Введение
1. Биодизельное топливо и существующие методы его получения .15
1.1. Биодизельное топливо. Общие сведения. Мировое производство .15
1.2. Основное сырье, используемое для получения биодизельного топлива 20
1.3. Мировые стандарты и основные характеристики биодизельного топлива 25
1.4. Традиционный каталитический метод получения биодизельного топлива 26
1.5. Альтернативные пути решения осуществления реакции трансэтерификации 31
1.5.1. Получение биодизельного топлива с использованием гетерогенных катализаторов и СВЧ-нагрева 32
1.5.2. Получение биодизеля из масла микроводорослей .33
1.5.3. Получение биодизельного топлива из липидов мезопелагических рыб и жиросодержащих рыбных отходов .35
1.5.4. Получение биодизельного топлива из отработанного соевого масла и гашеной извести .37
1.5.5. Пиролиз 38
1.6. Реализация реакции трансэтерификации, проводимой в сверхкритических флюидных условиях .39
Выводы .46
2. Каталитическая химия в процессе ускорения реакции трансэтерификации . 47
2.1. Гомогенная каталитическая реакция, как наиболее используемая в получении биодизельного топлива в промышленности 48
2.1.1. Гомогенные основные катализаторы .48
2.1.2. Гомогенные кислотные катализаторы .49
2.2. Гетерогенный катализ, как один из перспективных методов внедрения в процесс получения биодизельного топлива 50
2.2.1. Гетерогенные основные катализаторы 51
2.2.1.1. Оксиды щелочноземельных металлов 51
2.2.1.2. Комплексы на основе щелочных металлов 57
2.2.1.3. Оксиды переходных металлов и их производные .58
2.2.1.4. Смешанные оксиды металлов и их производные 59
2.2.1.5. Катализаторы борной подгруппы .60
2.2.1.6. Катализаторы подгруппы углерода 62
2.2.1.7. Цеолиты .63
2.2.1.8. Катализаторы на основе отходов
2.2.2. Гетерогенные кислотные катализаторы 65
2.2.2.1. Катионообменные смолы 68
2.2.3. Кислотно-основные гетерогенные катализаторы 70
2.3. Биокатализаторы 71
2.4. Способы приготовления катализаторов, используемых для получения биодизельного топлива .72
2.4.1. Метод пропитки .73
2.4.2. Соосаждение 74
2.4.3. Механическое смешение 75
2.4.4. «Золь - гель» метод 75 Выводы 78
3. Экспериментальная база по исследованию теплоемкости смесей исходных реагентов и процесса получения биодизельного топлива и катализаторов .79
3.1. Описание экспериментальной установки и методики измерения изобарной теплоемкости реакционной смеси «этанол/рапсовое масло» в присутствии гетерогенного катализатора .79
3.1.1. Калориметр 81
3.1.2. Измерительная ячейка 82
3.1.3. Методика измерения изобарной теплоемкости 83
3.1.4. Контрольные измерения .85
3.2. Приготовление гетерогенных катализаторов, участвующих в реакции трансэтерификации 86
3.2.1. Описание экспериментальной установки и методики получения оксидов металлов (TiO2, ZrO2) с помощью «золь - гель» метода .86
3.2.2. Приготовление катализаторов методом пропитки .89
3.3. Описание экспериментальной установки по получению биодизельного топлива в непрерывном режиме .91
3.3.1. Реактор непрерывного типа с каталитическим участком. 92
3.3.2. Ультразвуковой эмульгатор 94
3.3.3. Блок разделения продукта реакции трансэтерификации 97
3.3.4. Методика проведения реакции трансэтерификации в суб- и сверхкритических флюидных условиях на проточной установке 98
3.4. Экспериментальная реализация и методика исследования кинематической вязкости продукта реакции трансэтерификации .101
3.5. Определение состава продуктов реакции трансэтерификации 102
Выводы .104
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 105
4.1. Исследованные вещества и свойства 105
4.2. Результаты экспериментального исследования тепломкости реакционной смеси «этанол/рапсовое масло» в присутствии гетерогенного катализатора 108
4.3. Результаты экспериментального исследования размеров получаемых частиц TiO2, ZrO2 по «золь - гель» технологии 115
4.4. Исследование текстурных характеристик исходного и синтезированных катализаторов 119
4.5. Результаты экспериментального исследования кинематической вязкости продукта реакции трансэтерификации 122
4.6. Результаты экспериментального исследования полученного биодизельного топлива в суб- и сверхкритических флюидных условиях при безкаталитической и каталитической реакциях .124
4.6.1. Безкаталитический и каталитический варианты 125
4.6.2. Термическое разложение продуктов реакции 131
4.6.3. Определение оптимального гетерогенного катализатора .135
4.7. Анализ погрешностей результатов измерений .136
Выводы .141
Заключение .143
Список использованной литературы
