❶ 有关于生产生物柴油中试的文章吗
2.2研究实例2:黄色脂生产生物柴油
这部分叙述的是黄色脂生产生物柴油的一个研究实例。黄色脂的脂肪酸分布见附录。
工艺的第一步是将黄色脂在55-60℃过滤出不溶性物质,如肉和骨屑。然后,采用前面提到的两步酸催化反应降低原料的FFA值小于1%。用在本案例的黄色脂检测酸价为18.03mgKOH/g,相当于FFA值约9%。酸价用AOCOS方法测定。
在60℃温度下将所需数量的过滤后黄色脂用泵输送到预处理反应罐,把甲醇和硫酸溶液加入到反应罐中。中试装置预处理单元有每批20kg生产能力。对于一批每步的配料量见表3。第一步预处理是由5%硫酸和20:1摩尔比甲醇,两者都是依据于所测定的FFA量。该混合物通过加热管循环一小时,保持混合物温度在55℃和60℃之间。一小时后,将该混合物输送到一级沉降罐从预处理后黄色脂中分离醇-水混合物。在第一次的终点时,原料的平均酸价测定为4.26mgKOH/g。
为了进行第二次预处理,将低相物从第一次沉降罐中打回到预处理反应罐中,并且加入增加的甲醇和硫酸。在这次预处理中,硫酸量是5%,甲醇摩尔比40:1,根据于FFA值。再次将该混合物通过加热管保持温度在55℃—60℃循环1小时,然后将混合物打到二级沉降罐中。通常关注的焦点是在二级沉降罐中的醇水混合物的分离。然而,在此步骤中水的生成是很少的(小于0.1%),不能对碱催化转酯化反应有显著的影响。因此,该醇-水混合物在主转酯化反应工艺之前不用除去。
经过预处理后,该工艺继续同碱性催化剂(0.82%NaOCH3)在6:1摩尔比甲醇,根据未反应的甘三酯量确定。预处理后黄色脂的FFA值经测定为0.85mgKOH/g,需要加入过量的催化剂中和这些FFAs。在没有明确得到去中和第二步预处理剩余硫酸需要加入的过量碱性催化剂的情况下,以后的计算表明处理这些至少需要25%的催化剂加入。使用甲醇钠作催化剂的原因是经多次试验表明它是非常有效的催化剂,并且能够采购到已经与甲醇混合好的,且很容易分散。用于转酯化反应的醇和催化剂的摩尔比是依据最初黄色脂中的脂量计算的。转酯化过程发生在室温下8小时。对于每批预处理后黄色脂转酯化反应的配料量见表4。
反应后,将该混合物泵送到分离罐,酯和甘油层在罐中分离。然而,甘油的分离发生在水加入时。该混合物用温软水洗涤四次,每次30min,以除去甘油、过量醇和催化剂。对于每一步的洗涤,水量都是酯体积比的50%。在洗涤过程中,存在着一种分离相,含有既不溶于酯也不溶于洗涤水的物质。这个物质称为相间物。在经过第四次洗涤步骤后,相间物絮集在酯和从酯中分离出来的水之间。经发现多增加两步洗涤步骤(总六次)对于控制酯中游离甘油值达到燃料级生物柴油所要求的指标范围(0.02%)是非常必要的。在抽出洗涤水-甘油混合物后,把酯泵送到储罐中。黄色脂生产生物柴油的总甘油、游离甘油和酯的收率数据见表5。
表3 一批含9%FFA黄色脂进行预处理反应的配料量
反应物
第一步
第二步
原料
20kg
20kg
甲醇
4.35kg
2.13kg
硫酸
0.087kg
0.021kg
表4 一批预处理后黄色脂转酯化反应的配料量
反应物
数量(kg)
预处理后黄色脂
176
甲醇
32.6
甲醇钠(0.82%)
1.22
甲醇钠(去中和)
0.28
表5 预处理后黄色脂转酯化反应的多种因素
原料
总甘油(%)
游离甘油(%)
收率(%)
黄色脂
0.23
0.019
90.2
2.3研究实例3:褐色脂生产生物柴油
第三个研究案例关系到的是由褐色脂在中试装置的生产。所得到的褐色脂的酸价为79.2mgKOH/g,相当于FFA值约为39.6%。褐色脂的脂肪酸分布见附录。
利用两步酸催化反应可将原料的FFA值降到小于1%。对于含39.6%FFA褐色脂的预处理反应,其配料量见表6。
