3.2. Катионообменной смолы в качестве гетерогенных катализаторов

Катионообменные смолы широко представлены в маштабе лабораторного производства биодизеля, хотя промышленное применение еще не изучены.. Лян et al. [63] синтезированы новые и возможно [Et₃NH]Cl-AlCl₃катализатор для производства биодизеля. В chloroaluminate ионная жидкость, отобранных для синтеза биодизеля было очень эффективным для реагирования в соответствии с условиями эксплуатации: катализатора [Et₃NH]Cl-AlCl₃ (x(AlCl₃) = 0.7), соевое масло 5 г, метанола 2.33 g, время реакции 9 ч, температура 70 C. Они сообщили 98.5% выход биодизеля. Простота эксплуатации, низкая стоимость используемого катализатора, высокая доходность, не омыление и повторного использования ключевые особенности этой методики. Zhang et al. [118] изучал переэтерификация японский bungeanum масло семян (ZSO), содержащих высоких свободных жирных кислот (FFА) с помощью железа сульфат последовала переэтерификация с использованием оксида кальция (CaO) в качестве щелочного катализатора. Кислота значение ZSO с высокой FFА может быть снижена до менее, чем 2 мг КОН/г за один шаг этерификации с метанола-на-ПАФ молярном отношении 40.91:1, железа сульфат 9.75% (в зависимости от веса FFА), реакция при температуре 95 C, и время реакции 2 ч, что может удовлетворить переэтерификация с использованием щелочного катализатора. Поверхность отклика методологии (RSM) был использован для оптимизации условий для ZSO производства биодизельного топлива, СаО в качестве катализатора. Квадратичное многочленное уравнение было получено для биодизеля преобразованием путем множественного регрессионного анализа и проверки экспериментально подтвердили достоверность прогнозной модели. Оптимальное сочетание для переэтерификации был methanolto масла молярном соотношении 11.69:1 количества катализатора 2,52%, а время реакции 2,45 ч. При этом оптимальное состояние, выход биодизеля, как сообщается, 96%. Это исследование является практическим методом для производства биодизеля из необработанного сырья с высоким FFA с высокой скоростью реакции, меньшей коррозией, менее токсичные, и меньше экологических проблем.

Гири et al. [154] сообщили этерификации пальмитиновой кислоты на соли аммония 12-tungstophosphoric кислоты (ТФК). Влияние аммония содержание кислоты было исследовано подготовке частично или полностью протонного обмена катализаторов. Метод потенциометрического титрования была использована для количественной оценки их кислотности. Частично обменялись катализатором, обладающим сильным кислым свойством, оказался более активным, чем его полностью обменяный аналог..

Хамад и соавт. [155] представлены heterogeneized гетерополикислот, H3PW12O40/SiO2 и Cs2HPW12O40 в качестве катализаторов переэтерификации рапсового масла с этанолом в мягких условиях. Количество и силы кислоты оценивались по калориметрии. Над безводной H₃PW₁₂O₄₀ и Cs₂HPW₁₂O₄₀, кислотных центров однородных сил с теплотой адсорбции аммиака около 200 кДж / моль были измерены. В отличии от H3PW12O40/SiO2 показал свойства снижения прочности при неоднородном распределении. Каталитическая активность не коррелирует с кислотой прочности твердых катализаторов. Действительно, эквивалент ТОF были определены на H₃PW₁₂O₄₀ и диоксид кремния H₃PW₁₂O₄₀ в то время как Нижняя были измерены на микропористой Cs₂HPW₁₂O₄₀. TOF значения были интерпретированы в терминах выщелачивания в активную фазу в случае H3PW12O40/SiO2 при пониженной доступности кислотных участков может объяснит нижней TOF измеряется на Cs2HPW12O40.

Katada и соавт. [156] использовали гетерополикислоты полученного твердого кислотного катализатора, H4PNbW11O40/WO3- Nb2O5 прокаливают при 773 K (HPNbW / WNB). Это свидетельствует о более высокой каталитической активностью для переэтерификации между триолеина и этанола в этилолеат по сравнению с деятельностью обычных твердых кислотных катализаторов. Катализатор HPNbW / W-Nb был нерастворимый в реакционной смеси, то время как такие гетерополикислоты H4PNbW11O40 и H3PW12O40 показали высокую активность, но растворялись в реакционной смеси. Активность была чувствительна к температуры прокаливания, и кальцинирования около 773 K при условии, высокоактивного катализатора. Скорость реакции показала максимум на 10-30 этанола/триолеин молярном соотношении. Активность наблюдалась в совместном присутствии воды и олеиновой кислоты. Скорость реакции была высокой, когда метанол используется вместо этанола. В неподвижном слое непрерывного потока реакции, ее потенциал какнерастворимый катализатор был предложен стабильной активностью во время не менее 4 дней реакции.

