生物柴油的制备研究
生物柴油的制备实验报告
绿色能源——生物柴油的制备
一、实验目的
1、了解绿色能源的概念。
2、掌握生物柴油的制备方法。
二、实验原理
生物柴油（biodiesel)作为可再生生物质新能源，已经在世界范围内引起了广泛的关注，生物柴油是一种是有替代品。众所周知，普通柴油是从石油中提炼的，而“生物柴油”则可从动物、植物的脂肪中提取。
本实验采用化学方法制备生物柴油，与物理方法不改变油脂组成和性质不同，化学法生物柴油制备技术就是讲动植物油脂进行化学转化，改变其分子结构，是主要组成为脂肪酸甘油酯的油脂转化成为相对分子质量仅为其三分之一的脂肪酸低碳烷基酯，使其从根本上改变流动性和黏度，适合用作柴油内燃机的燃料。酯化和酯交换是生物柴油的主要生产方法，即用含或不含游离脂肪酸的动植物油脂和甲醇等低碳一元醇进行酯化或转酯化反应，生成相应的脂肪酸低碳烷基酯，再经分离甘油、水洗、干燥等适当后处理即得生物柴油。通过化学转化得到的脂肪酸低碳烷基酯具有与石化柴油几乎相同的流动性和黏度范围，同时具有与石化柴油的完全混溶性。是一种良好的柴油内燃机动力燃料。化学法生产的生物柴油完全改变了物理法生物柴油的物性状况，成为完全均匀的液态产品，黏度大幅降低，能与石化柴油以任意比例混溶形成单一均相体系，因此使用就方便多了。
生物柴油的制备及其催化剂的研究
生物柴油的制备及其催化剂的研究随着能源需求日益增长，化石燃料逐渐走向枯竭，开发生物能源逐渐成为了人们的重要方向。
其中，生物柴油因其环境友好、可再生等特点备受关注。
本文将着重介绍生物柴油的制备及其催化剂的研究。
一、生物柴油的制备方式目前，生物柴油的制备方式主要有四种，分别为酯交换法、酯化法、水解法和微生物法。
其中，酯交换法和酯化法较为成熟，应用也最广泛。
1.酯交换法酯交换法是目前制备生物柴油的主要方法之一。
在生物柴油酯交换反应中，将油脂中的甲酯与醇交换，从而得到酯类，这种方法被称为酯交换法。
该方法的主要特点是不需要酶和酸催化剂。
酯交换法生产生物柴油的步骤包括：1) 将传统的油脂加热至大约70℃，然后加入甲醇和碳酸钠。
2) 加入少量的碱催化剂（钠或钾）。
3) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
与传统的化学反应相比，酯交换法反应后的环境污染比较少，对环境友好。
2.酯化法酯化法是制备生物柴油的另一种常见方法。
在酯化法中，油脂和甲醇反应生成甲酯和水。
酯化法生产生物柴油的步骤为：1) 将传统的油脂和甲醇混合，然后加入酸催化剂。
2) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
酯化法相对于酯交换法需要更多的酸催化剂，这可能带来更多的环境问题。
同时，当油脂中含有过多的酸时，将有一些非正常的反应和一些损失。
二、生物柴油催化剂研究现状随着人们对生物柴油的需求日益增加，催化剂研究也越来越受人们的关注，催化剂可将反应温度降至更低，改善反应产物出现的问题，因此催化剂在生物柴油制备中的重要性不言自明。
以下将介绍几种常见的催化剂。
1.碱催化剂碱催化剂是制备生物柴油时常见的催化剂。
在酯交换法中应用得比较广泛，常用的碱催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠、钠醇溶液等。
碱催化剂反应速度快、成本低、易于操作等优点，在酯交换法中得到广泛应用。
同时碱催化剂生成的反应产物相对较少，具有较好的环保性。
2.酸催化剂酸催化剂是制备生物柴油时另一种常见催化剂。
利用微生物制备生物柴油的研究方法
利用微生物制备生物柴油的研究方法1.引言利用微生物制备生物柴油是一种环保可持续的能源替代方案，具有广阔的应用前景。
本文将介绍几种常用的微生物制备生物柴油的研究方法。
2.微生物培养和筛选2.1 微生物菌种的培养首先，需要选择合适的微生物菌种进行生物柴油的制备。
通常使用脂肪酸产生能力较高的微生物，如菌株A、B和C。
这些菌株可在培养基中培养，并提供适宜的pH、温度和营养物质条件。
2.2 菌种的筛选通过混合培养基，并在适当的生长条件下进行培养，可以筛选出脂肪酸产量高的菌株。
根据菌株的生长情况、产酸能力和酸类产物的分析，可以评估菌株的潜力，并选择最合适的菌株用于生物柴油的制备。
