艾蒿油制備生物柴油的研究.pdf

1、艾蒿是一種廣泛生長(zhǎng)于北方地區(qū)的非糧野生作物,其種子富含油脂,本文提出將艾蒿種子壓榨成油,選用合適的工藝流程將其制備成生物柴油,既合理而有效的利用了野生植物資源,又為解決我國(guó)的能源危機(jī)提供了新的解決思路。
　　 利用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)了艾蒿油的組成成分和含量,從而可以從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度更深入的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)象,確定出艾蒿油的組成和含量后,對(duì)艾蒿油的酸值、碘值等理化性質(zhì)進(jìn)行了研究和檢測(cè),得到了艾蒿油的一些主要理化指標(biāo),為下一步制備生物柴

2、油提供參考。
　　 通過(guò)對(duì)比幾種制備生物柴油的方法,考慮到經(jīng)濟(jì)成本和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的可行性,本文確定了化學(xué)法制備生物柴油的工藝路線,參考艾蒿油的理化性質(zhì),分預(yù)酯化過(guò)程和酯交換反應(yīng)兩步制備生物柴油。對(duì)于預(yù)酯化過(guò)程,選用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提出了以艾蒿油酸值作為目標(biāo)函數(shù)的二次項(xiàng)數(shù)學(xué)模型,對(duì)回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,分析討論影響預(yù)酯化過(guò)程酸值的顯著因素,并確定出最佳工藝參數(shù),即在反應(yīng)溫度67.8℃,濃硫酸加入量為艾蒿油油重

3、的1.2％,反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí),在此條件下,酸值最小,為0.42 KOH mg／g；對(duì)酯交換反應(yīng)采用正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化,以生物柴油中脂肪酸甲酯的含量為目標(biāo)函數(shù),溫度、催化劑KOH用量、反應(yīng)時(shí)間為考察因素,最終達(dá)到優(yōu)化工藝過(guò)程的目的,最終得出最佳工藝條件:反應(yīng)溫度是70℃,KOH加入量為0.5％,反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí),在此條件下生物柴油中脂肪酸甲酯的百分含量最高。
　　 由于生物柴油的汽液平衡數(shù)據(jù)對(duì)于其制備過(guò)程的后續(xù)工藝中生物柴油和其

4、它組分的分離具有重要作用,為充實(shí)生物柴油基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本文選取生物柴油主要的兩種組分棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯作為研究對(duì)象,用循環(huán)法測(cè)定了兩者減壓條件下(10KPa)的二元物系的汽液平衡數(shù)據(jù),并用Matlab語(yǔ)言編制了UNIFAC模型、NRTL模型、Wilson模型的計(jì)算機(jī)程序,將運(yùn)行出的模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較,發(fā)現(xiàn)UNIFAC模型、NRTL模型均可較好的模擬棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯二元物系減壓條件(10KPa)下的汽液平衡數(shù)據(jù),模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)