生物柴油的制备
生物酶法制备生物柴油

二、液体脂肪酶法
在油水界面上脂肪酶催化反应速率较快
界面活化效应:即在油水界面催化反应速率较快 的原因。一般而言,脂肪酶活性位点为一个盖子所 罩住,所谓界面活化是指此盖子的打开使催化活性 位点暴露出来。
二、液体脂肪酶法
液体脂肪酶通过催化双相(油相/水相)体系界面的 转酯/酯化反应而制备生物柴油。 优点:
生物柴油制备方法
生物柴油制备方法 物理法
化学法 高温热裂解法 直接使用法 酯交换法 混合法 超临界法 微乳液法 固定化酶法 全细胞法 液体酶法
生物酶法
酸/碱催化法
一、固定化脂肪酶法
利用固定化脂肪酶催化制备生物柴油是非水 酶学理论应用于实践的典型实例,也正因为如 此,固定化脂肪酶催化制备生物柴油具备非水 介质中酶催化的优势:
1、可防止冻干的酶粉在反应过程中发生聚集 从而增大酶与底物的接触面积; 2、产物容易纯化;
一、固定化脂肪酶法
3、有利于酶的回收和连续化生产;
4、酶的热稳定性及对甲醇等短链醇的耐受性 显著提高; 5、利用溶剂工程可提高酶与底物油脂、甲醇 的接触频率,从而提高反应速率。
影响因素
不同的固定化形式、反应介质体系、酰基受体 及添加策略均会对酶活力、酶对甲醇的耐受性 等有着显著的影响 (1)不同的固定化形式。脂肪酶采用不同的固 定化形式对酶活力、酶对甲醇的耐受性等有着 显著的影响。
thank you!!!
(2)不同的反应介质体系。不同的反应介质体系 对于固定化脂肪酶催化制备生物柴油的得率有 着显著的影响。
影响因素
(3)不同的酰基受体及添加策略。大量的研 究表明,甲醇、乙醇等短链醇因剥夺脂肪酶 的必需水而破坏维持蛋白功能构象的氢键 体系,从而使酶活性降低或失去活性。
高效制备生物柴油的方法

高效制备生物柴油的方法生物柴油是一种绿色可再生能源,可以直接替代传统柴油。
其制备利用生物质作为原料,通过酯化反应将生物质中的油脂酯化成酯化物,再通过转化反应制备成生物柴油。
本文将介绍一种高效制备生物柴油的方法。
1. 原料准备制备生物柴油的首要条件是原料选择,需要选择高含油量的农作物和林产品作为原材料。
在实际操作中,可以选择大豆、油菜籽、棕榈油、花生等作为油脂原料。
2. 酯化反应将原料中的油脂酯化成脂肪酸甲酯,这是制备生物柴油的关键步骤。
可以使用酸性催化剂或碱性催化剂催化酯化反应。
在碱性催化剂中,氢氧化钠是常用的碱性催化剂。
催化剂的选择和用量的优化可以促进反应的进行,提高反应的效率和产率。
3. 精馏与纯化经过酯化反应后,产生的产品中含有残留催化剂和杂质,需要进行精馏和纯化。
还可以使用活性炭和硅胶等吸附剂对生物柴油的pH值、水分和杂质进行调控与去除,提高生物柴油的品质。
4. 洗涤与降温制备生物柴油后,需要进行洗涤和降温。
洗涤可以去除生物柴油中的杂质和其他有害物质。
降温可以让生物柴油的温度降至室温。
在实际生产中,可以使用冷却器等设备进行降温处理。
5. 储存与运输制备出的生物柴油需要进行储存和运输。
在储存和运输过程中,需要避免水分和氧气的接触,以防止生物柴油的氧化和酸化。
同时,需要注意生物柴油的保存温度,存放环境的干燥程度、光照程度和空气质量等因素对生物柴油的品质也有很大的影响。
综上所述,高效制备生物柴油的方法是:通过选取合适的油脂原料、合适的催化剂、优化生产工艺,同时对生产过程中的洗涤、纯化、降温、储存和运输等环节加强管理和控制,制备出高品质、高效率的生物柴油。
简述制备生物柴油的主要方法

简述制备生物柴油的主要方法
生物柴油的主要制备方法包括以下步骤:
1.植物油或动物脂肪的提取
提取植物油或动物脂肪是制备生物柴油的第一步。
一般来说,常用的
植物油包括油菜籽油、大豆油、棕榈油等,常用的动物脂肪包括猪油、牛油、鸡油等。
提取的原料中必须含有高含量的油脂。
2.预处理
植物油或动物脂肪在提取后需要进行预处理,主要是去除水分、杂质
和游离脂肪酸等。
这一步骤可以通过压榨、过滤、脱水和脱臭等方式
进行。
3.转化反应
将经过预处理的植物油或动物脂肪与醇类或甲醛等反应,生成脂肪酯。
这一步是制备生物柴油的关键,常用的反应方式包括碱催化法、酸催
化法、酯化法等。
4.分离和净化
经过转化反应后生成的脂肪酯需要进行分离和净化。
这一步可以通过
重力分离、离心分离和蒸馏分离等方式进行。
5.加工调配
分离和净化好的脂肪酯需要进行加工调配,主要是将不同类型的脂肪
酯混合,以满足各种不同的使用要求。
6.生物柴油储存和前置处理
加工调配好的生物柴油需要进行储存和前置处理。
前置处理包括过滤、脱水和脱氧等步骤,以去除水分、杂质和氧化物等。
7.生物柴油使用
生物柴油可以作为替代传统石油柴油的燃料使用,在汽车、船舶、发
