大豆油与甲醇酯交换反应体系的相平衡研究

摘要

生物柴油是一类清洁的可再生液体燃料,精炼植物油与甲醇酯交换是制备生物柴油的重要反应。针对目前难以准确获得酯交换反应体系的多组分相平衡组成等方面存在的问题,研究了间歇反应和连续逆流分离甘油等不同反应方式下大豆油与甲醇酯交换反应体系的多组分相平衡行为,并以三油酸甘油酯与甲醇酯交换为模型反应,采用UNIFAC和Modified UNIFAC模型进行了模拟计算。结果表明,在常压、60℃反应条件下,在总组成偏离甲醇-甲酯二元组成的区域,UNIFAC和Modified UNIFAC模型准确计算了生物柴油酯交换反应体系的三元和四元相平衡组成。在甘油含量大于2.2%(质量)或转化率小于90%(质量)的酯交换反应中,计算值与实验值的平均偏差约为2%。酯交换反应相平衡的实验值和模型计算值表明,采用连续逆流方式分离甘油可以提高酯相中的甲醇含量,有利于传质和酯交换反应。这些结果为生物柴油工艺过程模拟、设备优化以及新技术开发提供了理论参考。