疏水型氧化钙-甲醇催化制备无甘油生物柴油新体系及机理研究

项目名称： 疏水型氧化钙-甲醇催化制备无甘油生物柴油新体系及机理研究

项目编号： No.21306149

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 化学工业

项目作者： 汤颖

作者单位： 西安石油大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 针对KOH催化的碳酸二甲酯与油脂酯交换制备无甘油生物柴油体系中存在的皂化现象严重、产物分离困难以及反应效率不高的现象，本项目以氧化钙为固体碱催化剂，通过在反应体系中加入少量甲醇，引发甲醇-油脂酯交换反应产生甘油和生物柴油，甘油在催化剂表面原位与碳酸二甲酯反应转化为碳酸甘油酯，建立新型氧化钙-甲醇催化的甲醇-油脂-碳酸二甲酯链式反应制备无甘油生物柴油新体系。 通过对该反应体系反应动力学研究，确定反应中的速控步，揭示整个反应的历程。同时，采用化学键合的方式对氧化钙表面进行改性，制备高效、疏水固体碱催化剂。对催化剂表面的吸附行为以及耐水性等进行研究，揭示表面改性氧化钙强化反应底物扩散的实质，以及表面改性剂结构对氧化钙耐水性和抗二氧化碳侵蚀性影响规律。 最终评价该新方法制备生物柴油的燃烧性能，为促进生物柴油产业多元化发展奠定理论以及技术支持。

中文关键词： 生物柴油；三组分反应；氧化钙；甘油；表面改性

英文摘要： A new process for high efficient biodiesel production without glycerol is provided to accelerate reaction efficiency and avoid the saponification and difficult separation in the reaction of nature oil and dimethyl carbonate.In the process, with the CaO catalyst, samll amount of methanol will be added to initiate the reaction between methanol and oil, and then the produced glycerol will converte to glycerol carbonate by esterification with dimethyl carbonate in-situ. By combining the two steps of reaction together in one system, the new chain reaction system will be established. The rate control step and reaction mechanism of this new reaction system will be confirmed according to the results of kinetic experiments. One the other hand, hydrophobic CaO catalyst with high react activity will be prepared by surface modification. The influence of modifier structure to hydrophobicity of modified CaO and absorption ability will be investigated by moisture absorption test and surface absorption behavior test. At last, the combustion properties of prepared biodiesel are investigated to improve the biodiesel industry theoretically and technologically.

英文关键词： biodiesel；tricomponent；CaO；glycerol；surface modification