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TECHNOLOGY

技術(shù)與應(yīng)用

植物油制備生物柴油的工藝研究

2016-06-16 08:38 來源: 作者:

  研究與開發(fā)(4)植物油制備生物柴油的工藝研究陳正中(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083)用氣相色譜分析方法,考察了反應(yīng)溫度、醇油摩爾比、KOH催化劑用量和反應(yīng)時間對生物柴油收率的影響。結(jié)果表明,由不同植物油原料所得的生物柴油收率達(dá)到最大值時,其共有的最佳工藝條件為:四氫呋喃(THF)作共溶劑,KCH作催化劑,反應(yīng)溫度60°C,n(甲醇)/n(植物油準(zhǔn)6反應(yīng)時間15nin因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工藝條件下的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和生物柴油收率最大值不同,菜籽油、大豆油、調(diào)和油所需的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1C%,L 0%09%,相應(yīng)的生物柴油收率最大值分別為972%,975%①收穡日期:2007?08?27修回日期:2007?為分析純市所有筧料在使M均。九blish髓物研遂工工作作。珠表鳋傳統(tǒng)能源的日益枯竭需要開發(fā)新的可再生能源,環(huán)境保護(hù)及汽車工業(yè)的發(fā)展需要清潔的油料,因此世界各國的能源研究人員都在積極探索、發(fā)展替代燃料及可再生能源。生物柴油屬環(huán)境友好型燃料,具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,其環(huán)保性、可再生性備受世界各國的關(guān)注。

  國外發(fā)展生物柴油較早,但國內(nèi)研究較晚。

  現(xiàn)階段生物柴油的研究重點是降低其生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)化率07ng/g菜籽油,酸值0 9ng/g以上均為山東德明公司產(chǎn)品;調(diào)和油,酸值0.2mg/g山東臨好公司產(chǎn)品。KOH無水甲醇、THF無水硫酸鈉均過無水處理。

  2反應(yīng)機(jī)理生物柴油通常是用高黏度的植物油和甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng),得到低黏度的生物柴油脂肪酸甲酯。其反應(yīng)方程式如下:R丨3試樣制備在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管的四口瓶中,加入一定量的大豆油,加熱至一定溫度后,再將溶有KOH的甲醇溶液加入瓶中,并加入一定量的TF開始計時。在一定的時間間隔取反應(yīng)產(chǎn)物試樣進(jìn)行色譜分析。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)產(chǎn)物倒入分液漏斗中靜置分層。取上層物質(zhì)并水洗至中性、干燥、過濾,得淺黃色透明的產(chǎn)品,即生物柴油試樣。菜籽油、調(diào)和油的。可以看出,溫度較低時生物柴油的收率較低,隨著溫度的升高,其收率提高;但當(dāng)溫度高于60C后,其收率反而降低,這是由于溫度過高,皂化反應(yīng)明顯,使得生成的脂肪酸甲酯和催化劑反應(yīng)而成皂化物。Chang認(rèn)為過量的甲醇雖然有利于二甘油酯轉(zhuǎn)變成單甘油酯,但甘油溶入甲酯層也使甲酯和甘油反應(yīng)生成單甘油酯,降低了生物柴油收率。

  在反應(yīng)溫度為60C催化劑KOH的加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%(對于調(diào)和油時則為0 9%)THF作共溶劑的條件下,于不同n(甲醇)/n(植物油)值下反應(yīng)15min后所得生物柴油的收率如所示??梢钥闯?,在n(甲醇)/n(植物油)值為9時,調(diào)和油、菜籽油、大豆油所得生物柴油的收率都達(dá)到了最大值,分別為987%,975%,976%;在n(甲醇)/n植物油為6時,其收率分別為983%,97.2%,97.5%;上述兩種情況下的生物柴油收率相差不大。為了減輕甲醇后處理的負(fù)荷,采用n甲醇)/n(植物油)為6較適宜,因過多的甲醇會致使反應(yīng)生成的甘油難以及時脫離反應(yīng)體系,導(dǎo)致產(chǎn)品分離困難。

  植物油原料:一調(diào)和油;一菜籽油;一大豆油反應(yīng)溫度對生物柴油收率的影響植物油原料:?調(diào)和油;魯一菜籽油;一大豆油n(甲醇)/n植物油)值對生物柴油收率的影響n(甲醇)/n(植物油)對生物柴油收率的影響理論上,酯交換反應(yīng)為3m的甲醇和1m的脂肪酸甘油酯反應(yīng)。但在實際過程中則需要更高的n(甲醇)/n(植物油。這是因為酯交換反應(yīng)為可逆反應(yīng),增加反應(yīng)物濃度可使化學(xué)平3催化劑KOH加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)對生物柴油收率的影響本工作以KOH為催化齊劑在反應(yīng)溫度為60°C,n(甲醇)/n(植物油為6TF作共溶劑的條件下,加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的KCH反應(yīng)。15mn后所得生物柴油的收率如圖上所,示??梢?lhingLouse.Allnghireserveittp://www.criki.net a以thf乍共溶劑,koh為催化劑,用植物油原料(菜籽油、大豆油和調(diào)和油)制備生物柴油看出,對于菜籽油和大豆油,在KOH加入量為1.0%時其生物柴油收率最大;而對于調(diào)和油,則在KOH加入量為Q9%時,生物柴油的收率最大,這是因為調(diào)和油的酸值低、雜質(zhì)少的緣故;KOH催化劑的加入量高于1.Q%時,皂化反應(yīng)嚴(yán)重,致使生物柴油收率降低,還使甘油分離困難,體系產(chǎn)物的黏度增加,后處理復(fù)雜。

  植物油原料:一調(diào)和油;一菜籽油;△一大豆油KOH加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)對生物柴油收率的影響4反應(yīng)時間對生物柴油收率的影響為6催化劑KOH的加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. Q%(對于調(diào)和油則為Q9%)、THF作共溶劑的條件下,反應(yīng)時間對生物柴油收率的影響如所示。

  可以看出,反應(yīng)時間為15min時,生物柴油收率均達(dá)到了最大值,隨著反應(yīng)時間的延長,生物柴油收率則降低。這是因為時間長,皂化反應(yīng)加劇所致。

  反應(yīng)時間對生物柴油收率的影響脂肪酸甲酯時,其收率均受到反應(yīng)溫度、n(甲醇)/n(植物油、KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)時間的影響。

  b當(dāng)不同植物油原料所得生物柴油收率達(dá)到最大值時,實驗所確定的共有的最佳工藝條件為:THF作共溶齊劑KOH作催化齊劑反應(yīng)溫度6Q°C,n(甲醇)/n(植物油)值6反應(yīng)時間15mn但因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工藝條件下的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和生物柴油收率的最大值不同,菜籽油、大豆油和調(diào)和油所需的KCH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.Q% 9%,相應(yīng)的生物柴油收率最大值分別為97.2%,97.5%,98 C在植物油原料的酸值相差不大的情況下,其對催化劑KOH的用量影響不大。

作者:佚名  來源:中國潤滑油網(wǎng) 

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