Kinetics of transesterification of rape oil on heterogeneous barium-alumina catalyst with methanol pressure
Abstract
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.
About the Authors
S. G. Zavarukhin
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation
Russian Federation
A. S. Ivanova
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation
Russian Federation
R. G. Kukushkin
Новосибирский государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
M. Yu. Lebedev
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation
Russian Federation
A. N. Simonov
Russian Federation
O. V. Sherstuk
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation
Russian Federation
V. A. Yakovlev
Институт катализа СО РАН, г. Новосибирск
Russian Federation
Russian Federation
L. I. Trusov
ООО «Ассоциация “Аспект”», г. Москва
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Demirbas A. Biodiesel. A Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines. London: Springer, 2008. P. 208.
2. The biodiesel handbook. ed.: Knothe G., Krahl J., Gerpen J.V. 2nd ed. Urbana: AOCS Press, 2010. P. 501.
3. Vasudevan P.T., Briggs M. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2008. Vol. 35. P. 421.
4. Lam M.K., Lee K.T., Mohamed A.R. // Biotechnol. Adv. 2010. Vol. 28. P. 500.
5. Semwal S., Arora A.K., Badoni R.P., Tuli D.K. // Bioresour. Technol. 2011. Vol. 102. P. 2151.
6. Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. // Fuel. 2011. Vol. 90. P. 1309.
7. Sharma Y.C., Singh B., Korstad J. //Biofuels, Bioprod. Bioref. 2011. Vol. 5. P. 69.
8. Яковлев В.А., Хромова С.А., Бухтияров В.И. //Успехи химии. 2011. № 80. С. 955.
9. Helwani Z., Othman M.R., Aziz N., Kim J., Fernando W.J.N. // Appl. Cat., A. 2009. Vol. 363. P. 1.
10. Lee D.-W., Park Y.-M., Lee K.-Y. // Catal. Surv. Asia. 2009. Vol. 13. P. 63.
11. Zabeti M., Wan Daud W.M.A., Aroua M.K. // Fuel Process. Technol. 2009. Vol. 90. P. 770.
12. Di Serio M., Tesser R., Pengmei L., Santacesaria E. // Energy Fuels. 2008. Vol. 22. P. 207.
13. Freedman B., Butterfield R.O., Pryde E.H. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1986. Vol. 63. P. 1375.
14. Noureddini H., Zhu D. // J. Am. Oil Chem. Soc. 1997. Vol. 74. P. 1457.
15. Darnoko D., Cheryan M. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2000. Vol. 77. P. 1263.
16. Foon C.S., May C.Y., Ngan M.A., Hock C.C. // J. Oil Palm Research. 2004. Vol. 16. P. 19.
17. Vicente G., Martэnez M., Aracil J., Esteban A. // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. Vol. 44. P. 5447.
18. Karmee S.K., Chandna D., Ravi R., Chadha A. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2006. Vol. 83. P. 873.
19. Narvaez P.C., Rincon S.M., Sanchez F.J. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 971.
20. Diasakou M., Louloudi A., Papayannakos N. // Fuel. 1998. Vol. 77. P. 1297.
21. Kusdiana D., Saka S. // Fuel. 2001. V. 80. P. 693.
22. He H., Sun S., Wang T., Zhu S. // J. Am. Oil Chem. Soc. 2007. Vol. 84. P. 399.
23. Cheng J., Li Y., He S., Shen W., Liu Y., Song Y. // Energy Sources. 2008. Vol. 30. P. 681.
24. Dossin T.F., Reyniers M.F., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 61. P. 35.
25. Dossin T.F., Reyniers M.F., Berger R.J., Marin G.B. // Appl. Cat., B. 2006. Vol. 67. P. 136.
26. Singh A.K., Fernando S.D. // Chem. Eng. Technol. 2007. Vol. 30. P. 1716.
27. Singh A.K., Fernando S.D. // Energy Fuels. 2009. Vol. 23. P. 5160.
28. Xi Y., Davis R.J. // J. Catal. 2008. Vol. 254. P. 190.
29. Huang K., Xu Q., Zhang S., Ren Z., Yan Y. // Chem. Eng. Technol. 2009. Vol. 32. P. 1595.
30. Hsieh L.-S., Kumar U., Wu J.C.S. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 158. P. 250.
31. Liu X., Piao X., Wang Y., Zhu S. // J. Phys. Chem. A. 2010. Vol. 114. P. 3750.
32. Xiao Y., Gao L., Xiao G., Lv J. // Energy Fuels. 2010. Vol. 24. P. 5829.
33. Shu Q., Gao J., Liao Y., Wang J. // Chin. J. Chem. Eng. 2011. Vol. 19. P. 163.
34. Заварухин С.Г., Лебедев М.Ю., Симонов А.Н., Матвиенко Л.Г., Иванова А.С., Пармон В.Н., Систер В.Г.,
35. Шерстюк О.В., Бухтиярова М.В., Яковлев В.А. // Химическая промышленность сегодня. 2011. № 10. С. 14.
36. Liu C.-C., Lu W.-C., Liu T.-J. // Energy Fuels. 2012. Vol. 26. P. 5400.
37. Furuta S., Matsuhashi H., Arata K. // Catal. Commun. 2004. Vol. 5. P. 721.
38. 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.
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.
40. Warabi C., Kusdiana D., Saka S. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2004. Vol. 115. P. 793.
41. 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.
42. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1999. С. 472.
43. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. С. 592.
44. 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.
Review
For citations:
Zavarukhin S.G., Ivanova A.S., Kukushkin R.G., Lebedev M.Yu., Simonov A.N., Sherstuk O.V., Yakovlev V.A., Trusov L.I. Kinetics of transesterification of rape oil on heterogeneous barium-alumina catalyst with methanol pressure. Kataliz v promyshlennosti. 2013;(3):67-74. (In Russ.)
Views:
709
Email this article 