跨临界CO2反应装置催化酯化-分离耦合制备松香酯反应机理
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31560241
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:41.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1614.竹学
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:袁荣华; 李丽明; 黄燕梅; 梁杰珍; 黄莹莹; 丁胜芳; 唐伟超; 张栋;
- 关键词:
项目摘要
Using rosin, the rich biomass resources in Guangxi, as raw materials, the reaction mechanism of a self-inventive method about rosin ester preparation by coupling of catalytic esterification and separation in a transcritical CO2 reaction system will be studied. Using greenhouse gas (CO2) as green catalyst and separating agent, the water formed by the esterification process will be constantly taken out of the esterification reactor based on the self circulation technology of transcritical CO2 expansion and compression to eliminate the feedback inhibition caused by the products accumulation. Then, the rosin esterification-separation coupling mechanism will be discussed. The law of transfer process will be investigated using the on-line detecting system formed by laser holographic interferometry and infrared thermometer and thermography monitoring, particle imaging velocimetry, gas distributor, visual-high pressure reactor and computer, and the volumetric mass transfer coefficient model and the heat transfer coefficient model will be obtain, moreover, the relationship among gas flow rate, interface thickness, concentration and temperature distribution can be discussed. The relationship among the gas distribution pipe size, ventilation flow rate, ventilation direction and cavitation number will be investigated by ventilated cavitation experiment combined with numerical simulation method, and the formation of supercavity and the drag reduction mechanism will also discussed. The structure of each component in the reaction system and the changes of their concentration will be online tracked, and then the reaction network diagrams and lumped kinetic model of the complex rosin esterification system will be established. Furthermore, the reaction mechanism of resin acid esterification, which is catalyzed by ScCO2 and hot water proton acid, can be discussed. These will provide theoretical foundation for a highly efficient green and clean way of resource utilization and development of forestry and agricultural.
以广西优势生物质资源松香为原料,对自主创新发明的跨临界CO2反应装置催化酯化-分离耦合制备松香酯方法进行反应机理研究。采用CO2作为绿色催化剂和分离剂,应用跨临界CO2膨胀-压缩自循环技术使酯化生成的水不断地原位移出反应器,消除产物累积而引起的反馈抑制作用,探讨松香酯化反应-分离耦合机理;采用激光全息干涉/红外测温热像-粒子成像测速-气体分布器-可视高压反应器-计算机在线数据采集技术研究传递过程规律,建立体积传质与给热系数模型,揭示气体流速-界面厚度-浓度-温度分布规律;采用通气空化实验-数值模拟法考察气体分布器尺寸-通气/方向-空化数之间的关系,探讨反应器内超空泡的形成与减阻机制;在线跟踪测试反应体系结构及浓度变化,构建松香酯化复杂体系集总反应网络和动力学模型,探讨ScCO2-高温水生成质子酸催化树脂酸酯化反应机理,为开辟一条高效绿色清洁的农林生物质资源深加工新途径和新方法提供理论依据。
结项摘要
