本文關(guān)鍵詞：棕櫚油生物柴油低溫結(jié)晶過程研究

  更多相關(guān)文章： 棕櫚油生物柴油 低溫結(jié)晶 晶習(xí) 分形

【摘要】：生物柴油燃燒性能良好,且具有可持續(xù)性和環(huán)境友好性,大力發(fā)展生物柴油對于緩解能源短缺危機(jī),改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。棕櫚油生物柴油(PME)低溫流動性能較差,低溫環(huán)境下容易結(jié)晶影響正常使用。本文對PME結(jié)晶行為、析出晶體形態(tài)及影響因素等進(jìn)行系統(tǒng)研究,探究PME結(jié)晶機(jī)理,并對PME結(jié)晶過程進(jìn)行模擬,為改善PME低溫流動性能提供理論依據(jù)。以棕櫚油為原料制備生物柴油,經(jīng)檢測理化性能符合國標(biāo)要求。使用氣質(zhì)聯(lián)用儀對生物柴油及石化柴油化學(xué)組成進(jìn)行分析。結(jié)果表明：PME由C、H、O三種元素構(gòu)成,主要成分為10～24個偶數(shù)碳原子組成的脂肪酸甲酯(FAME)。其中,飽和飽和脂肪酸甲酯(SFAME)和不飽和脂肪酸甲酯(UFAME)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40.13%和59.57%。SFAME主要成分為棕櫚酸甲酯(C16：0),其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.04%。其次為硬脂酸甲酯(C18：0),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.64%。而UFAME主要由單不飽和脂肪酸甲酯(C16：1～C20：1)、二不飽和脂肪酸甲酯(C18：2)和三不飽和脂肪酸甲酯(C18：3)構(gòu)成,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為44.54%、14.44%、0.59%。石化柴油含有C、H兩種元素,主要是由8-24個碳原子組成的正構(gòu)烷烴構(gòu)成。-10PD中正構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61.26%。使用低溫顯微設(shè)備觀察PME結(jié)晶過程,對獲取的晶體圖像進(jìn)行定量表征。研究發(fā)現(xiàn),溫度、降溫速率、調(diào)合及添加低溫流動性改進(jìn)劑都會對結(jié)晶過程產(chǎn)生重要影響。隨著溫度降低,析出晶體數(shù)量不斷增加后趨于穩(wěn)定,晶體體積不斷增大,并相互聚集、聯(lián)結(jié)形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)。降溫速率較小時,生成晶體數(shù)量較少,單個晶體體積較大,呈規(guī)則多邊形片狀結(jié)構(gòu)。降溫速率較大時析出晶體數(shù)量增大,體積減小,呈復(fù)雜的團(tuán)簇狀結(jié)構(gòu)。與石化柴油調(diào)合和添加低溫流動改進(jìn)劑,可以抑制晶體生長,減小生成晶體尺寸。PME可以看作高熔點SFAME為溶質(zhì),低熔點UFAME作為溶劑的偽二元溶液。結(jié)晶過程分為溶液過飽和、成核、晶體生長三個階段。其晶體生長機(jī)制分為兩類：平衡生長機(jī)制、分形生長機(jī)制。平衡條件下,晶習(xí)由晶體中各晶面生長速率差異確定,外形規(guī)則,具有明顯對稱性和各向異性。外部環(huán)境偏離平衡時,晶體出現(xiàn)分形生長,形成晶習(xí)為團(tuán)簇狀不規(guī)則枝權(quán)結(jié)構(gòu),周圍分布細(xì)小相似枝晶,具有明顯分形特征。以C_(18：0)為酯晶中SFAME模型化合物,使用Materials Studio軟件,采用BFDH模型、AE模型對平衡狀態(tài)下PME晶體形態(tài)進(jìn)行模擬。兩種模型得到的理論晶習(xí)均呈六面體薄片狀晶體,最大顯露面為{002}面,與低溫結(jié)晶試驗觀察結(jié)果吻合。AE模型考慮晶面附著能,所得晶習(xí)層間距更小晶體更薄,更符合實際情況。以C18為柴油蠟晶中正構(gòu)烷烴模型化合物。利用Materials Studio軟件,采用BFDH模型、AE模型預(yù)測該晶體平衡態(tài)的理論晶習(xí)。所得晶習(xí)均為六角片狀,{001}面為最大顯露面,與蠟晶實際形態(tài)相符。采用DLA模型,利用Matlab軟件模擬PME非平衡狀態(tài)下生長過程。模擬結(jié)果為團(tuán)簇狀不規(guī)則凝聚體,呈現(xiàn)分形特征,非平衡態(tài)下PME析出酯晶圖像具有一定相似性。
【關(guān)鍵詞】：棕櫚油生物柴油 低溫結(jié)晶 晶習(xí) 分形
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-16
• 1 緒論16-26
• 1.1 生物柴油簡介16-18
• 1.2 生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.3 生物柴油低溫流動性及結(jié)晶過程研究現(xiàn)狀20-24
• 1.4 研究意義和主要研究內(nèi)容24-26
• 2 棕櫚油生物柴油的制備26-34
• 2.1 實驗材料及儀器26-27
• 2.2 實驗方法27-29
• 2.3 酯交換法制備生物柴油機(jī)理29-30
• 2.4 結(jié)果與討論30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 棕櫚油生物柴油低溫結(jié)晶實驗34-46
• 3.1 實驗材料及儀器34-35
• 3.2 實驗方法35-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 棕櫚油生物柴油結(jié)晶機(jī)理46-56
• 4.1 生物柴油結(jié)晶過程分析46-49
• 4.2 酯晶晶習(xí)形態(tài)學(xué)研究49-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 5 酯晶晶習(xí)模擬56-70
• 5.1 平衡生長機(jī)制下晶習(xí)模擬56-65
• 5.2 分形生長機(jī)制下晶習(xí)模擬65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 6 結(jié)論和展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄A 相關(guān)儀器設(shè)備78-82
• 致謝82-84
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;生物柴油[J];廣西輕工業(yè);2000年04期

