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植物油制备生物柴油的工艺研究
作者:管理员    发布于:2016-01-25 08:44:42    文字:【】【】【

  研究与开发(4)植物油制备生物柴油的工艺研究陈正中(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083)用气相色谱分析方法,考察了反应温度、醇油摩尔比、KOH催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明,由不同植物油原料所得的生物柴油收率达到最大值时,其共有的最佳工艺条件为:四氢呋喃(THF)作共溶剂,KCH作催化剂,反应温度60°C,n(甲醇)/n(植物油准6反应时间15nin因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工艺条件下的KOH催化剂加入质量分数和生物柴油收率最大值不同,菜籽油、大豆油、调和油所需的KOH催化剂加入质量分数分别为1C%,L 0%09%,相应的生物柴油收率最大值分别为972%,975%①收穑日期:2007―08―27修回日期:2007―为分析纯市所有笕料在使M均。九blish髓物研遂工工作作。珠表鳋传统能源的日益枯竭需要开发新的可再生能源,环境保护及汽车工业的发展需要清洁的油料,因此世界各国的能源研究人员都在积极探索、发展替代燃料及可再生能源。生物柴油属环境友好型燃料,具有深远的经济效益与社会效益,其环保性、可再生性备受世界各国的关注。

  国外发展生物柴油较早,但国内研究较晚。

  现阶段生物柴油的研究重点是降低其生产成本、提高转化率07ng/g菜籽油,酸值0 9ng/g以上均为山东德明公司产品;调和油,酸值0.2mg/g山东临好公司产品。KOH无水甲醇、THF无水硫酸钠均过无水处理。

  2反应机理生物柴油通常是用高黏度的植物油和甲醇进行酯交换反应,得到低黏度的生物柴油脂肪酸甲酯。其反应方程式如下:R丨3试样制备在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口瓶中,加入一定量的大豆油,加热至一定温度后,再将溶有KOH的甲醇溶液加入瓶中,并加入一定量的TF开始计时。在一定的时间间隔取反应产物试样进行色谱分析。反应结束后,将反应产物倒入分液漏斗中静置分层。取上层物质并水洗至中性、干燥、过滤,得浅黄色透明的产品,即生物柴油试样。菜籽油、调和油的。可以看出,温度较低时生物柴油的收率较低,随着温度的升高,其收率提高;但当温度高于60C后,其收率反而降低,这是由于温度过高,皂化反应明显,使得生成的脂肪酸甲酯和催化剂反应而成皂化物。Chang认为过量的甲醇虽然有利于二甘油酯转变成单甘油酯,但甘油溶入甲酯层也使甲酯和甘油反应生成单甘油酯,降低了生物柴油收率。

  在反应温度为60C催化剂KOH的加入质量分数为1.0%(对于调和油时则为0 9%)THF作共溶剂的条件下,于不同n(甲醇)/n(植物油)值下反应15min后所得生物柴油的收率如所示。可以看出,在n(甲醇)/n(植物油)值为9时,调和油、菜籽油、大豆油所得生物柴油的收率都达到了最大值,分别为987%,975%,976%;在n(甲醇)/n植物油为6时,其收率分别为983%,97.2%,97.5%;上述两种情况下的生物柴油收率相差不大。为了减轻甲醇后处理的负荷,采用n甲醇)/n(植物油)为6较适宜,因过多的甲醇会致使反应生成的甘油难以及时脱离反应体系,导致产品分离困难。

  植物油原料:一调和油;一菜籽油;一大豆油反应温度对生物柴油收率的影响植物油原料:―调和油;鲁一菜籽油;一大豆油n(甲醇)/n植物油)值对生物柴油收率的影响n(甲醇)/n(植物油)对生物柴油收率的影响理论上,酯交换反应为3m的甲醇和1m的脂肪酸甘油酯反应。但在实际过程中则需要更高的n(甲醇)/n(植物油。这是因为酯交换反应为可逆反应,增加反应物浓度可使化学平3催化剂KOH加入质量分数对生物柴油收率的影响本工作以KOH为催化齐剂在反应温度为60°C,n(甲醇)/n(植物油为6TF作共溶剂的条件下,加入不同质量分数的KCH反应。15mn后所得生物柴油的收率如图上所,示。可以+lhingLouse.Allnghireserveittp://www.criki.net a以thf乍共溶剂,koh为催化剂,用植物油原料(菜籽油、大豆油和调和油)制备生物柴油看出,对于菜籽油和大豆油,在KOH加入量为1.0%时其生物柴油收率最大;而对于调和油,则在KOH加入量为Q9%时,生物柴油的收率最大,这是因为调和油的酸值低、杂质少的缘故;KOH催化剂的加入量高于1.Q%时,皂化反应严重,致使生物柴油收率降低,还使甘油分离困难,体系产物的黏度增加,后处理复杂。

  植物油原料:一调和油;一菜籽油;△一大豆油KOH加入质量分数对生物柴油收率的影响4反应时间对生物柴油收率的影响为6催化剂KOH的加入质量分数为1. Q%(对于调和油则为Q9%)、THF作共溶剂的条件下,反应时间对生物柴油收率的影响如所示。

  可以看出,反应时间为15min时,生物柴油收率均达到了最大值,随着反应时间的延长,生物柴油收率则降低。这是因为时间长,皂化反应加剧所致。

  反应时间对生物柴油收率的影响脂肪酸甲酯时,其收率均受到反应温度、n(甲醇)/n(植物油、KOH催化剂加入质量分数和反应时间的影响。

  b当不同植物油原料所得生物柴油收率达到最大值时,实验所确定的共有的最佳工艺条件为:THF作共溶齐剂KOH作催化齐剂反应温度6Q°C,n(甲醇)/n(植物油)值6反应时间15mn但因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工艺条件下的KOH催化剂加入质量分数和生物柴油收率的最大值不同,菜籽油、大豆油和调和油所需的KCH催化剂加入质量分数分别为1.Q% 9%,相应的生物柴油收率最大值分别为97.2%,97.5%,98 C在植物油原料的酸值相差不大的情况下,其对催化剂KOH的用量影响不大。

脚注信息
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