤間接液化中試裝置和5000噸/年低溫費托合成煤間接液化中試裝置各一套。
煤液化及煤化工國家重點實驗室主要研究方向為:1.煤間接液化技術的研發;2.以煤基甲醇為原料生產下游化工產品技術的研發;3.以煤為原料油、電、化聯產技術的研發與集成。
實驗室在煤液化及煤化工的技術研發上已開展了大量卓有成效的工作,並取得了一系列成果。1.完成低溫費托合成煤間接液化技術的自主研發工作,建設了5000噸/年費托合成中試裝置及與之配套的100噸/年催化劑裝置,該中試裝置實現了4706小時長周期連續穩定滿負荷運行,各項技術指標達到國內領先,國際先進水平,所產柴油十六烷值達75以上,無硫、無氮且芳烴含量低,是優質環保油品;所產石腦油蒸汽裂解三烯總收率>60%,是優質的乙烯裂解原料。以此技術為基礎的百萬噸級工業示範裝置正在積極的實施之中,計劃於2010年投料試車並示範運行;2.完成5000噸/年固定流化床高溫費托合成中試裝置的建設,實現1883小時連續穩定滿負荷工業運行試驗,圓滿取得大型工業化裝置設計所需的基礎數據。
實驗室目前共承擔國家863計劃課題5項,獲得科技成果3項,申請專利30餘項,獲得有關煤液化技術的授權專利17項,其中發明專利14項,涵蓋費托合成催化劑、費托合成反應器及內件、費托合成及費托合成催化劑還原工藝、費托合成產品加工工藝等煤間接液化的各項關鍵技術。
❸ 求助50L單層玻璃反應釜的具體使用方法
通過油浴鍋(槽)注復入恆溫的(高溫制或低溫)熱溶液或冷卻液,對反應釜內的物料進行恆溫加熱或製冷,並且可以提供攪拌。此設備可以進行真空攪拌反應,蒸餾濃縮反應,分離萃取,反應發熱實驗,我們可以在油浴鍋中通過冷凝盤管通自來水從而達到迅速降溫的效果,物料在反應釜內進行反應,並能控制反應溶液的蒸發與迴流,反應完畢,物料可從釜蓋開口或者釜底的下出料口放出,操作極為方便。單層玻璃反應釜廣泛應用於化學、精細化工、生物制葯新材料合成等實驗及生產。該產品可與循環水多用真空泵、低溫冷卻液循環泵、循環油浴鍋配套使用成為系統裝置,或者用於中試生產。
❹ 二氧化碳加氫制汽油示範裝置開車成功 年產千噸國六汽油
易車訊 近日,從官方渠道獲悉,由中國科學院大連化物所物理研究(以下簡稱「大連化物所」)和珠海市福沺能源科技有限公司聯合開發的全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置,在山東鄒城工業園區開車成功,生產出符合國VI標準的清潔汽油產品。
由大連化物所碳資源小分子與氫能利用創新特區研究組組成的研究團隊於2017年開發了二氧化碳加氫制汽油技術,該技術歷經實驗室小試、百克級單管評價試驗、催化劑噸級放大制備、中試工藝包設計等過程,於2020年在山東鄒城工業園區建設完成了千噸級中試裝置。裝置累計完成各項投資四千餘萬元,並陸續實現了投料試車、正式運行以及工業側線數據優化,於2021年10月正式通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的連續72小時現場考核。
該技術可實現二氧化碳和氫的轉化率達到95%,汽油在所有含碳產物中的選擇性優於85%,顯著降低了原料氫和二氧化碳的單耗,整體工藝能耗較低,生成的汽油產品環保清潔,經第三方檢測,辛烷值超過90,餾程和組成均符合國VI標准。目前已形成具有自主知識產權的二氧化碳加氫制汽油生產成套技術,為後續萬噸級工業裝置的運行提供了有力支撐。
該工作得到了中國科學院 「變革性潔凈能源關鍵技術與示範」A類先導專項、國家自然科學基金、興遼英才等項目資助,持續關注。