研究固態酸性觸媒對甘油與正丁醇之反應合成含氧添加劑

項軍強

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研究固态酸性触媒对甘油与正丁醇之反应合成含氧添加剂

Study of Solid acid catalysts for glycerol reacted with n-butanol to synthesize oxygenated additive

项军强 , 硕士　　导师：林定松　　

繁体中文

酸性触媒；生质柴油；甘油；正丁醇； Acid catalyst ； Biodiesel ； Glycerol ； n-Butanol

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摘要 │ 参考文献 (30) │ 国际计量

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Since the world’s growing demand for renewable energy in biodiesel industry, overproduction of glycerol is becoming an issue of concern. Etherification of glycerol with alcohol to synthesize the alkyl ethers of glycerol is an active research area of academic and industrial issues to explore the possibility to identify the potential catalysts and optimize the process parameter. In this work, the catalytic etherification of glycerol has been investigated with two kinds of catalyst, Aluminum Sulfate and bismuth(III) trifluoromethanesulfonate, in a batch reactor by using n-butanol to produce oxygenated additives. A detailed study of the reaction conditions includes catalyst loading (0.01-20 wt % total amount of reactants), molar ratio of glycerol/n-butanol (1: 2 to 1: 6), reaction temperature (230-270℃), and reaction time (2-7 h). The results indicate that the high conversion (>92%) of glycerol can be observed at the temperature ranges (230-270℃) and operating pressure (7-25atm). The glycerol products towards mono-butyl-glycerol ether (ME), di-butyl-glycerol ether (DE), and tri-butyl-glycerol ether (TE). After the reaction, the product mixture was automatically separated into an organic phase and an aqueous phase through the cooling process at room temperature overnight. Furthermore, the components in the organic phase can be tailored to an octane booster for gasoline and a diesel-like fuel by a simple distillation. The composition of oil phase products are analyzed by gas chromatography (GC) and thermogravimetric (TG) methods. The recyclability of catalyst are also discussed in this work.

参考文献 ( 30 ) 〈TOP〉

[1]. Rahmat, N. Abdullah, A. Z. Mohamed, A. R., “Recent progress on innovative and potential technologies for glycerol transformation into fuel additives”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, pp. 987-1000, (2010)
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[2]. Quispe, C. A. G.; Coronado, C. J. R.; Carvalho, J. A., Jr, “Glycerol: Production, consumption, prices, characterization and new trends in combustion”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 27, pp. 475-493, (2013)
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[3]. Ming Shan, Dingkai Li, Yi Jiang, Xudong Yanga, “Re-thinking china's densified biomass fuel policies: Large or small scale”, Energy Policy, Vol. 93, pp. 119-126, (2016)
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[4]. Michael S.A. Bradley, “4-Biomass fuel transport and handling”, Fuel Flexible Energy Generation, pp. 99-120, (2016)
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[5]. Víctor Codina Gironès, Stefano Moret, Emanuela Peduzzi, Marco Nasato, François Maréchal, “Optimal use of biomass in large-scale energy systems: Insights for energy policy”, Energy, Vol. 137, pp. 789-797, (2017)
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