高酸值麻瘋樹(shù)油預(yù)酯化及酯交換制備生物柴油.pdf

1、隨著非可再生能源石油的日益枯竭,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,尋找可再生、清潔型的替代能源成為解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的有效措施。生物柴油作為一種可再生、環(huán)境友好型的綠色燃料,因其性能與常規(guī)柴油十分相似,能夠成為常規(guī)柴油的替代燃料。麻瘋樹(shù)具有含油率高、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn),麻瘋樹(shù)生物柴油和石化柴油具有很好的相容性,麻瘋樹(shù)油正在取代大豆油和菜籽油等,成為倍受青睞的制備生物柴油原料。
　　酸值高的麻瘋樹(shù)油會(huì)使酯交換反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生皂化等副反應(yīng)。本論文利用

2、H3PW12O40催化劑催化高酸值麻瘋樹(shù)油的酯化反應(yīng),滿足酸值低于1.0 mg KOH·g-1的后繼堿催化酯交換反應(yīng)要求。研究了酯化反應(yīng)工藝條件對(duì)降酸效果的影響,得到麻瘋樹(shù)油酯化反應(yīng)最佳工藝條件:反應(yīng)溫度65℃、反應(yīng)時(shí)間3 h、醇油摩爾比9:1、H3PW12O40用量1％。在最佳反應(yīng)條件下,麻瘋樹(shù)油的酯化率為96.1%,酸值由15.74 mg KOH·g-1降至0.61 mg KOH·g-1。
　　利用經(jīng)過(guò)預(yù)酯化處理后的麻瘋樹(shù)油作

3、酯交換反應(yīng)原料油,以KOH/鋁柱撐膨潤(rùn)土固體堿作催化劑催化原料油的酯交換反應(yīng)。詳細(xì)考察了KOH負(fù)載量和酯交換反應(yīng)工藝條件對(duì)生物柴油轉(zhuǎn)化率的影響。KOH/鋁柱撐膨潤(rùn)土催化劑中KOH最優(yōu)負(fù)載量為15%,最佳麻瘋樹(shù)油酯交換條件:催化劑量為7%、反應(yīng)時(shí)間為3 h、反應(yīng)溫度為75℃、醇油摩爾比為25:1,生物柴油的轉(zhuǎn)化率為99.2%。使用一次后的催化劑經(jīng)過(guò)400℃焙燒并重新負(fù)載KOH,催化麻瘋樹(shù)油酯交換反應(yīng),生物柴油的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%。
　

4、　通過(guò)SEM、XRD、FTIR表征測(cè)試可知,KOH/鋁柱撐膨潤(rùn)土催化劑顆粒的粒徑較小,顆粒排列比較緊密,表面負(fù)載著片狀物。在衍射角2θ=31.7°、45.4°、56.6°處出現(xiàn)了氧化鋁的特征峰,在衍射角2θ=28.3°、40.6°、50.3°、66.5°處出現(xiàn)了六方鉀霞石(KAlSiO4)的特征峰,KOH/鋁柱撐膨潤(rùn)土催化劑具有較大的層間距,d001層間距為11.9 nm。催化劑中的活性組分KOH,部分會(huì)和空氣中的CO2反應(yīng)生成CO32

5、-。
　　利用經(jīng)過(guò)預(yù)酯化處理后的麻瘋樹(shù)油作酯交換反應(yīng)原料油,以KF/赤泥作催化劑催化原料油的酯交換反應(yīng)。詳細(xì)考察了KF負(fù)載量和酯交換反應(yīng)工藝條件對(duì)生物柴油轉(zhuǎn)化率的影響。KF/赤泥催化劑中KF最優(yōu)負(fù)載量為40%,最佳麻瘋樹(shù)油酯交換條件:催化劑量為7%、反應(yīng)時(shí)間為1h、反應(yīng)溫度為75℃、醇油摩爾比為21:1,生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92.2%。使用一次后的催化劑經(jīng)過(guò)400℃焙燒并重新負(fù)載KF,催化麻瘋樹(shù)油酯交換反應(yīng),生物柴油的轉(zhuǎn)化率達(dá)到91