新型催化劑制備生物柴油及動力學研究.pdf

1、生物柴油是以動植物油等為原料制成的清潔液體生物燃料，是優(yōu)質的石油柴油代用品。工業(yè)生產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導致產生較多的皂化物，影響生物柴油和甘油的分離，降低了生物柴油的產率。研究小組開發(fā)的新型生物柴油催化劑SXL較好地解決了上述問題。本研究優(yōu)化了粗菜籽油制備生物柴油的實驗室小試條件并在20L反應釜中進行放大研究，考察了SXL催化豬油制備生物柴油的催化性能，并對新型催化劑SXL制備生物柴油

2、的動力學進行研究。 論文主要包括以下內容： 對生物柴油催化劑的種類、動力學研究和動物油制備生物柴油的研究現(xiàn)狀進行了概述。 首先，在實驗室小試條件下，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％、反應溫度為40～60℃、反應時間為1～3h下，原料油轉化率、生物柴油產率和甘油產率均達到98％以上。放大實驗是在20L，反應釜中，以小試條件為基礎，投入6.5kg粗菜籽油，原料油轉化率、

3、生物柴油產率和甘油產率均在95％以上。 其次，利用新型催化劑SXL催化豬油酯交換反應，醇油比10：1～16：1、催化劑用量為0.5％～3.0％、反應溫度為50～60℃、反應時間為30～80min時，生物柴油轉化率和產率可達98％以上。 對粗菜籽油放大條件和豬油小試條件下制得的生物柴油進行結構表征，結果表明酯交換產物均為脂肪酸甲酯，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動力學。結果表明，在40～60℃范圍內，反應速率隨反應溫度升高而增大；催化劑用量在2.2％時反應速率較快，產率較高；在SXL催化下，醇油比在16：1時，在較短的反應時間內可達到較高產率；與傳統(tǒng)強堿性催化劑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。通過假設求證可得到新型催化劑SXL作用下的酯交換反應整個過程是從二