西南林業(yè)大學本科畢業(yè)答辯ppt.ppt

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植物油環(huán)氧化反應動力學研究進展 班級 09包裝工程 姓名 董家榮 學號 20091052013 指導教師 黃元波 一本文研究的背景及意義 背景 首先 面對石油的日益枯竭與化工能源的需求的不斷上升之間的矛盾 環(huán)境污染日益加劇與環(huán)境友好型之間的矛盾充分要求發(fā)展綠色環(huán)?？稍偕Y源的必要性 其次 我國是一個農業(yè)大國 油料資源豐富 過氧化氫產品充足 這對發(fā)展環(huán)氧植物油提供了原料保障 意義 意義 植物油的環(huán)氧化反應屬于復雜反應 國內常用的生產工藝 大部分是靠人們的經驗來設定 缺少一定的理論指導 而對植物油的環(huán)氧化反應動力學進行研究可以更完整的掌握整個反應過程以及反應中正副反應的變化規(guī)律 通過理論指導來改善環(huán)氧化植物油制造工藝 有利于制定最佳工藝條件 對提高出油率 生產出高品質 高環(huán)氧值植物油具有重要的實際意義 也為以后植物油環(huán)氧化方面的研究提供理論依據 二研究目標 了解植物油的主要組成和植物油環(huán)氧化反應基本原理 研究植物油環(huán)氧化反應在不同催化和氧化作用下反應的優(yōu)缺點及反應過程中的基元反應 討論植物油環(huán)氧化反應動力學方程及動力學研究進展 三論文結構 1 植物油的組成2 植物油環(huán)氧化反應原理3 植物油環(huán)氧化研究進展3 1溶劑法和無溶劑法優(yōu)缺點3 2不同催化劑作用下植物油環(huán)氧化研究3 3自催化作用下植物油環(huán)氧化研究4 植物油環(huán)氧化反應動力學研究5 總結6 論文不足之處7 致謝 1 植物油組成 常用于環(huán)氧化的植物油有大豆油 菜籽油 橄欖油 葵花籽油 玉米油 花生油 棕櫚油 植物油的主要成分是甘油三脂肪酸酯 目前環(huán)氧大豆油已經實現工業(yè)化 植物油中脂肪酸成分主要是油酸 亞油酸 亞麻酸 棕櫚酸 硬脂酸等 只是相對含量不同 所以環(huán)氧化反應過程具有相似性 2 植物油環(huán)氧化基本原理 植物油分子中的不飽和雙鍵在催化劑作用下與氧化劑反應得到環(huán)氧植物油 一般分為兩步 過氧化和環(huán)氧化 1 過氧化 有機酸被過氧化氫預氧化為過氧化有機酸 2 植物油環(huán)氧化基本原理 2 環(huán)氧化 過氧化有機酸將植物油氧化為環(huán)氧化物 3 植物油環(huán)氧化研究進展 3 1溶劑法和無溶劑法優(yōu)缺點溶劑法由于所用溶劑為苯及苯的同系物 環(huán)境污染嚴重 且生產流程長 設備多 三廢處理量大 產品質量差 近年逐漸被無溶劑法所替代 無溶劑法有生產流程短 反應溫度低 反應時間短 副產物少 產品環(huán)氧值高與色澤淺等優(yōu)點 但無溶劑法也有反應穩(wěn)定性差 設備腐蝕 環(huán)境污染 生成的環(huán)氧基易開環(huán)等缺點 有待向利用甲酸自催化和生物酶新型制備方向進一步改進 3 植物油環(huán)氧化研究進展 3 2不同催化劑作用下植物油環(huán)氧化研究進展常用的植物油環(huán)氧化催化劑有硫酸催化催化法 有機酸自催化法 離子交換樹脂催化法 硫酸鋁催化法 雜多酸鹽 過渡金屬配合物 催化 在催化劑中 以硫酸最為常用 但同時危害環(huán)境 產物選擇性較低 作為對硫酸催化法的改進 酸性陽離子交換樹脂催化法能提高產物選擇性 但催化劑成本較高 反應時間較長 3 植物油環(huán)氧化研究進展 硫酸鋁比酸性陽離子交換樹脂成本低 但須嚴格控制雜質Fe2 含量 而且單用硫酸鋁催化反應時間較長 產品顏色較深 綜上所述 直接利用甲酸自身酸性來催化 具有較大的應用價值 鎢 鈦 錸等過渡金屬配合物和酶催化植物油的環(huán)氧化具有較大的應用前景 尤其是含鎢的雜多酸鹽相轉移催化體系 不僅活性較高 而且催化劑和產物易于分離 然而這些催化劑的成本通常較高 反應時間較長 為了改善相互接觸 有時還需要添加有毒溶劑 從綠色化和經濟化的方面來對這些合成工藝進一步優(yōu)化 使其工業(yè)化并開發(fā)新型 高效 綠色且廉價的催化體系 是今后環(huán)氧化植物油合成領域的研究重點而開發(fā)價格低廉 性能穩(wěn)定的酶催化劑和工藝是未來的發(fā)展方向 3 植物油環(huán)氧化研究進展 3 3有機酸自催化作用下植物油環(huán)氧化研究有機酸自催化法是指不添加其它任何催化劑 以有機酸為氧載體 與過氧化氫相互作用 生成過氧有機酸 水相中的過氧有機酸在攪拌作用下擴散至有機相 與有機相中的不飽和雙鍵反應生成環(huán)氧油脂 該工藝反應周期短 產品環(huán)氧值高 色澤淺 且無污染 具有良好的工業(yè)化前景 有機酸自催化法中最常用的是甲酸自催化 甲酸自催化體系無需外加催化劑 成本低 后處理簡單 對設備腐蝕性小 所得產物環(huán)氧值較高 4 植物油環(huán)氧化反應動力學研究 以大豆油和過氧甲酸為例 植物油環(huán)氧化中有三個主要的基元反應 1 大豆油與過氧甲酸的反應 4 植物油環(huán)氧化反應動力學研究 2 環(huán)氧基團與水的反應整個復雜的反應過程中基元反應 2 影響因素是很微弱的 可以忽略不計 因此整個植物油環(huán)氧化反應中連串反應由基元反應 1 和基元反應 3 構成 整個副反應是基元反應 3 的作用 4 植物油環(huán)氧化反應動力學研究 3 環(huán)氧基團與甲酸的反應以上三個基元反應變換不同溫度或不同反應物濃度及反應時間時做比較通過動力學方程可以得出各反應物反應級數 反應速率 活化能等 五 結論 目前 國內外對植物油環(huán)氧化反應動力學的研究還相對較少 現有的研究主要集中在植物油與過氧酸 離子交換樹脂催化 自催化的反應動力學方面 通過不同的植物油與催化劑間的反應來 在不同條件下來研究環(huán)氧化動力學的反應速率 反應級數 活化能等來選擇出最佳的反應條件 指導實際生產工藝 從而提高植物油利用率和出油率 降低成本 減少污染 是我們研究植物油環(huán)氧化動力學的意義所在 六 本論文的不足之處 由于本人所學知識有限 對專業(yè)知識的深入研究不夠 在一些內容表述和論證上存在著不當之處 希望在座的老師和同學斧正 七 致謝 大學本科的學習生活即將結束 在此 我要感謝所有曾經教導過我的老師和關心過我的同學 你們在我成長過程中給予了我很大的幫助 本文能夠順利完成 要特別感謝我的指導老師黃元波老師 感謝在座的各位老師和同學 希望你們提出寶貴的修改意見