生物柴油合成新工藝及相關(guān)應(yīng)用性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，不可再生資源被大量消耗，全球能源危機(jī)顯得越發(fā)嚴(yán)重。為了維持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，可以再生的各種生物能源正成為世界各國(guó)政府研發(fā)可替代能源的重要手段。生物柴油作為一種可再生能源，越來越引起世界各國(guó)政府的重視。為解決生物柴油在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中存在的各種問題，本文對(duì)其合成工藝及相關(guān)的應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。
　　根據(jù)生物柴油現(xiàn)行合成工藝中存在的工藝復(fù)雜、污染嚴(yán)重、產(chǎn)率低等問題，提出了一種“兩步法”合成生物柴油的新工藝。即以

2、脂肪酸、二氯亞砜和低碳醇為原料，第一步通過脂肪酸與二氯亞砜反應(yīng)生成脂肪酸酰氯，第二步脂肪酸酰氯再與低碳醇反應(yīng)生成脂肪酸酯即生物柴油。應(yīng)用該工藝合成出的生物柴油油酸甲酯和硬脂酸甲酯，其酯化率可分別達(dá)到98.1％和99.3％。該工藝和現(xiàn)行生產(chǎn)工藝相比，具有不需要添加任何催化劑，反應(yīng)速度快，酯化率高，操作簡(jiǎn)便、對(duì)環(huán)境污染小，適合規(guī)模化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
　　支鏈醇生物柴油，是一種具有優(yōu)良低溫性能的生物柴油，針對(duì)傳統(tǒng)酯交換法或酸醇酯化法很難得到

3、高產(chǎn)率的產(chǎn)品，而且副反應(yīng)多，產(chǎn)物純度不高等問題，采用“兩步法”合成新工藝，成功地合成出了支鏈醇生物柴油異丙醇和叔丁醇的脂肪酸酯，并優(yōu)化得到了相應(yīng)的較佳工藝條件。在較佳工藝條件下，油酸酯化率分別為97.31％和55.18％;硬脂酸酯化率分別為96.75％和51.68％。均高于現(xiàn)行工藝中的相應(yīng)酯化率;測(cè)定了油酸異丙酯和油酸叔丁酯的凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)，凝點(diǎn)分別為-25℃和-23℃，冷濾點(diǎn)分別為-14℃和-11℃，兩種酯均具有優(yōu)良的低溫性能和較高的實(shí)

4、用價(jià)值。
　　為提高生物柴油的抗氧化性，本文通過在不同生物柴油中添加單一抗氧化劑和不同種類與比例復(fù)配的抗氧化劑的方法研究了生物柴油的抗氧化安定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些酚類抗氧劑、胺類抗氧劑和天然抗氧劑之間存在著協(xié)同抗氧化作用，特別是TBHQ（特丁基對(duì)苯二酚）作為一種優(yōu)良的生物柴油抗氧化劑，與鄰苯二胺和VC（抗壞血酸）復(fù)配后，三者之間存在著明顯的協(xié)同抗氧化效應(yīng)。當(dāng)TBHQ含量為0.5‰、鄰苯二胺含量為1‰，VC用量為8‰時(shí)，地溝油生物柴油抗

5、氧化時(shí)間可從1.06h增加到20.57h。本文還進(jìn)一步探討了生物柴油抗氧化劑之間協(xié)同抗氧化的作用機(jī)理。
　　為改善生物柴油的低溫流動(dòng)性，確保生物柴油在低溫狀態(tài)下的運(yùn)輸和使用，通過在生物柴油中添加降凝劑和支鏈醇生物柴油以及二者復(fù)配的方法，研究了大豆油生物柴油、棉籽油生物柴油、地溝油生物柴油和油酸甲酯四種生物柴油的低溫流動(dòng)性。研究發(fā)現(xiàn)降凝劑對(duì)生物柴油的降凝作用除與生物柴油分子結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與生物柴油的飽和度以及油脂混合度有關(guān);支鏈醇生