植物油制備生物柴油的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石燃料的日益短缺以及對(duì)環(huán)境問題的日益關(guān)注,替代燃料己引起各國的關(guān)注與重視。生物柴油,作為一種很有前途的替代原料,它是指利用動(dòng)植物油脂與低碳醇通過酯交換反應(yīng)而得到的低碳烷基酯混合物。與石化柴油相比,它具有含硫量低,芳香烴含量少,含氧量高,十六烷值高,閃點(diǎn)高,廢氣逸出少等優(yōu)點(diǎn),故生物柴油的研究對(duì)推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變具有重要的意義。本論文包含四個(gè)部分:
　　 第一部分:本文首次分別研究了大豆油和葵花籽油在不同有機(jī)共溶劑存在下,通

2、過酯交換反應(yīng)制備生物柴油的各種影響因素條件對(duì)產(chǎn)率的影響,并得到各自的最佳反應(yīng)工藝條件。其中大豆油在二氯甲烷共溶劑體系中制備生物柴油的最佳工藝條件為:醇油摩爾比為4.5:1,反應(yīng)溫度為45℃,催化劑用量為1.0％,反應(yīng)時(shí)間為120min,二氯甲烷的用量為4.0％；最大產(chǎn)率可達(dá)95.44％。葵花籽油在四氫呋喃共溶劑體系中制備生物柴油的其最佳反應(yīng)條件為:醇油摩爾比6:1,反應(yīng)溫度為50℃,催化劑用量為0.8％,反應(yīng)時(shí)間為2h,THF的用量為1

3、0％；最高產(chǎn)率可達(dá)94.78％。通過對(duì)產(chǎn)品一系列的物理性能指標(biāo)(如十六烷值、閃點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、酸值等)的測(cè)定,結(jié)果表明所制得生物柴油完全符合各國家的標(biāo)準(zhǔn)。
　　 第二部分:因植物的生長(zhǎng)期不同,植物油的供給受到限制,為確保原料的充足,本文首次以混合植物油(大豆油和菜籽油)為原料,研究了在正己烷共溶劑中制備生物柴油的最佳工藝條件,其最佳的工藝條件為:催化劑用量為0.8％,反應(yīng)溫度為55℃,醇油摩爾比為5.0:1,大豆油與菜籽油的質(zhì)量比為

4、1:1,反應(yīng)時(shí)間為2h,在最佳條件下,產(chǎn)率達(dá)到94.39％。還對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行了物理性能的測(cè)試,并與國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,其各指標(biāo)也都符合各國標(biāo)準(zhǔn)。
　　 第三部分:本文采用浸漬法首次采用以稀土氧化物Nd2O3為載體、KOH為負(fù)載物的固體堿催化劑,并將其應(yīng)用于生物柴油的合成反應(yīng)。通過FI-IR、XRD、TG、SEM等對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；同時(shí)分別考察了負(fù)載物、載體、制備條件對(duì)催化活性的影響,由此確定了KOH／Nd2O3催化劑的最

5、佳制備工藝條件為:負(fù)載量為30wt.％,煅燒溫度為600℃；同時(shí)研究了KOH／Nd2O3催化劑催化酯交換反應(yīng)各因素影響,得到最佳工藝條件為:反應(yīng)時(shí)間90min,醇油摩爾比14:1,催化劑用量6wt.％,反應(yīng)溫度60℃；經(jīng)過活化后,催化劑能重復(fù)5次,證明此催化劑具有良好的穩(wěn)定性和活性。
　　 第四部分:利用浸漬法,本文首次制備了以ZrO2為載體、C4H4O6HK為負(fù)載物的固體堿催化劑,并將其應(yīng)用于生物柴油的合成反應(yīng)。通過FI—IR