兩步法催化餐飲廢油制備生物柴油及其可行性研究.pdf

1、隨著環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)和能源危機(jī)的影響，人們開(kāi)始尋找一種能夠替代石油燃料并對(duì)環(huán)境破壞小的新能源。最近石油價(jià)格的升高和石油的缺乏，使人們開(kāi)始思考利用植物油去替代柴油。同時(shí)，餐飲廢油不僅污染環(huán)境，而且還危害人們的健康，因此餐飲廢油的有效利用成為一個(gè)值得研究的問(wèn)題。 酯交換法制取生物柴油是當(dāng)今最容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的一種方式。在眾多的清潔替代能源中，脂肪酸甲酯作為柴油的替代品有很多的優(yōu)點(diǎn)。影響酯交換反應(yīng)的主要因素有醇油比、催化劑、反應(yīng)溫度和壓力

2、、反應(yīng)時(shí)間以及游離脂肪酸和油中水分含量。基于酸催化和堿催化的方法，本課題主要討論了如何將廢油轉(zhuǎn)化為可以替代2＃柴油并應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的技術(shù)路線，通過(guò)氣相色譜(GC)分析其中的轉(zhuǎn)化率，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到堿催化進(jìn)行酯交換實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)條件。通過(guò)對(duì)合成的生物柴油作了石油標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，對(duì)其燃燒特性作了初步的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了用生物柴油替代2撐號(hào)柴油的可行性。通過(guò)Gnmberg-Nissan公式，研究了生物柴油粘度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，得出了靠粘度評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化率

3、的方法。 餐飲廢油酸敗程度較高，酸價(jià)達(dá)7.25，酸度達(dá)8.8％?？紤]到原料油的這種特性，在第一步反應(yīng)中采用酸催化法將游離脂肪酸甲酯化，避免直接采用堿催化法使游離脂肪酸皂化產(chǎn)率降低的不足。酸催化法的酯化工藝最佳操作條件為：催化劑為98％濃硫酸，催化劑用量為14.6％(占反應(yīng)總底物的質(zhì)量比)；反應(yīng)溫度為60℃；醇油比為50:1(摩爾比)；反應(yīng)時(shí)間6h，轉(zhuǎn)化率達(dá)到為65.9％。在第二步反應(yīng)中，采用堿催化法將酸價(jià)降低的原料油中的主要成分

4、甘油三酯轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。堿催化法的酯交換工藝最佳操作條件為：醇油比為9:1，催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3％，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)90min，轉(zhuǎn)化率達(dá)到為75.3％。在本試驗(yàn)中確定了從生物柴油的粘度分析甲酯轉(zhuǎn)化率的方法。在所轉(zhuǎn)化的廢油各主要成分己知的情況下，由公式可以較為準(zhǔn)確的測(cè)定甲酯的百分比，其中重要參數(shù)GMG=-2.41026mPa·s。 本文還對(duì)餐飲廢油酯交換生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)可行性進(jìn)行了論證，并對(duì)其經(jīng)濟(jì)成本分析進(jìn)行了研究。本