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本文以实现工业化生产为研究目标,对超临界甲醇法制备生物柴油相含率及动力学进行了研究。考察了无催化剂超临界酯交换反应的工艺条件及中间产物的分布规律,并研究了反应过程醇油两相在垂直管式反应器中的相含率分布;考察了添加共溶剂对反应过程的影响,旨在降低反应温度或压力。在直径φ20mm、长3700mm的垂直管式反应器中研究了反应温度、反应压力、醇油摩尔比分别为275-375℃、15MPa、40:1的条件下甲醇与大豆油酯交换反应(酯化)合成生物柴油体系中的相含率、反应中间产物组成、甲酯得率及其轴向分布。实验结果显示:(1)沿轴向方向(上行)醇相含率比理论值大,油相含率比理论值小。表明当反应体系处在超临界状态时,醇油反应体系仍为非均相。(2)当达到体系临界温度300℃时,甲酯收率为50%左右;当温度继续上升时,甲酯收率明显提高。375℃,1200s时,甲酯收率沿轴向出现极大值,表明反应后期,甲酯的消耗速率(分解或聚合)大于其生成速率。在反应温度、反应压力、醇油摩尔比分别为275-375℃、11-15MPa、30:1-40:1的条件下,研究了共溶剂四氢呋喃对超临界甲醇连续化制备生物柴油体系中的甲酯收率及反应中间产物组成的影响。结果表明:较低的温度下,共溶剂四氢呋喃加入反应体系后,生物柴油的收率有显著的提高;随着温度升高,共溶剂对甲酯收率的影响逐渐减弱。由此可推论在较低温度下,醇油反应体系仍为非均相;加入共溶剂后,改善了醇油的混合状态,反应速率加快,使得甲酯收率明显提高,与不加共溶剂时相比,中间产物浓度在很短时间内就达到平衡。另外得到,加入共溶剂后,可以改善超临界反应的条件,在反应温度350℃时,共溶剂四氢呋喃与甲醇的摩尔比为0.02的条件下,压力由15MPa降到11MPa,醇油摩尔比由40:1降到30:1时,甲酯收率变化不大。