松香酯是松香化学深加工中最重要的品种之一,针对传统制备方法中使用酸触媒以及相际传递困难等问题,进行绿色催化-分离耦合制备松香酯的研究。采用改进的高温相平衡装置测定松脂体系相平衡数据,建立了相平衡的活度系数模型和pH计算模型,进行松香酯化反应热动力学的研究,获取了反应活化焓和活化熵,探讨超/亚临界(Super/subcritical,Sup/sub)CO2-H2O促进树脂酸酯化的热力学机制,发现富含CO2-高温H2O催化剂减少了酯化反应所需的热量输入。采用快速控温-压力变送器节流实验系统,测定了CO2-H2体系单一/混合工质的节流热力学效应,应用立方型状态方程进行节流热效应分析,绘制温度转化曲线,为跨临界CO2膨胀-压缩自循环技术提供热力学依据。采用恒温恒压-可视化-通气控制-实时高速成像两相流场实验系统研究松脂溶液中CO2气泡行为,获取气泡运动参数和气泡上升速度的变化规律,确定了气泡速度及曳力系数的最佳预测模型为Tomiyama模型,发现气液传质过程中随着溶液黏度的增加,CO2运动轨迹的振荡减弱,为明晰反应体系的减阻规律提供理论依据。以Sup/subCO2-水为绿色催化剂和分离剂、高温高压跨临界反应装置及跟踪采样-GPC技术,进行松香酯化反应特性和复杂反应动力学研究,考察有无CO2、Sup/Sub CO2下产生超空泡效应促进传递的不同环境中树脂酸的酯化反应效果,为高品质松香酯的绿色化制备提供理论依据;以松香和木糖醇为原料、Sup/subCO2-高温H2O为绿色催化剂制备木糖醇酯生物质基表面活性剂,研究了它的表面活性特性、自组装行为、热力学特性和食品乳化性能;构建Sup/SubCO2-H2O催化松香/氢化松香酯化的反应历程图,建立了幂型连串反应动力学模型,为反应器的设计提供理论依据。进行Sup/SubCO2-H2O催化松香树脂酸酯化反应机理研究,建立基于气液平衡、电荷平衡及化学平衡的pH计算模型,发现反应体系pH值为3.49~4.57,关联PCO2-T-pH值-酯化率的关系,探讨了高压CO2于高温水中形成质子酸代替酸催化酯化反应的机理,表明CO2的加入可降低体系的活化能和焓,从而提高反应速率,提出了Fischer 酯化机理、碳酸质子化醇以及CO2-醇形成高度亲核物质促进松香酯生成的三种酯化反应机理。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(6)
Green catalytic conversion of hydrogenated rosin to glycerol esters using subcritical CO2 in water and the associated kinetics
使用水中亚临界二氧化碳将氢化松香绿色催化转化为甘油酯及其相关动力学
- DOI:10.1016/j.supflu.2017.01.009
- 发表时间:2017-07
- 期刊:The Journal of Supercritical Fluids(JCR 2区 IF2.99)
- 影响因子:--
- 作者:Zhang Dong;Zhou Dan;Wei Xiaojie;Liang Jiezhen;Chen Xiaopeng;Wang linlin王琳琳
- 通讯作者:Wang linlin王琳琳
Catalyst-Free Biodiesel Production from Industrial Rosin Residue (Dark-Grade Rosin) Using Supercritical Methanol
使用超临界甲醇从工业松香残渣(深色级松香)生产无催化剂生物柴油
- DOI:10.1007/s12649-017-9848-6
- 发表时间:2018
- 期刊:Waste and Biomass Valorization
- 影响因子:3.2
- 作者:Wang Linlin王琳琳;Huang Chengrong;Chen Jianyun;Wei Xiaojie;Chen Xiaopeng;Liang Jiezhen
- 通讯作者:Liang Jiezhen
The rising behaviors of single bubbles in stagnant turpentine and pine resin solutions
静止松节油和松脂溶液中单个气泡的上升行为
- DOI:10.1016/j.expthermflusci.2018.05.009
- 发表时间:2018-11
- 期刊:Experimental Thermal and Fluid Science
- 影响因子:3.2
- 作者:Huang Chengrong;Wang Linlin王琳琳;Chen Xiaopeng;Wei Xiaojie;Liang Jiezhen
- 通讯作者:Liang Jiezhen
Intrinsic kinetics study of rosin hydrogenation on a nickel catalyst supported on spent equilibrium catalyst
废平衡催化剂负载镍催化剂上松香加氢的本征动力学研究
- DOI:10.1039/c7ra03611f
- 发表时间:2017-01-01
- 期刊:RSC ADVANCES
- 影响因子:3.9
- 作者:Huang, Yingying;Wang, Linlin;Li, Wei
- 通讯作者:Li, Wei
废FCC 触媒负载纳米氧化锌的制备及其松香催化酯化反应的研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:高校化学工程学报
- 影响因子:--
- 作者:丁胜芳;王琳琳;陈小鹏;韦小杰;韦彩琴;童张法
- 通讯作者:童张法
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
面积校正归一法定量分析枞酸、长叶烯和碳酸二甲酯
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:食品工业科技
- 影响因子:--
- 作者:梅瀚云;陈小鹏;王琳琳;梁杰珍;王海伶;王惠莹
- 通讯作者:王惠莹
酸改性膨润土催化松脂反应机理及其产物特性
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:太阳能学报
- 影响因子:--
- 作者:王琳琳;陈小鹏;曾玲玲;梁杰珍;韦小杰
- 通讯作者:韦小杰
氢化松节油体系过量Gibbs自由能及超额焓
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:化学工程
- 影响因子:--
- 作者:周龙昌;祝远姣;王琳琳;陈小鹏;韦小杰
- 通讯作者:韦小杰
Pd/C上松香催化歧化反应集总动力学
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:化工学报
- 影响因子:--
- 作者:童张法;李丽明;王琳琳;陈小鹏;蒲小东
- 通讯作者:蒲小东
阿尔泰铁木尔特铅锌矿床的碳质流体组合及其地质意义
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:岩石学报
- 影响因子:--
- 作者:徐九华;单立华;丁汝福;王琳琳;Craig J HART;卫晓锋
- 通讯作者:卫晓锋
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
王琳琳的其他基金
自旋转微重力-微界面协同强化镍基MOFs衍生材料催化重质松节油低压加氢反应机理
- 批准号:22368006
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
自动化顶空-色谱法研究松脂贮存与加工过程褐变作用机理
- 批准号:32160349
- 批准年份:2021
- 资助金额:35 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
跨临界CO2强化石油树脂催化加氢-脱硫耦合反应机理及其热力学安全特性
- 批准号:21878056
- 批准年份:2018
- 资助金额:63.0 万元
- 项目类别:面上项目
超临界条件下松脂酯化-裂解制备生物柴油的热力学与动力学
- 批准号:31060102
- 批准年份:2010
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}