棉籽油皂腳制備生物柴油的研究.pdf

1、隨著石油能源的日益短缺，人們不斷在尋找各種能源替代品。生物柴油作為石化柴油的理想替代能源之一，逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。目前生物柴油推廣應(yīng)用的主要障礙之一是生產(chǎn)成本過高，如何使生物柴油具有經(jīng)濟(jì)可行性，成為生物柴油研究的重點(diǎn)。本論文以棉籽油堿煉脫酸后所產(chǎn)生的皂腳為原料，系統(tǒng)地研究了生物柴油的制備工藝，制備出了符合國際上相關(guān)國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油，降低了生物柴油的生產(chǎn)成本，為植物油廠副產(chǎn)品的回收利用提供了一條新的途徑。 本文基于傳統(tǒng)脂

2、肪酸工業(yè)的生產(chǎn)工藝，對(duì)主要工藝工序加以改進(jìn)，提出了三條由棉籽油皂腳制備生物柴油的工藝路線。首先由皂腳經(jīng)補(bǔ)充皂化后，除去水分后加入過量的硫酸，使酸解和酯化反應(yīng)一步進(jìn)行。通過單因素實(shí)驗(yàn)，在此工藝中考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、醇與原料比、酸與原料比對(duì)反應(yīng)過程的影響，通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得到了一步法工藝的優(yōu)化反應(yīng)條件：反應(yīng)時(shí)間2.2h，反應(yīng)溫度為58℃，醇與原料比為4.1:1(V：Wt)，酸與原料比為1.2:1(V:Wt)，產(chǎn)品得率63.7％。

3、 其次由皂腳直接酸化制備了酸化油，以硫酸同時(shí)作為酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)的催化劑，進(jìn)行酸化油的酯化和酯交換反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)酯化反應(yīng)較容易進(jìn)行，但酯交換反應(yīng)進(jìn)行緩慢，達(dá)到反應(yīng)平衡時(shí)所經(jīng)歷的反應(yīng)時(shí)間較長，因此以制取酸化油為中間步驟的工藝略顯煩鎖，生產(chǎn)周期較長。 最后由補(bǔ)充皂化后的皂腳制備出了粗脂肪酸，探討了以固體酸為催化劑催化酯化反應(yīng)的工藝路線。一水合硫酸氫鈉因其成本低、催化效率高，可以作為一種比較合適的固體酸催化劑推廣使用。通過單因素實(shí)

4、驗(yàn)和正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出固體酸酯化法制備生物柴油的最佳反應(yīng)條件：催化劑加入量8％，反應(yīng)時(shí)間2.5h，醇與脂肪酸的比為(V：wt)1： 1，反應(yīng)維持在溫度65℃，甲酯化轉(zhuǎn)化率可達(dá)94.8％。 由一步法或固體酸酯化法所得到的粗甲酯需經(jīng)過后續(xù)的工序處理才能滿足生物柴油的質(zhì)量要求。本文也對(duì)生物柴油組分的提純與燃燒性能進(jìn)行了論述。通過減壓蒸餾可以達(dá)到提純的目的，蒸餾后的生物柴油酸值依舊較高，本實(shí)驗(yàn)采用硅酸鈉堿煉法進(jìn)行脫酸，得到了酸值