以麻瘋樹油為原料制備生物柴油的工藝研究.pdf

1、傳統(tǒng)柴油來源于石油，但是由于石油儲(chǔ)量的下降以及燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染，促使人們不斷尋找可再生并且對(duì)環(huán)境友好的替代燃料，生物柴油應(yīng)運(yùn)而生。生物柴油是以可再生的植物油或動(dòng)物脂肪等為原料制備的長(zhǎng)鏈脂肪酸的低碳醇單酯。但目前生物柴油較高的價(jià)格影響了其廣泛應(yīng)用，采用廉價(jià)原料是降低生產(chǎn)成本的重要途徑之一。 本文以價(jià)格低、產(chǎn)量大的麻瘋樹油為原料，通過預(yù)酯化和酯交換兩步反應(yīng)制備生物柴油。預(yù)酯化反應(yīng)是甲醇和原料油中的游離脂肪酸反應(yīng)，從而降低原料油的

2、酸值；酯交換反應(yīng)利用預(yù)酯化后的酸值較低的原料油和甲醇反應(yīng)制備生物柴油。 為了深入了解反應(yīng)特性以及麻瘋樹油甲酯和甘油對(duì)反應(yīng)的影響，研究了麻瘋樹油、甲醇、麻瘋樹油甲酯、甘油的溶解情況，繪制了麻瘋樹油甲酯-甲醇-甘油、麻瘋樹油-麻瘋樹油甲酯-甲醇、麻瘋樹油-甘油-甲醇、麻瘋樹油甲酯-麻瘋樹油-甘油四個(gè)三元體系的相圖。從相圖研究中可以看出，當(dāng)麻瘋樹油甲酯含量達(dá)到70％時(shí)，麻瘋樹油-甲酯-甲醇呈—相存在。甘油在油和甲酯中的溶解性較差，很容

3、易從反應(yīng)體系中分離出來，因此甘油對(duì)反應(yīng)幾乎沒有抑制作用。 本文系統(tǒng)考察了甲醇用量、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)預(yù)酯化和酯交換反應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，甲醇用量對(duì)預(yù)酯化反應(yīng)結(jié)果影響較大，當(dāng)使用油質(zhì)量的12％以上的甲醇時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行1h后，酸值就可降至1.5mgKOH/gOil左右。反應(yīng)時(shí)間和催化劑用量的影響次之。預(yù)酯化反應(yīng)的適宜條件為：甲醇用量為麻瘋樹油質(zhì)量的12％，使用油質(zhì)量的1％的硫酸(98％)為催化劑，在70℃下反應(yīng)2h

4、，用15％油質(zhì)量的甘油洗滌后酸值可以降至1mgKOH/gOil以下，使用蒸餾水和甲醇洗滌的效果也很好。預(yù)酯化后的麻瘋樹油用于酯交換反應(yīng)。在酯交換反應(yīng)中，甲醇用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑用量均對(duì)酯交換反應(yīng)有重要的影響。酯交換反應(yīng)的適宜操作條件為：油：甲醇=1:6(mol/mo1)，使用油質(zhì)量的1.3[％]的KOH為催化劑在64℃下反應(yīng)20min，甲酯產(chǎn)率達(dá)到98[％]以上。在優(yōu)化反應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，研究了麻瘋樹油和甲醇的酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)