新型催化劑制備生物柴油及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、生物柴油是以動(dòng)植物油等為原料制成的清潔液體生物燃料，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。工業(yè)生產(chǎn)中常采用堿催化酯交換法制備生物柴油，但原料油中的游離脂肪酸和水分往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生較多的皂化物，影響生物柴油和甘油的分離，降低了生物柴油的產(chǎn)率。研究小組開(kāi)發(fā)的新型生物柴油催化劑SXL較好地解決了上述問(wèn)題。本研究?jī)?yōu)化了粗菜籽油制備生物柴油的實(shí)驗(yàn)室小試條件并在20L反應(yīng)釜中進(jìn)行放大研究，考察了SXL催化豬油制備生物柴油的催化性能，并對(duì)新型催化劑SXL制備生物柴油

2、的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。 論文主要包括以下內(nèi)容： 對(duì)生物柴油催化劑的種類、動(dòng)力學(xué)研究和動(dòng)物油制備生物柴油的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述。 首先，在實(shí)驗(yàn)室小試條件下，以100g粗菜籽油為原料油，醇油比5：1～8：1、催化劑用量為0.5％～4.0％、反應(yīng)溫度為40～60℃、反應(yīng)時(shí)間為1～3h下，原料油轉(zhuǎn)化率、生物柴油產(chǎn)率和甘油產(chǎn)率均達(dá)到98％以上。放大實(shí)驗(yàn)是在20L，反應(yīng)釜中，以小試條件為基礎(chǔ)，投入6.5kg粗菜籽油，原料油轉(zhuǎn)化率、

3、生物柴油產(chǎn)率和甘油產(chǎn)率均在95％以上。 其次，利用新型催化劑SXL催化豬油酯交換反應(yīng)，醇油比10：1～16：1、催化劑用量為0.5％～3.0％、反應(yīng)溫度為50～60℃、反應(yīng)時(shí)間為30～80min時(shí)，生物柴油轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率可達(dá)98％以上。 對(duì)粗菜籽油放大條件和豬油小試條件下制得的生物柴油進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明酯交換產(chǎn)物均為脂肪酸甲酯，菜籽油制備的生物柴油主要由油酸甲酯和亞油酸甲酯等組成；豬油制備的生物柴油主要由油酸甲酯、棕櫚

4、酸甲酯和硬脂酸甲酯等組成。 最后，以精制菜籽油和甲醇為原料，考察新型催化劑SXL作用下的酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明，在40～60℃范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨反應(yīng)溫度升高而增大；催化劑用量在2.2％時(shí)反應(yīng)速率較快，產(chǎn)率較高；在SXL催化下，醇油比在16：1時(shí)，在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)可達(dá)到較高產(chǎn)率；與傳統(tǒng)強(qiáng)堿性催化劑NaOH相比，催化劑SXL有效避免皂化現(xiàn)象的發(fā)生，性能更為優(yōu)異。通過(guò)假設(shè)求證可得到新型催化劑SXL作用下的酯交換反應(yīng)整個(gè)過(guò)程是從二