固體堿催化制備生物柴油研究.pdf

1、由于世界石油資源的日益枯竭以及原油價格的不斷上漲，世界各國都在積極研究、發(fā)展來源于動植物油脂等可再生資源的生物柴油，生物柴油分子量與柴油相近，且具有接近于柴油的性能，生物柴油不含硫和芳烴，十六烷值、含氧量高，閃點高，并且潤滑性能好，可生物降解，是一種優(yōu)質(zhì)清潔的柴油，因此可作為礦物柴油的替代燃料，具有礦物柴油所沒有的環(huán)境友好性。 目前歐洲、美國等工業(yè)化生產(chǎn)生物柴油主要方法是通過均相酸、堿催化油脂酯交換反應(yīng)獲得生物柴油，采用液體酸、

2、堿催化劑反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率高，但同時產(chǎn)品需中和洗滌而帶來大量的工業(yè)廢水，造成環(huán)境污染，后處理復(fù)雜。 因此，本研究提出了固體堿催化油脂酯交換反應(yīng)制備生物柴油，采用固體堿催化劑催化油脂酯交換反應(yīng)制備生物柴油不僅可避免在傳統(tǒng)的均相酸堿催化酯交換過程中催化劑分離比較難，存在廢液多、副反應(yīng)多和乳化現(xiàn)象等嚴(yán)重問題，而且反應(yīng)條件溫和，催化劑可重復(fù)使用，有利于實現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)模化的生產(chǎn)和生產(chǎn)過程自動化控制。 本研究通過對催化大豆油和甲醇酯

3、交換反應(yīng)的負(fù)載型催化劑活性組分和載體的篩選、組合，采用等體積浸漬法，以KNO<,3>溶液和K<,2>CO<,3>溶液為前驅(qū)體浸漬γ-Al<,2>O<,3>載體，通過干燥、焙燒制備出能較好催化大豆油與甲醇酯交換反應(yīng)的固體堿催化劑：K<,2>O/γ-Al<,2>O<,3>固體堿催化劑。 固體堿催化劑最佳制備條件：以30％的KNO<,3>溶液為前驅(qū)體浸漬γ-Al<,2>O<,3>載體，焙燒溫度為600℃。以25％K<,2>CO<,3>

4、溶液為前驅(qū)體浸漬γ-Al<,2>O<,3>載體，焙燒溫度為650℃。固體堿催化大豆油和甲醇酯交換反應(yīng)的最佳工藝條件：醇油摩爾比為12:1，催化劑用量為大豆油質(zhì)量的3％，反應(yīng)溫度為60-65℃，反應(yīng)時間為3h。在此條件下，以K<,2>CO<,3>溶液為前驅(qū)體制備的K<,2>O/γ-Al<,2>O<,3>(K<,2>CO<,3>)催化劑和以KNO<,3>溶液為前驅(qū)體制備的K<,2>O/γ-Al<,2>O<,3>(KNO<,3>)催化劑催化大

5、豆油和甲醇的酯交換反應(yīng)制備生物柴油的收率分別達(dá)到了90.8％和88.4％。 為了增加大豆油和甲醇的溶解性，對加入共溶劑四氫呋喃條件下對生物柴油收率的影響進(jìn)行了考察，以K<,2>O/γ-Al<,2>O<,3>(25％K<,2>CO<,3>)固體堿作為催化劑，在醇油摩爾比12：1，催化劑用量為大豆油質(zhì)量的3％，反應(yīng)溫度為60-65℃，反應(yīng)時間為3h的條件下，生物柴油的收率從90.8％上升到了91.5％，因此，可以看出，在固體堿催化條