2 許俊霞;美軍開始使用生物柴油[J];石油煉制與化工;2001年11期

3 ;21世紀(jì)的清潔能源──生物柴油[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年04期

4 ;生物柴油[J];技術(shù)與市場;2001年08期

5 譚天偉,王芳,鄧立,徐家立,王麗娟;生物柴油的生產(chǎn)和應(yīng)用[J];現(xiàn)代化工;2002年02期

6 冀星 ,郗小林 ,劉洪;海南正和生物能源公司開發(fā)的生物柴油通過專家鑒定[J];中國工程科學(xué);2002年12期

7 朱曾惠;重新活躍起來的生物柴油[J];化工新型材料;2002年08期

8 ;保加利亞開始使用“生物柴油”[J];交通環(huán)保;2002年02期

9 柏杰;發(fā)展生物柴油大有可為[J];中國科技產(chǎn)業(yè);2002年09期

10 李一;棕油新用途[J];世界熱帶農(nóng)業(yè)信息;2002年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;海藻基生物柴油最新進(jìn)展[A];節(jié)能減排論壇——福建省科協(xié)第八屆學(xué)術(shù)年會衛(wèi)星會議論文�？痆C];2008年

2 黃鳳洪;危文亮;郭萍梅;;我國生物柴油原料選擇與制造技術(shù)發(fā)展對策[A];2008中國生物質(zhì)能源技術(shù)路線標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)論壇論文集[C];2008年

3 樓狄明;;生物柴油在車用柴油機(jī)上的應(yīng)用研究與示范[A];2008中國生物質(zhì)能源技術(shù)路線標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)論壇論文集[C];2008年

4 趙鵬;;生物柴油的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展綜述[A];中國汽車工程學(xué)會燃料與潤滑油分會第13屆年會論文集[C];2008年

5 王永紅;劉泉山;周旭光;徐小紅;;生物柴油基本性能研究[A];中國汽車工程學(xué)會燃料與潤滑油分會第13屆年會論文集[C];2008年

6 張治林;;生物柴油的生產(chǎn)及應(yīng)用[A];中國石油和石化工程研究會第八屆年會文集[C];2004年

7 蘇有勇;戈振揚;張無敵;施衛(wèi)省;;生物柴油的研究生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展前景[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集第四分冊[C];2005年