Kolaczkowski et al. [157] изучали реакции переэтерификации триглицеридов со спиртами с помощью цинка аминокислотный комплекс [ZnL₂] в качестве катализатора. Это было исправлено на структурированную монолит поддержку (кордиерит), так как для активации катализаторов должны быть сохранены в неподвижной зоне. Для продвижения этой работы, эксперименты были проведены в 120 мл реактора переодического действия, с 10 мм × 10 мм × 10 мм разделы катализатора, покрытие монолит (1,1 мм квадратных канала, 62 клеток см⁻²). Сообщалось, что 54% триглицеридов был преобразован в биодизель с 12:1 молярным соотношением метанола и рапсового масла (триглицеридов), в 195 = C и 20 бар, и, используя 0,3 г, цинка катализатора (с покрытием на монолит). Этот результат был найден очень интересный с конверсией 69% в пакетном экспериментов, когда-0,3 г, катализатор был разогнан в растворе в виде очень мелкого порошка. Интересно, что было также показано, что кордиерита монолит поддержки выставлены в каталитической активности (27% конверсии триглицеридов).

Li et al. [158] сообщили лабораторном масштабе процесс чистое, легкий и эко-логически дружественных производства биодизеля из Eruca Sativa Гарс (ESG)растительного масла. Переэтерификация ESG нефти heterogeneously катализируемых Cs_2.5H_0.5PW₁₂O₄₀ heteropolyacid соль. Свойства биодизельного топлива, полученные таким образом, были сопоставимы с обычным дизельным топливом и по сравнению с американским Стандартом для Биодизеля (ASTM 6751). Использование ESG биодизеля вместо обычного дизельного топлива снижает выбросы. Результаты свидетельствуют, что Cs_2.5H_0.5PW₁₂O₄₀ является экологически безопасным чем твердый кислотный катализатор.

Карму и соавт. [159] провели этерификации пальмитиновой кислотыметанола, этанола и изопропанола в присутствии Al-MCM-41 мезопористые молекулярные сита с Si / Al соотношения 8,16 и 32 в качестве катализаторов. Каталитическая кислота, синтезированы при комнатной температуре. Реакция была выполнена при темп 130 C при перемешивании в 500 об / мин, с алкоголем/кислоты молярном соотношении 60 и 0,6 мас.% катализатора в течении 2 ч. Алкоголь реактивность следующем порядке метанола > этанол > изопропанол. Катализатором Аль-МСМ-41 с отношением Si/Al = 8 произвели наибольшее преобразование значения для спиртов изучены. В данных следует удовлетворительно приближения первого порядка кинетики. Фэн et al. [160] используются три типа катионообменной смолы (НКС-9, 001 × 7 и D61) в твердых кислотных катализаторов для подготовки биодизеля из подкисленных масел, получаемых из отходов масла для жарки. В результатах представлено, что каталитическая активность НКС-9 была выше, чем 001 × 7 и D61. Преобразование этерификации по NKC-9 увеличилась с увеличением количества катализатора, температуры реакции и время и метанол/нефть молярном соотношении. Максимальное преобразование, по сведениям, было 90.0%. Кроме того, NKC-9 смолы экспонатов хорошие возможности повторного использования. Хромато-масс-спектрометрический анализ показал, что продукция была проста и в основном состоит из C16: 0 (пальмитиновая), C18: 2 (линолевая) и C18: 1 (олеиновой) кислоты метилового эфира, соответственно. Лам et al. [31] исследовали гетерогенный кислотный катализатор для переэтерификации нефти с высоким (FFА) свободных жирных кислот. Однако, несмешиваемых фаз, метанола-нефть-катализатор в исходной реакционной смеси, как правило, ведет к медленной скорости реакции и долгое время реакции. Чтобы преодолеть эту трудность, использование биодизеля в качестве со-растворителя для реакции переэтерификации, катализируемой ТАК₄²⁻/SnO₂-SiO₂ (твердых кислотных катализаторов) была исследована. Оказалось, что при использовании биодизеля в качестве со-растворителей, высокий выход FAME 88.2% (почти на 30% выше, чем без использования co-растворитель), может быть получен в течение меньшего времени реакции (1,5 ч) с помощью следующих условий реакции; реакция при температуре 150◦ C, метанол на нефть, соотношение 15 и катализатора загрузка 6 мас.% (вес нефти).