电机等领域都有广泛应用。
其优点包括绿色环保、可再生等。
生物柴油燃料的制备与应用

生物柴油燃料的制备与应用一、引言生物柴油是一种新兴的可再生能源,具有环保、可持续等特点,因此在能源领域备受关注。
本文将从生物柴油燃料的制备和应用两个方面进行介绍和分析。
二、生物柴油的制备生物柴油可通过多种方法制备,如酯化法、酵母法等。
其中以酯化法最为常见。
1.酯化法酯化法是目前生物柴油主流的工业化生产方法。
该方法是将生物原料如植物油、动物脂肪等与甲醇在一定比例下进行酯化反应,即可得到生物柴油。
该方法在生产时要注重反应条件的控制,如反应温度、反应时间、催化剂种类和催化剂用量等,以提高转化率和产量。
2.酵母法酵母法是一种新的生物柴油制备方法。
该方法是利用酵母菌将生物原料进行酵解,形成甘油和脂肪酸,然后再进行酯化反应,得到生物柴油。
该方法有着独特的优势,如无需催化剂、无废水排放、反应时间短等。
目前,该方法仍在实验室阶段,尚未工业化生产。
3.其他方法生物柴油的制备还有其他的方法,如微藻制备、生物学降解、植物发酵等。
这些方法的特点各异,有些具有良好的环保性和可持续性,但目前尚未应用于大规模的生产中。
三、生物柴油的应用1.替代传统柴油生物柴油具有传统柴油相似的物理化学性质,因此可以替代传统柴油进行燃烧。
生物柴油在燃烧过程中产生的二氧化碳等有害物质比传统柴油少,从而降低了大气污染的程度并减少了温室气体的排放。
2.生物柴油混合燃料生物柴油与传统柴油可以混合使用,形成生物柴油混合燃料。
该混合燃料可以降低传统柴油的排放量,并且在使用过程中无需对现有的柴油发动机进行大的改造或升级,降低了使用成本。
3.其他应用生物柴油的应用不仅仅局限于燃烧。
生物柴油还可以用于制备其他化合物,如涂料、胶粘剂等,具有一定的应用前景。
此外,生物柴油本身在一些行业中也得到了应用,如农业、林业、渔业等领域。
四、生物柴油的发展前景未来,生物柴油将成为新型的低碳环保能源,具有广阔的应用前景。
生物柴油在能源领域的普及和应用,将有力促进可持续发展,改善环境,减少大气污染,保护生态环境。
技术|地沟油制备生物柴油的技术方法

技术|地沟油制备生物柴油的技术方法目前,生物柴油的制备技术方法主要有直接混合法、微乳法、热解法和酯交换法。
我国地沟油的来源广且分散,具有含固体杂质多、含水分高、酸值高的特点。
地沟油制备生物柴油一般要先经过除水、机械除杂、除酸、脱色等预处理,然后利用酯交换法或加氢裂化法制备成生物柴油。
酯交换法制备生物柴油张勇以废弃地沟油为原料,经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油,第一步为酸催化预酯化反应,主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应,进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油。
通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比10∶1、催化剂用量1%、反应温度70℃、反应时间4小时;转酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比20∶1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4小时。
在最佳反应条件下,甘三酯的酯化率可达到86.89%。
利用该方法制备的生物柴油在闪点、冷滤点等方面要优于0号柴油,在储运过程中更安全;同时能够在更宽的温度范围内使用。
研究同时发现将利用该方法制备的生物柴油与0号柴油按照B20调和后,不仅能够大大降低生物柴油的黏度,使挥发性得到改善,同时使0号柴油的闪点提高,凝点和冷滤点降低,使储运过程更加安全,低温性能得到改善,有利于在更宽的温度范围内使用,可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应,生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。