8 曹文明;;生物柴油國內(nèi)外研究應(yīng)用綜述[A];上海市糧油學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2005年

9 ;美國公司稱用“光合作用”直接造出生物柴油[A];第五屆(2012)中國油脂化工行業(yè)年會論文集（補(bǔ)充）[C];2012年

10 蘭昊;魏東盛;邢來君;李明春;;采用真菌油脂制備生物柴油的研究[A];中國菌物學(xué)會第四屆會員代表大會暨全國第七屆菌物學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張小明;生物柴油:綠色產(chǎn)業(yè)[N];中國工業(yè)報;2004年

2 邱美輝;福建生物柴油產(chǎn)業(yè)化基地建成[N];中國化工報;2002年

3 孫俊波;生物柴油：未來能源的理想選擇[N];中國化工報;2003年

4 姚鶴;生物柴油需求將迅速增長[N];中國化工報;2003年

5 郝穎;生物柴油研發(fā)步入快車道[N];中國化工報;2004年

6 郭新文;巴西推廣生物柴油[N];中國環(huán)境報;2004年

7 本報記者 劉曉星;專家看好生物柴油發(fā)展前景[N];中國環(huán)境報;2005年

8 薛冬;發(fā)展生物柴油具有戰(zhàn)略意義[N];中國汽車報;2003年

9 葛蘊珊;生物柴油能否在我國推廣[N];中國汽車報;2003年

10 韓德奇 徐國英 徐公林 劉惠麗;生物柴油發(fā)展空間巨大[N];中國石化報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉夢琪;鈣基非均相堿催化酯交換生產(chǎn)生物柴油的性能與機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2015年

2 馬桂霞;固體催化劑的制備及其催化轉(zhuǎn)化普通小球藻制備生物柴油的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 吳學(xué)華;竹炭基固體酸—磁性固體堿兩步法催化多花小桐子油制備生物柴油的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 李一哲;兩步法制備生物柴油隨機(jī)動力學(xué)模型及低溫流動性改進(jìn)評價研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 張庭婷;中國微藻生物柴油全生命周期“2E&W”分析[D];上海交通大學(xué);2014年

6 馬英群;以餐飲廢油為原料制備生物柴油及其副產(chǎn)物利用的研究[D];北京科技大學(xué);2016年

7 張昆明;酸法催化生產(chǎn)生物柴油過程的幾個關(guān)鍵問題研究[D];天津大學(xué);2015年

8 王鑫;正丁醇—生物柴油雙燃料燃燒過程數(shù)值模擬研究[D];天津大學(xué);2015年

9 周桂雄;磁性全細(xì)胞催化劑的制備及其催化餐飲廢油制備生物柴油的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2013年

10 陳昊;生物柴油/柴油混合燃料及生物柴油摻水微乳化燃料性能研究[D];長安大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張龍云;丁醇萃取發(fā)酵耦聯(lián)生產(chǎn)“改良型”生物柴油過程的性能優(yōu)化研究[D];江南大學(xué);2008年

2 劉津;生物柴油在直噴式柴油機(jī)上的燃燒和排放特性研究[D];長安大學(xué);2008年

3 張琦;生物柴油添加比例對輕型柴油機(jī)性能及排放影響的研究[D];吉林大學(xué);2009年

4 徐元浩;生物柴油的實用性研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

5 李忠亮;大豆生物柴油的制取及其在柴油機(jī)上的試驗研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

6 蔡櫻英;生物柴油的制備及其臺架驗證實驗研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

7 丁相城;不同大氣壓力下增壓中冷柴油機(jī)燃用生物柴油的工作過程研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

8 陳貴升;高原環(huán)境下車用柴油機(jī)燃用生物柴油的試驗研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

9 肖行川;應(yīng)用生物柴油修復(fù)原油污染海灘的模擬研究[D];青島理工大學(xué);2010年

10 劉淑娟;乳化生物柴油的研制及其性能研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

，

本文編號：691646