樹脂催化廢食用油兩步法制備生物柴油試驗研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源短缺與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,生物柴油作為一種可再生替代能源引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。利用高酸價的廢食用油作為生物柴油的原料,能夠降低其成本,提高生物柴油的市場競爭力。目前,廢食用油制取生物柴油的生產(chǎn)均采用均相法,催化劑用量大,反應(yīng)時間長,酯交換率低。本文以高酸價廢食用油為原料,利用兩步法制取生物柴油:首先選取SXC-9、D002、D061、D072四種離子交換樹脂作為固體催化劑,間歇和連續(xù)催化廢食用油和甲醇

2、酯化反應(yīng),催化其中的游離脂肪酸制取生物柴油；然后對剩余的甘油三酸酯利用堿進行催化,以徹底催化廢食用油制備生物柴油,實驗得到的主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)通過單因素試驗,比較SXC-9、D002、D061、D072陽離子交換樹脂對廢食用油和甲醇酯化反應(yīng)的催化效果,發(fā)現(xiàn)SXC-9具有最佳催化效果,工藝條件為:反應(yīng)溫度65℃,醇油摩爾比12:1,催化劑用量為30％,反應(yīng)時間為9h,在此條件下進行酯化試驗,酯化率達到90.24％。<

3、br>　　 (2)在單根反應(yīng)器中利用SXC-9進行連續(xù)酯化反應(yīng),連續(xù)酯化反應(yīng)的最佳工藝條件為:反應(yīng)液體積流量0.2ml/min,催化劑填充密度0.5g/ml,醇油比18:1,在此條件下,高酸價廢食用油酯化率達到80.26％；利用兩根串聯(lián)的反應(yīng)器進行連續(xù)酯化反應(yīng),酯化率提高到93.89％。
　　 (3)對催化劑重復(fù)使用壽命及再生使用性能進行試驗,發(fā)現(xiàn)樹脂連續(xù)使用100小時后,酯化率下降至50％；但再生后,樹脂的催化效果達到初始催

4、化效果的95％,樹脂再生后仍能保持一定催化活性。
　　 (4)直接利用高酸價廢食用油與甲醇酯交換反應(yīng),以硫酸做催化劑,催化劑用量為4％,醇油比30:1,反應(yīng)溫度70℃,反應(yīng)時間6h,酯交換率為87.24％,廢食用油制取生物柴油的轉(zhuǎn)化率為78.52％;經(jīng)酯化后的廢食用油以KOH為催化劑,催化劑用量為1％,醇油比6:1,反應(yīng)溫度65℃,反應(yīng)時間1h,酯交換率為95.48％,兩步法催化廢食用油制取生物柴油的總酯交換率89.65％,總轉(zhuǎn)