姚亚光等以酸作为催化剂,首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理,在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油,通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验,实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为:甲醇温度为70℃,油醇摩尔比为1∶40,催化剂浓度为7%,反应时间为6小时,级差顺序依次是:油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度;乙醇温度为80℃,油醇摩尔比为1∶30,催化剂浓度为5%,反应时间为6小时,级差顺序依次是:油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。
生物柴油制备技术介绍

生物柴油制备技术介绍目前,生物柴油的制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。
前两种方法属于物理方法,虽然简单易行,能降低动植物油的粘度,但十六烷值不高,燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。
高温裂解法过程简单,没有污染物产生,缺点是在高温下进行,需催化剂,裂解设备昂贵,反应程度难控制,且高温裂解法主要产品是生物汽油,生物柴油产量不高。
工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。
在酯交换反应中,油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。
可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中最常用的是甲醇,这是由于甲醇价格较低,碳链短,极性强,能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。
酯交换反应是可逆反应,过量的醇可使平衡向生成物的方向移动,所以醇的实际用量远大于其化学计量比。
反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等,它可加快反应速率以提高产率。
酯交换反应是由一系列串联反应组成,三甘油酯分步转变为二甘油酯、单甘油酯,最后转变成甘油,每一步反应均产生一个酯。
酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。
(1)酸催化法。
酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。
在酸催化法条件下,游离脂肪酸会发生酯化反应,且酯化反应速率要远快与酯交换速率,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但反应温度和压力高,甲醇用量大,反应速度慢,反应设备需要不锈钢材料。
工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。
(2)碱催化法。
碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOH 以及有机胺等。
在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。
传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。
碱金属氢氧化物中,KOH比NaOH具有更高的活性。
用KOH作催化剂进行酯交换反应典型的条件是:甲醇用量5%-21%,KOH用量0.1%~1%,反应温度25-60℃,而用NaOH 作催化剂通常要在60℃下反应才能得到相应的反应速率。
生物柴油生产方法

生物柴油生产方法
生物柴油的生产方法主要有以下几种:
1. 转酯化法:将动植物油脂与醇(如甲醇、乙醇)在催化剂(如碱催化剂、酸催化剂)的作用下反应,生成酯类化合物(即生物柴油)和副产物甘油。
2. 转糖化发酵法:将植物纤维素通过预处理(如挤压、研磨、酶解等)获得糖类,再将糖类通过发酵反应转化为生物柴油。
3. 脂肪酸酯化法:将动植物油脂中的游离脂肪酸与醇进行酯化反应,生成生物柴油。
4. 亚氧化脱硫法:将动植物油脂与氢气在催化剂(如铜铅等)的作用下进行加氢反应,生成生物柴油。
5. 热压法:将植物油脂经过高温高压处理,使其分解为生物柴油和其他副产物。
以上方法中,转酯化法是生产生物柴油最常用的方法,具有操作简便、产量高、质量稳定等优点。
化验室制备生物柴油流程

实验室制备生物柴油一、准备工作取原料油测算值:1.若AV< 3 ,直接进行酯交换;2.若3< AV< 110 先进行预酯化,在进行酯交换;3.若110< AV 则只进行预酯化。
备注:若直接进行酯交换则应先干燥油样。
二、试验步骤1.预酯化反应称取油样(根据烧瓶大小,酌量添加),加入沸石。
