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，但是由于石油儲量的下降以及燃燒對環(huán)境造成的污染，促使人們不斷尋找可再生并且對環(huán)境友好的替代燃料，生物柴油應(yīng)運而生。生物柴油是以可再生的植物油或動物脂肪等為原料制備的長鏈脂肪酸的低碳醇單酯。但目前生物柴油較高的價格影響了其廣泛應(yīng)用，采用廉價原料是降低生產(chǎn)成本的重要途徑之一。 本文以價格低、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到70％時，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)時間等對預(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，反應(yīng)進行1h后，酸值就可降至1.5mgKOH/gOil左右。反應(yīng)時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)時間、反應(yīng)溫度、催化劑用量均對酯交換反應(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)動力學(xué)