第一次预处理的组分是10%wt硫酸和20:1摩尔比的甲醇,依据于反应物的FFA量。混合物通过加热管在55℃—60℃温度下循环一小时。当反应完成时,将该混合物泵送到一级沉降槽从预处理后的褐色脂中分离出醇-水混合物。该醇-水混合物被移走是因为水会抑制接下来的反应步骤。在第一步的终点时,原料的平均酸价经测定为6.69mgKOH/g(约3.5wt%)。
表6 一批含39.6%FFA褐色脂预处理反应的配料量
反应物
第一步
第二步
原料
15kg
25kg
甲醇
14.8kg
4.3kg
硫酸
0.59kg
0.09kg
在第二步预处理步骤中,将原料从第一级沉降罐打回到预处理反应罐,按照表6中的数量加入增加的甲醇和硫酸。在这个预处理步骤中,硫酸的量是10%,根据FFA值6.69mgKOH/g原料的40:1摩尔比。再次将混合物在55℃—60℃温度下循环一小时。反应后,将混合物打到二级沉降槽,但是醇-水混合物不用除去。在这个步骤中水的生成是微量的(小于0.1%),使得不能影响到转酯化反应过程。在第二步的这个时候,原料的平均酸价测定为1.54mgKOH/g。
预处理后,工艺继续同碱性催化剂在6:1摩尔比甲醇的量进行。试验表明0.21%的NaOCH3加一定量的需要中和脂肪酸的量是足够完成反应的。醇和催化剂量的,摩尔比计算依据于最初的褐色脂中的甘三酯量。对于每一批预处理后的褐色脂进行主反应的配料量见表7。转酯化反应在室温下进行8小时,然后将该混合物泵送到分离罐。象处理黄色脂的例子一样,甘油相不用分离的。当将60℃的软化水加入时,分离发生了,酯相上升到了上部,水-甘油相沉降到了底部。他们相之间被前面讲到的相间物分开。将该混合物水洗6次,每次30分钟,软水温度60℃,以除去甘油、过量醇和催化剂。对于每一次洗涤,水量都是酯体积的50%。在第四步洗涤后,相间物絮集在由酯中分离出的洗涤水和酯中间。在抽取出洗涤水-甘油混合物后,将酯泵送到酯罐中。对于不同数量的催化剂的两个操作步骤,褐色甲基酯同碱性催化剂反应后的反应完成数据见表8。
结果显示,总甘油值在燃料指标(0.24)之内。他们同时表明当使用过量的催化剂时,皂的形成会增加,并且收率降低。从该两步骤中都发现甘油的分离和甲醇钠的回收利用是问题。
3.中试装置甲基酯生产过程中皂和催化剂分析
为了验证中试装置中洗涤的效果,收集到酯、洗涤水和甘油,并且测定皂和催化剂的量。催化剂的测定是用0.01NHCl滴定,酚酞作指示剂。皂的确定是继续用HCl滴定至黄色点,溴酚蓝作指示剂。表6表明在三个例子中从大豆油、黄色脂和褐色脂制取甲基酯中的催化剂和皂值。在黄色脂和褐色脂中没有数据表明收集到甘油。原因是在第一批洗涤水加入时没有甘油的生成。表10说明了催化剂的金属物料平衡。该物料平衡确定了皂和催化剂的测量精度。
象 表中说明的一样,大多数催化剂在大豆油的转酯化过程中随甘油一起除去了。对于黄色和褐色脂的转酯化反应催化剂随同第二步洗涤的水一同除去。除非洗涤水的甘 油分离不充分。在第二步洗涤后在洗涤水中没有发现催化剂,但是在以后的洗涤过程中都有皂的发现。钾和钠的进量和排出量非常接近。可以肯定的时大多数的皂和 催化剂已经从生物柴油中除去了。表9表明在第六步洗涤步骤中依然由一些皂从酯中被除去。然而从表10中的钠平衡显示微量的皂存在。同时钠平衡中没有分析到的相间物表明没有含有过多的钠。因此,可能没有钠皂混合物存在。继续验证,这些物质可能于钙基物质或蛋白结合,因为只有在动物脂中才能发现。
❷ 煤液化及煤化工国家重点实验室(兖矿集团有限公司)的项目成果
煤液化及煤化工国家重点实验室是国家科技部批准的首批36家企业国家重点实验室之一,实验室座落在上海市浦东新区张江高科技园区,总面积为5000平方米左右,由上海兖矿能源科技研发有限公司总经理孙启文博士担任实验室主任,实验室学术委员会由谢克昌院士、倪维斗院士、金涌院士、谢和平院士等国内知名的12位煤液化及煤化工专家组成,学术委员会主任由谢克昌院士担任。
