非均相堿催化制備生物柴油的研究.pdf

1、隨著化石燃料的日益枯竭,以及日益嚴重的環(huán)境問題,人們越來越重視可再生能源的開發(fā)和利用。生物柴油具有綠色、安全、可再生、與普通柴油燃料特性相近的特點,被認為是最好的石油化石燃料的替代品。目前廣泛使用的制備生物柴油的方式為均相堿催化法,但是均相堿催化法會帶來皂化反應(yīng)、產(chǎn)物分離困難、大量的廢液等問題。非均相堿催化法具有催化劑可以重復(fù)使用、環(huán)境友好、產(chǎn)物分離容易的優(yōu)點,因此研究固體堿催化酯交換制備生物柴油對實現(xiàn)生物柴油的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)有著重要

2、的意義。
　　本文以固體堿催化棕櫚油與甲醇酯交換反應(yīng)作為主要研究對象,對生物柴油采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定其主要成分,得出生物柴油中的脂肪酸甲酯主要有以下五種:肉豆蔻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯和硬脂酸甲酯。并建立外標法測定脂肪酸甲酯產(chǎn)率的分析方法。
　　采用等體積浸漬法制備固體堿催化劑KF/MgO,并且用于棕櫚油制備生物柴油的酯交換反應(yīng)中,對催化劑進行表征,表明催化劑具有較好的活性和穩(wěn)定性。當KF的負載量為65

3、％,煅燒溫度為500℃,煅燒時間為4h的條件下的催化劑的活性和穩(wěn)定性較高。在優(yōu)化固體堿制備生物柴油的酯交換反應(yīng)的研究中,分別研究不同醇油摩爾比、反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)時間和催化劑重復(fù)使用性能條件下的酯交換制備生物柴油的收率。研究表明反應(yīng)溫度為60℃,醇油摩爾比為15:1,催化劑500℃煅燒后的65%KF/MgO,催化劑用量5wt%,轉(zhuǎn)速為900rpm反應(yīng)5h的條件下,生物柴油的收率達到91.33%。
　　研究D296R強堿型陰

4、離子交換樹脂在反應(yīng)釜裝置內(nèi)的酯交換反應(yīng),分別研究不同醇油摩爾比、溫度、催化劑用量、反應(yīng)時間和催化劑重復(fù)使用下的酯交換制備生物柴油的收率。采用L9(34)正交試驗方案,確定了最優(yōu)的反應(yīng)條件。最佳反應(yīng)條件為反應(yīng)時間3h,反應(yīng)溫度為55℃,醇油摩爾比為12:1,在此反應(yīng)條件下,轉(zhuǎn)速為800rpm時進行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),此時生物柴油的收率為99.34%。
　　研究D296R催化劑在固定床內(nèi)的酯交換反應(yīng),分別研究了不同醇油摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)停