catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-105Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISКИНЕТИКА ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ РАПСОВОГО МАСЛА НА ГЕТЕРОГЕННОМ БАРИЙ-АЛЮМООКСИДНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ С УЧЕТОМ ДАВЛЕНИЯ МЕТАНОЛАKinetics of transesterification of rape oil on heterogeneous barium-alumina catalyst with methanol pressureЗаварухинС. Г.ZavarukhinS. G.

канд. техн. наук, науч. сотрудник Института катализа СО РАН. Тел.: (383) 326-96-58

ИвановаА. С.IvanovaA. S.

д-р хим. наук, зав. лабораторией того же института. Тел.: (383) 326-97-72

КукушкинР. Г.KukushkinR. G.

мл. науч. сотрудник Новосибирского государственного университета. Тел.: (383) 326-96-52.

ЛебедевМ. Ю.LebedevM. Yu.

мл. науч. сотрудник института катализа СО РАН. Тел.: (383) 326-96-55

СимоновА. Н.SimonovA. N.

канд. хим. наук, науч. сотрудник того же института. Тел.: (383) 326-95-07

san@catalysis.ruШерстюкО. В.SherstukO. V.

канд. хим. наук, науч. сотрудник того же института. Тел. тот же

sherstuk@catalysis.ruЯковлевВ. А.YakovlevV. A.

канд. хим. наук, зав. лабораторией того же института. Тел.: (383) 330-62-54

yakovlev@catalysis.ruТрусовЛ. И.TrusovL. I.

д-р, техн. наук, генеральный директор ООО «Ассоциация “Аспект”». Тел.: (495) 434-80-91

aspect@aspect.ruИнститут катализа СО РАН, г. НовосибирскRussian FederationНовосибирский государственный университетRussian FederationООО «Ассоциация “Аспект”», г. МоскваRussian Federation201325112014036774Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/105

Использование гетерогенных катализаторов для получения биодизеля из липидов растительного происхождения путем переэтерификации спиртами имеет ряд преимуществ по сравнению с гомогенными катализаторами. Для создания промышленных технологий данного процесса актуальной задачей является исследование кинетики процесса. Целью настоящей работы являлось исследование кинетики переэтерификации рапсового масла на гетерогенном катализаторе в условиях газообразного метанола с учетом его парциального давления, что ранее не исследовалось. Эксперименты проведены в проточном реакторе со стационарным слоем барий-алюмооксидного катализатора при температуре 200 °С и давлении метанола 0,1–2,5 МПа. Данные обработаны на основе упрощенной кинетической модели с одной необратимойреакцией второго порядка (первого порядка по маслу и первого порядка по метанолу). Проведены ресурсные испытания катализатора, прокаленного при 700 °С.

The use of heterogeneous catalysts for the production of biodiesel from plant lipids by alcohol transesterifying has a number of advantages as compared with homogeneous catalysts. The study of the kinetics of the process is an actual objective for the development of industrial technology of that process. The aim of this work was to study the kinetics of the transesterification of rapeseed oil on a heterogeneous catalyst in a gaseous methanol in view of its partial pressure, what has not previously been investigated. Experiments were conducted in a continuous fixed bed reactor on barium-alumina catalyst at a temperature 200 °C and methanol pressure 0,1–2,5 MPa. The data is calculated based on a simplified kinetic model with one irreversible reaction of second order (first order in the oil and the first order in methanol). The lifetime tests of the catalyst calcined at 700 °C were held.