3.底物的选择和预处理3.1 底物的选择生物柴油的生产通常使用油脂类底物，如食用油、动植物油和废油等。
选择适合的底物能够提高生物柴油的产量和质量。
3.2 底物的预处理底物的预处理是生物柴油制备过程中的一个重要环节。
包括底物的酯化处理、水分的去除以及杂质的去除等步骤。
这些预处理措施能够提高底物的可降解性和利用率。
4.生物柴油的发酵和提取4.1 生物柴油的发酵将预处理好的底物和选定的微生物菌株混合，进行发酵反应。
反应条件包括合适的温度、pH和反应时间等。
菌株通过代谢过程将底物转化为生物柴油。
4.2 生物柴油的提取将发酵液离心分离，得到沉淀物和上清液。
上清液中含有生物柴油，可以通过溶剂萃取、醇沉淀和蒸发等手段进行提取。
最终得到高纯度的生物柴油。
5.生物柴油的性能评价最后，对制备的生物柴油进行性能评价，包括密度、凝固点、闪点、黏度以及氧化安定性等指标的测试。
通过评价生物柴油的性能，可以确定其在实际应用中的可行性和可靠性。
6.结论本文介绍了利用微生物制备生物柴油的研究方法。
通过合适菌株的筛选、底物的选择和预处理、发酵反应和提取过程，可以高效地制备出高质量的生物柴油。
进一步的研究可以优化制备条件，提高生物柴油的产量和质量。
微生物制备生物柴油的研究对于能源替代和环境保护具有重要意义。
生物质制备生物柴油酸实验报告
生物质制备生物柴油酸实验报告一、实验目的本实验旨在研究利用生物质制备生物柴油的方法，重点探究酸催化过程中的反应条件和产物特性，为生物质能源的高效转化提供实验依据和技术参考。
二、实验原理生物质主要由油脂、碳水化合物和蛋白质等组成。
通过酸催化酯交换反应，可以将油脂中的甘油三酯转化为脂肪酸甲酯（生物柴油）和甘油。
酸催化剂能够促进酯交换反应的进行，提高生物柴油的产率。
三、实验材料与仪器（一）实验材料1、生物质原料：选取废弃的植物油（如地沟油）作为实验的生物质原料。
2、酸催化剂：浓硫酸。
3、醇类：甲醇。
4、其他试剂：无水硫酸钠、石油醚等。
（二）实验仪器1、三口烧瓶。
2、回流冷凝管。
3、搅拌器。
4、温度计。
5、分液漏斗。
6、旋转蒸发仪。
7、气相色谱仪（GC）。
四、实验步骤1、原料预处理将收集到的废弃植物油进行过滤，去除其中的杂质和水分，得到较为纯净的油脂。
2、酸催化反应在三口烧瓶中加入预处理后的植物油和一定量的甲醇，甲醇与植物油的摩尔比为 6:1。
然后缓慢加入浓硫酸，浓硫酸的用量为植物油质量的 2%。
安装回流冷凝管和搅拌器，在 60℃下搅拌反应 2 小时。
3、产物分离反应结束后，将反应混合物转移至分液漏斗中，静置分层。
上层为脂肪酸甲酯（生物柴油）和甲醇的混合物，下层为甘油、硫酸和未反应的物质。
分离出上层混合物，用无水硫酸钠干燥，去除其中的水分。
4、产物提纯将干燥后的混合物在旋转蒸发仪中除去甲醇，得到较为纯净的生物柴油。
5、产物分析使用气相色谱仪对制备的生物柴油进行成分分析，测定其中脂肪酸甲酯的含量和组成。
五、实验结果与分析1、产率计算通过对反应前后物质的质量测定，计算生物柴油的产率。
本次实验中，生物柴油的产率约为 85%。
2、成分分析气相色谱分析结果显示，制备的生物柴油主要由棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯等组成，其组成比例符合生物柴油的一般标准。
3、影响因素分析（1）醇油比的影响：在一定范围内，增加甲醇的用量可以提高生物柴油的产率，但过高的醇油比会导致后续分离和提纯的难度增加。
菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究
菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究随着全球对可再生能源的需求日益增加，生物柴油作为一种可再生燃料，受到了广泛的关注和重视。
而菜籽油馏分作为生物柴油的一种重要原材料，其技术研究具有十分重要的意义。
本文旨在探讨菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究现状和未来发展趋势。
一、制备生物柴油的技术路线菜籽油馏分可以通过酯化反应或者转化反应来制备生物柴油，其中酯化反应是较为常见的一种制备方法。