用汽提法进行预酯化,加热温度为70℃(实验室用90℃),升温至40℃时,加入催化剂浓硫酸(浓硫酸质量为油重的1.5%,用甲醇溶解)。
每半个小时取样测一次酸值(取烧瓶中底部)直到AV< 1,停止通入甲醇,蒸一段时间甲醇至油样无气泡后停止加热。
将反应完的油样倒入梨形分液漏斗,静置1~2h,放出下层酸、水、甘油等混合物。
备注:使用汽提法能迅速带走反应生成水分,促进反应向正方向进行,同时水分对下一步酯交换影响很大,汽提能有效带走水分。
(浓硫酸密度1.84g/cm³) 2.酯交换反应将静置后的油样混匀,测酸值,剩余油样装入烧瓶,称其质量,放入转子,开搅拌(试验需充分搅拌)。
用回流法进行酯交换反应,加热温度为90℃,加热至50℃左右,加入碱催化剂(KOH、NaOH用甲醇溶解,加碱量NaOH=理论碱量+超碱量=7.13×10-4×G油×AV+G油×0.4%,加碱量KOH=理论碱量+超碱量=10-3×G油×AV+G油×0.4%),加油重的15%的甲醇。
反应1h后,停止加热。
取出油样倒入梨形分液漏斗,静置1~2h,放出下层甘油等混合物。
备注:超碱量一般情况下为0.4%,不过不同的原料油,适合不同的超碱量,当碱炼(酯交换)结束倒入分液漏斗后,油面有结一层皂膜,说明碱过量,当分液漏斗静置后几乎无分层且水洗时含皂较少则碱较少。
且加入碱催化剂时亦需要充分搅拌,以防局部皂化严重。
3.水洗干燥放出下层甘油混合物后,上层油需热水水洗(水温> 80℃),先用热水冲洗数次(不振摇),待下层水较清澈后(若水油分离较缓慢可用盐水冲洗),开始振摇。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
由菜籽油制备生物柴油的实验方案化强0601 石磊丁佐纯目录一.文献综述1.生物柴油简介2.目前制备生物柴油的方法3.本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据二.实验目的三.实验原理1.生物柴油的制备原理2.碘值的测定原理3.酸价的测定原理四.实验用品1.实验仪器2.实验药品五.实验步骤1.生物柴油的制备2.粗产物的处理3.碘值的测定4.酸价的测定六.实验结束七.本实验所参考的文献一览★★注:若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置,一则可以大大缩短反应时间(从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右),又节约了能源同时提高了转化率。
一、文献综述1、生物柴油简介1.1目前燃料情况能源和环境问题是全球性问题,日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。
我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作,但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高,配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。
而大量研究资料表明,生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油,而且可以直接用于柴油机,被认为是石化柴油的替代品。
1.2什么是生物柴油生物柴油即脂肪酸甲酯,由可再生的油脂原料经过合成而得到,是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。
1.3生物柴油的优点1.3.1 能量高,具有持续的可再生性能。
1.3.2具有优良的环保特性:①生物柴油中不含硫,其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害;生物柴油不含苯及其他具有致癌性的芳香化合物。
②其中氧含量高,燃烧时一氧化碳的排放量显著减少;③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油;④生物柴油燃烧所排放的CO2,远低于植物生长过程中所吸收的CO2 ,因此使用生物柴油,会大大降低CO2的排放和温室气体积累。
1.3.3具有良好的替代性能:①生物柴油的性质与柴油十分接近,可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。
②对发动机,油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。
