甲醇-乙醇混合體系酯交換制備生物柴油的研究.pdf

1、生物柴油是優(yōu)質的石化柴油替代品，典型的“綠色能源”，是以草本、木本、水生油料植物、動物油脂和廢餐飲油等為原料制造得到的液體燃料，具有含硫極低、芳香烴含量少、含氧量高、十六烷值高、閃點高和廢氣排放少等優(yōu)點。目前，生物柴油的生產(chǎn)方法主要是采用強堿催化的酯交換反應，在合成的過程中仍然存在以下問題：即使在高速攪拌下，醇油混合物呈兩相而不互溶，反應速率較慢，反應體系容易皂化。 論文圍繞如何使酯交換反應體系的不相溶反應物進一步增加相界面有效

2、面積來提高反應速率與效率這一制備生產(chǎn)生物柴油的技術難題開展了研究，分別在甲醇油體系中加入共溶劑或者引入超聲波，增加相界面的有效面積，使反應體系更好的互溶，提高反應速率。主要完成了以下幾個方面的工作： ①以所選溶劑與甲醇的混合液為溶劑，植物油作溶質，分別在常溫和60℃做三元溶解度實驗，選出乙醇、乙醚、四氫呋喃、1，2-環(huán)氧丙烷進行下一步比較；再以普通植物油為原料，以甲醇為?；荏w，在加入不同共溶劑的條件下，進行堿催化酯交換反應，以

3、酯化率和反應時間為考察指標，對共溶劑進行優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)以乙醇為共溶劑時，酯化率比空白提高了21.0％，且高于其它溶劑。研究結果表明甲醇與乙醇的最佳摩爾比為3:1。 ②以乙醇為共溶劑，對酯交換反應的反應溫度、催化劑用量、反應時間、醇油比、攪拌速率等條件對反應轉化率的影響進行了研究，并對反應過程參數(shù)進行了系統(tǒng)優(yōu)化。研究結果表明：在反應溫度48.2℃、催化劑NaOH用量0.59％、反應時間25.4min，甲醇和乙醇與植物油的摩爾比分別是3

4、.75:1和1.25:1，攪拌器轉速100r/min條件下，轉酯化率達99.3％。 ③超聲波強化甲醇、乙醇混合體系酯交換制備生物柴油，研究表明，與機械攪拌相比，反應5min轉化率高13.1％，超聲波有更明顯的強化作用，能有效提高酯交換反應速率，但不能提高最終的轉酯化率；考察28kHz、45kHz頻率條件下超聲波的強化作用，反應前5min，頻率28kHz比45kHz的轉酯化率高0.34％～7.55％，超聲波功率為80％、90％和1

5、00％1時，轉酯化率最大且隨時間的變化幾乎完全相同，說明功率80％～100％時超聲能量的提高對反應體系的影響作用飽和。最佳超聲波輔助條件是頻率28kHz，功率80％，此時反應5min轉化率接近100％。 ④分析制備所得到的生物柴油的脂肪酸組成，產(chǎn)品性能，以及酯交換反應機理，所得生物柴油的性能指標符合我國生物柴油標準要求，性能更優(yōu)于0＃柴油。把實驗得到的優(yōu)化工藝用于，分別以菜籽精油、菜籽毛油，棕櫚油，高酸值廢油等作為原料油，Nov