биодизельрапсовое маслопереэтерификациягетерогенный катализатордавление метанолакинетикаbiodieselrapeseed oila transesterification catalyst is a heterogeneouspressure methanol kinetics.ReferencesDemirbas A. Biodiesel. A Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines. London: Springer, 2008. P. 208.Demirbas A. Biodiesel. A Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines. London: Springer, 2008. P. 208.The biodiesel handbook. ed.: Knothe G., Krahl J., Gerpen J.V. 2nd ed. Urbana: AOCS Press, 2010. P. 501.The biodiesel handbook. ed.: Knothe G., Krahl J., Gerpen J.V. 2nd ed. Urbana: AOCS Press, 2010. P. 501.Vasudevan P.T., Briggs M. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2008. Vol. 35. P. 421.Vasudevan P.T., Briggs M. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2008. Vol. 35. P. 421.Lam M.K., Lee K.T., Mohamed A.R. // Biotechnol. Adv. 2010. Vol. 28. P. 500.Lam M.K., Lee K.T., Mohamed A.R. // Biotechnol. Adv. 2010. Vol. 28. P. 500.Semwal S., Arora A.K., Badoni R.P., Tuli D.K. // Bioresour. Technol. 2011. Vol. 102. P. 2151.Semwal S., Arora A.K., Badoni R.P., Tuli D.K. // Bioresour. Technol. 2011. Vol. 102. P. 2151.Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 1309.Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 1309.Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. //Biofuels, Bioprod. Bioref. 2011. Vol. 5. P. 69.Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. //Biofuels, Bioprod. Bioref. 2011. Vol. 5. P. 69.Яковлев В.А., Хромова С.А., Бухтияров В.И. //Успехи химии. 2011. № 80. С. 955.Яковлев В.А., Хромова С.А., Бухтияров В.И. //Успехи химии. 2011. № 80. С. 955.Helwani Z., Othman M.R., Aziz N., Kim J., Fernando W.J.N. // Appl. Cat., A. 2009. Vol. 363. P. 1.Helwani Z., Othman M.R., Aziz N., Kim J., Fernando W.J.N. // Appl. Cat., A. 2009. Vol. 363. P. 1.Lee D.-W., Park Y.-M., Lee K.-Y. // Catal. Surv. Asia. 2009. Vol. 13. P. 63.Lee D.-W., Park Y.-M., Lee K.-Y. // Catal. Surv. Asia. 2009. Vol. 13. P. 63.Zabeti M., Wan Daud W.M.A., Aroua M.K. // Fuel Process. Technol. 2009. Vol. 90. P. 770.Zabeti M., Wan Daud W.M.A., Aroua M.K. // Fuel Process. Technol. 2009. Vol. 90. P. 770.Di Serio M., Tesser R., Pengmei L., Santacesaria E. // Energy Fuels. 2008. Vol. 22. P. 207.Di Serio M., Tesser R., Pengmei L., Santacesaria E. // Energy Fuels. 2008. Vol. 22. P. 207.Freedman B., Butterfield R.O., Pryde E.H. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1986. Vol. 63. P. 1375.Freedman B., Butterfield R.O., Pryde E.H. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1986. Vol. 63. P. 1375.Noureddini H., Zhu D. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1997. Vol. 74. P. 1457.Noureddini H., Zhu D. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1997. Vol. 74. P. 1457.Darnoko D., Cheryan M. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2000. Vol. 77. P. 1263.Darnoko D., Cheryan M. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2000. Vol. 77. P. 1263.Foon C.S., May C.Y., Ngan M.A., Hock C.C. // J. Oil Palm Research. 2004. Vol. 16. P. 19.Foon C.S., May C.Y., Ngan M.A., Hock C.C. // J. Oil Palm Research. 2004. Vol. 16. P. 19.Vicente G., Martэnez M., Aracil J., Esteban A. // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. Vol. 44. P. 5447.Vicente G., Martэnez M., Aracil J., Esteban A. // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. Vol. 44. P. 5447.Karmee S.K., Chandna D., Ravi R., Chadha A. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2006. Vol. 83. P. 873.Karmee S.K., Chandna D., Ravi R., Chadha A. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2006. Vol. 83. P. 873.Narvaez P.C., Rincon S.M., Sanchez F.J. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 971.Narvaez P.C., Rincon S.M., Sanchez F.J. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 971.Diasakou M., Louloudi A., Papayannakos N. // Fuel. 1998. Vol. 77. P. 1297.Diasakou M., Louloudi A., Papayannakos N. // Fuel. 1998. Vol. 77. P. 1297.Kusdiana D., Saka S. // Fuel. 2001. V. 80. P. 693.Kusdiana D., Saka S. // Fuel. 2001. V. 80. P. 693.He H., Sun S., Wang T., Zhu S. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 399.He H., Sun S., Wang T., Zhu S. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 399.Cheng J., Li Y., He S., Shen W., Liu Y., Song Y. // Energy Sources. 