煤液化及煤化工国家重点实验室由煤液化催化剂研发、煤液化过程开发、煤化工催化剂与过程开发、基础理论研究、仪器与化学分析5个专科实验室和煤液化及煤化工中试研究基地构成,实验室拥有ICP等离子光谱仪、X射线衍射仪、电子扫描显微镜等50余台先进的实验仪器设备及5000吨/年高温费托合成煤间接液化中试装置和5000吨/年低温费托合成煤间接液化中试装置各一套。
煤液化及煤化工国家重点实验室主要研究方向为:1.煤间接液化技术的研发;2.以煤基甲醇为原料生产下游化工产品技术的研发;3.以煤为原料油、电、化联产技术的研发与集成。
实验室在煤液化及煤化工的技术研发上已开展了大量卓有成效的工作,并取得了一系列成果。1.完成低温费托合成煤间接液化技术的自主研发工作,建设了5000吨/年费托合成中试装置及与之配套的100吨/年催化剂装置,该中试装置实现了4706小时长周期连续稳定满负荷运行,各项技术指标达到国内领先,国际先进水平,所产柴油十六烷值达75以上,无硫、无氮且芳烃含量低,是优质环保油品;所产石脑油蒸汽裂解三烯总收率>60%,是优质的乙烯裂解原料。以此技术为基础的百万吨级工业示范装置正在积极的实施之中,计划于2010年投料试车并示范运行;2.完成5000吨/年固定流化床高温费托合成中试装置的建设,实现1883小时连续稳定满负荷工业运行试验,圆满取得大型工业化装置设计所需的基础数据。
实验室目前共承担国家863计划课题5项,获得科技成果3项,申请专利30余项,获得有关煤液化技术的授权专利17项,其中发明专利14项,涵盖费托合成催化剂、费托合成反应器及内件、费托合成及费托合成催化剂还原工艺、费托合成产品加工工艺等煤间接液化的各项关键技术。
❸ 求助50L单层玻璃反应釜的具体使用方法
通过油浴锅(槽)注复入恒温的(高温制或低温)热溶液或冷却液,对反应釜内的物料进行恒温加热或制冷,并且可以提供搅拌。此设备可以进行真空搅拌反应,蒸馏浓缩反应,分离萃取,反应发热实验,我们可以在油浴锅中通过冷凝盘管通自来水从而达到迅速降温的效果,物料在反应釜内进行反应,并能控制反应溶液的蒸发与回流,反应完毕,物料可从釜盖开口或者釜底的下出料口放出,操作极为方便。单层玻璃反应釜广泛应用于化学、精细化工、生物制药新材料合成等实验及生产。该产品可与循环水多用真空泵、低温冷却液循环泵、循环油浴锅配套使用成为系统装置,或者用于中试生产。
❹ 二氧化碳加氢制汽油示范装置开车成功 年产千吨国六汽油
易车讯 近日,从官方渠道获悉,由中国科学院大连化物所物理研究(以下简称“大连化物所”)和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置,在山东邹城工业园区开车成功,生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。
由大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组组成的研究团队于2017年开发了二氧化碳加氢制汽油技术,该技术历经实验室小试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备、中试工艺包设计等过程,于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置。装置累计完成各项投资四千余万元,并陆续实现了投料试车、正式运行以及工业侧线数据优化,于2021年10月正式通过了由中国石油和化学工业联合会组织的连续72小时现场考核。
该技术可实现二氧化碳和氢的转化率达到95%,汽油在所有含碳产物中的选择性优于85%,显著降低了原料氢和二氧化碳的单耗,整体工艺能耗较低,生成的汽油产品环保清洁,经第三方检测,辛烷值超过90,馏程和组成均符合国VI标准。目前已形成具有自主知识产权的二氧化碳加氢制汽油生产成套技术,为后续万吨级工业装置的运行提供了有力支撑。
该工作得到了中国科学院 “变革性洁净能源关键技术与示范”A类先导专项、国家自然科学基金、兴辽英才等项目资助,持续关注。