具有较好的润滑性能,使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。
1.3.4由于闪点高,不属危险品,储存、运输、使用较为安全。
总之,发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义。
1.4 由菜籽油制生物柴油的有利之处尽管许多木本油料都可以加工为生物柴油,但规模有限,其他油料作物扩大面积的潜力有限,而油菜具有适应范围广,化学组成与柴油相近等特点,是我国发展生物柴油最理想重要的原料来源。
种油菜不与主要粮食争地,且增肥地力,较同期冬小麦早熟半月,有利于后荐作物增产。
所以,油菜原料的增长空间是非常大的。
据统计,在不影响粮食生产的情况下,我国有2670万hm2以上的耕地可用于发展能源油菜生产,年生产4000万t 生物柴油,相当于建造1.5个永不枯竭的绿色大庆,具有十分重要的战略意义。
2、目前制备生物柴油的方法生物柴油的制备方法有物理法和化学法。
物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法;化学法包括高温热裂解法和酯交换法。
2.1 直接使用法即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。
2.2 混合法混合法是将植物油与石油柴油按不同的比例直接混合使用. Anon在柴油中掺入了95%的回收煎炸油,发现每运行4~4.5km就必须更换润滑油,这是因为植物油的高黏度引起不饱和成分的聚合使润滑油变质.2.3 微乳液法微乳液有两种:一是将动植物油与甲醇、乙醇等溶剂混合成微乳状液,来解决动植物油的高黏度. 但在实验室规模的耐久性试验中,发现注射器针经常黏住,积碳严重,燃烧也不完全.另一种是将生物柴油与溶剂形成微乳液,所得燃料的完全燃烧性能得到了很大提高.但微乳液在低温下并不稳定,微乳液中的醇具有一定的吸水性.2.4 高温热裂解法高温热裂解法是在热或热和催化剂共同作用下,在空气或氮气流中将化学键断裂而产生小分子.Schwab等对大豆油热裂解的产物进行分析,发现烷烃和稀烃的含量很高,约占总质量的66%,十六烷值高于豆油和石油柴油,热值与石油柴油相近.裂解产物的粘度虽比大豆油下降约22.4%,但还是比石油柴油高6.1%~8.3%.2.5 酯交换法目前工业生产生物柴油的主要方法是酯交换法,即用各种动物和植物油脂与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低碳醇在催化剂作用下反应而成.因甲醇价格低廉,故常用甲醇.酯交换法又包括:酸或碱催化法、生物酶法、工程微藻法和超临界甲醇法.2.5.1 酸或碱催化法油脂在酸或碱的催化条件下与甲醇进行转酯化反应,反应后分去下层粗甘油,粗甘油经回收后具有较高的附加值;上层经洗涤、干燥即得生物柴油.反应主要的影响因素有四个:醇油比、催化剂用量、反应时间和反应温度,其中最重要的因素是醇油比和催化剂用量.酸催化酯交换适用于脂肪酸和水含量高的油脂(主要是废弃油)制备生物柴油,产率较高,但反应速率慢,酸耗大,分离难,且设备易腐蚀,易产生三废。
碱催化法可在低温下获得较高产率,反应速率快,但它对原料中游离脂肪酸和水的含量却有较高要求。
2.5.2生物酶法动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应.用于催化的脂肪酶主要是酵母脂肪酶.生物酶法的优点在于条件温和、醇用量小、游离脂肪酸和水的含量对反应无影响、无污染排放.但脂肪酶在有机溶剂中易聚集,不易分散,因而催化效率较低.此外因脂肪酶价格昂贵,故成本较高.2.5.3 工程微藻法先通过基因工程技术建构的微藻生产油脂,再进行酯交换反应.美国国家可更新能源实验室(NREI)通过现代生物技术建成“工程微藻”(藻类的一种“工程小环藻”),在实验室条件下可使脂质含量增加到60%以上.工程微藻法的优越性在于微藻生产能力高,比陆生植物单产油脂高出几十倍;用海水做为天然培养基,节省了农业资源;生产的生物柴油不含硫;可被微生物降解,不污染环境.因此,发展富含油酯的“工程微藻”是发展生物柴油的一大趋势.2.5.4 超临界法超临界反应就是在超临界流体参与下的化学反应,超临界流体既可以作为反应介质,又可以参与反应.在超临界状态下,甲醇和油脂成为均相,反应速率大,反应时间短.另外,由于在反应中不使用催化剂,因此反应后续分离工艺简单,不排放废碱或酸液,不污染环境,生产成本大幅降低.但是超临界甲醇法反应条件非常苛刻,需要高温高压下进行.3、本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据本实验采用的具体参数如下:菜籽油20克,甲醇4.6克(醇油摩尔比为6:1),共溶剂正己烷40克(菜籽油与共溶剂正己烷的质量比在25:75—38:75之间),菜籽油质量1%的NaOH做催化剂,反应温度60—65度,搅拌速度为400r/min。