Cannila et al. [161] сообщила результаты, полученные с помощью системы новый MnCeOx в реакции переэтерификации рафинированного подсолнечного масла с метанолом.Выполнение таких катализаторов по сравнению с общей кислоты катализаторов. Полученные результаты показали, что MnCeOx система обладает превосходной активностью особенности работы при низких температурах (≤ 120 ◦ C). Чэнь и Клык [162]сообщил новый, катализатор, подготовленный sulphonation глюкозы-крахмальной смеси. Эксперименты показали, что твердая кислота была самая высокая активность этерификации, когда глюкоза и кукурузы порошка, смешиваются в пропорции 1:1, углепластик при 400 C на протяжении 75 минут, и, сульфированные с концентрированной H₂ТАК₄ (98%) при 150 С в течение 5 ч. Катализатор характеризуется кислотным измерением активности, XPS, ТЕА и FT-IR. Результаты показали, что твердые кислоты (CS_0.073O_0.541), состоящих из обеих кислот Льюиса и Bronsted свойств кислоты, вызванно-ТАК₃H и-COOH. Преобразование олеиновой кислоты и triolein в сложные эфиры после переэтерификации было зарегистрировано 96% и 60%, соответственно. Производство биодизельного топлива из отходов хлопкового масла с высоким содержанием свободных жирных кислот (FFA 55.2 мас.%) с помощью этого катализатора сообщалось, и вы выход метилового эфира был 90% через 12 ч. Катализатором деактивирован постепенно после перерабатываемого использования, но он может быть восстановлен по H2SO4 лечение.

Corro и соавт. [163] провели transesterioficationl из отходов масла для жарки (WFO) в двух шагах катализируемого процесса. Свободные жирные кислоты (FFA) были впервые этерифицированные с метанолом, катализируемый SiO₂  предварительно с HF. Катализатором было легко восстановить, и не гидратированный, ни газированные, не растворяется в реагентов или продуктов реакции, показала высокий уровень активности за FFA этерификации и представил высокой стабильностью. После 10 запусков этерификации, активность катализатора осталась неизменной. На втором этапе, триглицериды, alpha-липопротеиды WFO были трансэтерифицированные с метанолом, катализируемый NaOH. Газовой хроматографии и масс-спектрометрического анализа показали, что процесс, предложенный в этом исследовании привел к свойствам биодизеля содержащий 96% метиловых эфиров. Процесс таким образом, может рассматриваться как гетерогенно-гомогенных каталитических процессов. Некоторая дополнительная информация для катионообменной смолы в качестве гетерогенных катализаторов приводится в Таблица 3.

Таблица 3. Сравнение на несколько катионообменные смолы, используемые для переэтерификации, их реактивность, доходность, избирательность и легкая утилизация.

S. Нет.	Источник нефти	Катализатор	Темп., = C	Алкоголь:нефть отношение	Катализатором загрузка,% масс.	Время реакции, ч	Биодизель преобразования доходность, %	Съемки катализатора	Ref.
1	Соевое масло	TiO2/Ними2	175-200? C	1:40	4.0	4–20	95	НП	[68]
2	Метил soyate	Рутений катализаторов	40? C	–	0.1	2	46	–	[69]
3	Метил soyate	(SAC-13) серной кислоты и коммерческой нафион (Nafion)/кремнезема композиционных твердых кислотных катализаторов	60 C		0.5–3				[69]
4	Подсолнечное масло	Основные смолы	45? C	6.128:1	2–5	–	80	–	[21]
5	Отходы растительного масла	Цинка стеарат прикол на силикагеле (ZS/Si)	200? C	18:1	3	10	98	4	[71]
6	Растительные масла	Ву3/Ними2катализатор	75? C	19.4:1	0.2	1	70	3	[72]
7	Нефть	Трифторуксусная кислота	120? C	20:1		5	98.4	–	[143]
8	Ятрофа curcas нефти	Сульфатированные оксид олова (SiO2(ТАК42−/SnO2-SiO2))	60-80 градусов C	15:1	3	2	97	–	[141]
9	Свободные жирные кислоты (ФФА) в подкисленных нефти	Циркония сульфат (Zr(ТАК4))	–	–	–	–	94.5	–	[142]
10	Свободные жирные кислоты (ФФА) в подкисленных нефти	Сульфированные поливиниловый спирт (SPVA)	–	–	–	–	81.2	–	[142]

Параметры таблицы