2008. Vol. 30. P. 681.Cheng J., Li Y., He S., Shen W., Liu Y., Song Y. // Energy Sources. 2008. Vol. 30. P. 681.Dossin T.F., Reyniers M.F., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 61. P. 35.Dossin T.F., Reyniers M.F., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 61. P. 35.Dossin T.F., Reyniers M.F., Berger R.J., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 67. P. 136.Dossin T.F., Reyniers M.F., Berger R.J., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 67. P. 136.Singh A.K., Fernando S.D. // Chem. Eng. Technol. 2007. Vol. 30. P. 1716.Singh A.K., Fernando S.D. // Chem. Eng. Technol. 2007. Vol. 30. P. 1716.Singh A.K., Fernando S.D. // Energy Fuels. 2009. Vol. 23. P. 5160.Singh A.K., Fernando S.D. // Energy Fuels. 2009. Vol. 23. P. 5160.Xi Y., Davis R.J. // J. Catal. 2008. Vol. 254. P. 190.Xi Y., Davis R.J. // J. Catal. 2008. Vol. 254. P. 190.Huang K., Xu Q., Zhang S., Ren Z., Yan Y. // Chem. Eng. Technol. 2009. Vol. 32. P. 1595.Huang K., Xu Q., Zhang S., Ren Z., Yan Y. // Chem. Eng. Technol. 2009. Vol. 32. P. 1595.Hsieh L.-S., Kumar U., Wu J.C.S. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 158. P. 250.Hsieh L.-S., Kumar U., Wu J.C.S. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 158. P. 250.Liu X., Piao X., Wang Y., Zhu S. // J. Phys. Chem. A. 2010. Vol. 114. P. 3750.Liu X., Piao X., Wang Y., Zhu S. // J. Phys. Chem. A. 2010. Vol. 114. P. 3750.Xiao Y., Gao L., Xiao G., Lv J. // Energy Fuels. 2010. Vol. 24. P. 5829.Xiao Y., Gao L., Xiao G., Lv J. // Energy Fuels. 2010. Vol. 24. P. 5829.Shu Q., Gao J., Liao Y., Wang J. // Chin. J. Chem. Eng. 2011. Vol. 19. P. 163.Shu Q., Gao J., Liao Y., Wang J. // Chin. J. Chem. Eng. 2011. Vol. 19. P. 163.Заварухин С.Г., Лебедев М.Ю., Симонов А.Н., Матвиенко Л.Г., Иванова А.С., Пармон В.Н., Систер В.Г.,Заварухин С.Г., Лебедев М.Ю., Симонов А.Н., Матвиенко Л.Г., Иванова А.С., Пармон В.Н., Систер В.Г.,Шерстюк О.В., Бухтиярова М.В., Яковлев В.А. // Химическая промышленность сегодня. 2011. № 10. С. 14.Шерстюк О.В., Бухтиярова М.В., Яковлев В.А. // Химическая промышленность сегодня. 2011. № 10. С. 14.Liu C.-C., Lu W.-C., Liu T.-J. // Energy Fuels. 2012. Vol. 26. P. 5400.Liu C.-C., Lu W.-C., Liu T.-J. // Energy Fuels. 2012. Vol. 26. P. 5400.Furuta S., Matsuhashi H., Arata K. // Catal. Commun. 2004. Vol. 5. P. 721.Furuta S., Matsuhashi H., Arata K. // Catal. Commun. 2004. Vol. 5. P. 721.McNeff C.V., McNeff L.C., Yan B., Nowlan D.T., Rasmussen M., Gyberg A.E., Krohn B.J., Fedie R.L., Hoye T.R. //Appl. Catal., A. 2008. Vol. 343. P. 39.McNeff C.V., McNeff L.C., Yan B., Nowlan D.T., Rasmussen M., Gyberg A.E., Krohn B.J., Fedie R.L., Hoye T.R. //Appl. Catal., A. 2008. Vol. 343. P. 39.Sherstyuk O.V., Ivanova A.S., Lebedev M.Y., Bukhtiyarova M.V., Matvienko L.G., Budneva A.A., Simonov A.N., Yakovlev V.A. // Appl. Catal., A. 2012. Vol. 419— 420. P. 73.Sherstyuk O.V., Ivanova A.S., Lebedev M.Y., Bukhtiyarova M.V., Matvienko L.G., Budneva A.A., Simonov A.N., Yakovlev V.A. // Appl. Catal., A. 2012. Vol. 419— 420. P. 73.Warabi C., Kusdiana D., Saka S. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2004. Vol. 115. P. 793.Warabi C., Kusdiana D., Saka S. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2004. Vol. 115. P. 793.Ivanova A.S., Sherstyuk O.V., Bukhtiyarova M.V., Kukushkin R.G., Matvienko L.G., Plyasova L.M., Kaichev V.V., Simonov A.N., Yakovlev V.A. // Catal. Commun. 2012. Vol. 18. P. 156.Ivanova A.S., Sherstyuk O.V., Bukhtiyarova M.V., Kukushkin R.G., Matvienko L.G., Plyasova L.M., Kaichev V.V., Simonov A.N., Yakovlev V.A. // Catal. Commun. 2012. Vol. 18. P. 156.Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1999. С. 472.Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1999. С. 472.Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. С. 592.Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. С. 592.Марков В.А., Девянин С.Н., Семенов В.Г., Шахов А.В., Багров В.В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: ООО НИЦ «Инженер» (Союз НИО), ООО «Онико-М», 2011. С. 536.Марков В.А., Девянин С.Н., Семенов В.Г., Шахов А.В., Багров В.В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: ООО НИЦ «Инженер» (Союз НИО), ООО «Онико-М», 2011. С. 536.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.