1.醇油摩尔比:醇油摩尔比是影响反应进行的重要因素之一在反应温度为65度,催化剂用量为1.0%,搅拌速度为400r/min的条件下,改变醇油摩尔比。
图1给出了醇油摩尔比分别为4:1,6:1,9:1和12:1时,脂肪酸甲酯含量随反应时间变化的趋势,因为醇油摩尔比为3:1时,反应发生明显的皂化,所以醇油摩尔比最低选为4:1醇油摩尔比为6:1时,1.5h之内,甲酯含量几乎达到了99%,达到相同甲酯的含量,醇油摩尔比为12:1时只需40min左右。
实验发现,反应速度随着醇油摩尔比的增加而加快,但甲醇的大大过量不仅使甘油的分离更加困难,而且增加了甲醇的回收费用和反应过程中甲醇的挥发。
因此,以醇油摩尔比为6:1为宜。
2.催化剂的选择及其用量:①油脂的醇解反应并不十分困难,采用常规的碱性催化剂在常压或较低压力下进行醇解反应从经济上是合理可行的。
由于氢氧化钠价格低廉,工业化生产中多被采用②在反应温度为65度醇油摩尔比为6:1搅拌速度为400r/min的条件下,催化剂用量在0.5%~1.5%之间变化,如图2展示在不同催化剂用量的情况下,脂肪酸甲酯含量随反应时间的变化趋势在催化剂用量较少的情况下,反应进行不完全,当催化剂用量达到 1.0%时,1h之内,甲酯含量几乎达到了99%,并且反应进行10min,甲酯含量就达到了86.04%,继续增加催化剂用量,甲酯含量反而会有所减少,这和Dorado等人的研究结果相符当催化剂用量超过1.0%时,在反应过程中发生严重的皂化现象,反应物中有大量凝胶状物析出,产品不易分离,产量大大下降,故催化剂用量最佳值为1.0%。
3.反应温度:在催化剂用量为1.0%,醇油摩尔比为6:1,搅拌速度为400r/min的条件下,研究了不同温度对反应的影响。
如图3是在不同温度的条件下,脂肪酸甲酯含量随反应时间变化的趋势图。
它表明反应温度对大豆油的酯交换有一定的影响作用,这和Enci2nar等人的研究结果一致。
因为反应温度在高于65度的情况下,加速了甘油酯与碱催化剂的皂化作用,因此应尽量避免反应在65度(甲醇沸点)以上进行,且温度超过65度,对能耗和生产设备的要求均须提高,故反应温度以60—65度为宜。
4.搅拌速度:本实验采用的搅拌速度为400r/min,对于一定的反应器和反应体系,当其它参数都不变的情况下Misek's方程可简化成:d0=kn-2式中:k)常数,n)搅拌速度。
由上式可知,NaOH-CH3OH液滴的直径d0与搅拌速度n的平方成反比,即搅拌速度对反应的影响是非常大的因为搅拌越快,d0越小,非均相体系的相接触面积就越大,反应就越易进行,反应效果好但因为上述方程仅适合于反应刚开始时,当NaOH-CH3OH液滴形成并达稳定后,影响酯交换反应的主要因素就不是搅拌速度,而是反应时间,此时,只要反应达到一定的时间,即可获得很好的效果。
结果如图4表明,搅拌速度达到一定值之后,继续提高搅拌速度对反应速度并没有太大的影响,相反增加了动力费用,在搅拌速度为400r/min和600r/min的条件下,1h之内,脂肪酸甲酯的含量几乎达到了同样的99%所以,搅拌速度以400r/min为佳。
5.共溶剂:甲醇与脂肪酸酯互不相溶,须在强烈搅拌下才能部分反应,动力消耗大,甲醇利率低,严重制约着转换率,正己烷对甲醇和脂肪酸酯的溶解性能较好,价格比较便宜,更重要的是沸点较低,仅为68.70度,与甲醇比较接近,在反应结束后,能够同甲醇一道蒸出冷凝回收。
图4二、实验目的:1.通过酯交换反应由植物油制备生物柴油2.测定所制得的生物柴油的酸价和碘值三、实验原理:1.生物柴油制备原理(酯交换反应)R1—COO—CH2︳R2—COO—CH +3MeOH →R1(R2,R3)—COOMe + CH2(OH)CH(OH)CH2(OH)︳R3—COO—CH22.碘值测定原理⑴溴化碘与酯在醋酸汞的催化作用下发生加成:CH3…CH==CH…COOH +IBr= CH3…CHI-CHBr…COOH,4分钟完成;⑵再加入过量的碘化钾与剩余的溴化碘作用,以析出碘:KI+IBr=KBr+I2⑶析出的碘用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定:I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6 +2NaI同时做空白试验进行对照。