在酯化反应中，菜籽油馏分首先与甲醇或乙醇等醇类发生酯化反应，生成一系列的酯类。
然后，通过油-酯化产物混合液的分离和纯化，我们可以得到纯净的生物柴油。
而在转化反应中，将菜籽油馏分与过氧化氢等氧化剂反应，生成一系列的脂肪酸和其他杂质。
通过脱除杂质和再结晶，我们可以得到高纯度的生物柴油。
二、菜籽油馏分制备生物柴油技术的优缺点菜籽油馏分作为一种原材料制备生物柴油的优点在于具有丰富的资源、高产出量和低成本。
而在制备过程中，菜籽油馏分需要处理一些不纯物质，比如水分和杂质，这些不纯物质会影响生物柴油的纯度和质量。
因此，我们需要消除这些不纯物质，以获得高纯度的生物柴油。
此外，使用菜籽油馏分制备生物柴油还可能存在生产量不足、影响农作物生产和潜在的生态问题等方面的缺点。
三、菜籽油馏分制备生物柴油技术的发展趋势菜籽油馏分制备生物柴油技术的发展趋势主要集中在提高生物柴油的产量和纯度、降低生产成本、减少生产过程中的环境影响等方面。
为了提高产量和纯度，目前研究者主要集中在优化酯化反应条件、改进分离纯化方法、研究新型催化剂等方面。
同时，由于生物柴油生产需要耗费大量的能量，研究者正在探索使用太阳能等可再生能源来替代传统能源，以实现生产过程的可持续发展。
此外，近年来，生物柴油在交通运输领域逐渐受到认可和应用。
世界各地鼓励使用生物柴油作为环保燃料，减少对化石燃料的依赖和减少CO2等排放物的排放量。
因此，在未来菜籽油馏分制备生物柴油技术方面，我们需要更好地探索生物柴油的市场应用和发展前景，以满足社会的需求和发展空间。
生物柴油的制备工艺研究
生物柴油的制备工艺研究生物柴油是一种很重要的替代燃料，在目前世界能源危机日益严重的情况下，它是解决能源瓶颈问题的重要手段。
生物柴油的制备工艺研究是生产和应用生物柴油的重要前提，本文将简单介绍相关的制备工艺。
生物柴油的来源生物柴油以植物油为原料，或以动物脂肪和油脂为原料，是一种环保、可再生的二代清洁能源。
与石油燃料相比，生物柴油的优点在于能够减少二氧化碳的排放，且在生物柴油燃烧完全后生成的气体中，含有的二氧化碳并不会对大气环境造成进一步的影响，因此是非常环保的。
生物柴油的制备工艺研究生物柴油的制备工艺可以分为两种，分别是碱催化和酸催化。
1.碱催化法碱催化法是将植物油或动物脂肪与醇反应生成酯，其中的催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾等强碱。
此法制备生物柴油成本低廉，反应速度快，可以在室温下、常压下完成，但在反应过程中容易产生大量的碱酸催化剂残留，使得产品合格率不高，影响了产品的质量；此外，反应过多久会影响产率，所以需要控制反应时间。
2.酸催化法酸催化法是将醇和油脂按一定的摩尔比在酸催化剂作用下进行酯化反应，其中的催化剂是硫酸、苯甲酸、过磷酸等。
此法反应过程温和、产率高、反应后的催化剂残留量小，但需要较高的反应温度和压力，容易产生过多的酸性催化剂残留，同样影响产品的质量。
现阶段的研究目前，国内外的研究人员在生物柴油的制备工艺研究方面取得了很多成果。
比如，中科院化学所的一位研究员在碱催化制备生物柴油过程中，采用了超声波振荡反应器，以更快的速度去酯化油脂，取得了良好的效果；此外还有一些新型催化剂的研制，如杨凌农业高新技术产业示范区的研究人员，就成功地将粗甘油转化为生物柴油的高效催化剂部分还原氧化石墨烯（rGO）上。
这些新技术的出现，为生物柴油在生产和应用方面提供了新的思路和方法。
结论综上，生物柴油的制备工艺研究至关重要。
目前，生物柴油的研究仍处于初期阶段，需要加强各个环节的研究，以提高产品的质量和生产效率。
相信在科学家们的共同努力下，生物柴油将会越来越适用于人们的生产和生活，从而达到绿色低碳的目的。
脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的研究
脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的研究随着环保意识的不断加强，人们对于燃料的要求也愈发苛刻。
为了达到更环保、更可持续的目标，生物柴油作为一种环保燃料慢慢被人们所接受。
而脂肪酸甲酯水解制备生物柴油则成为了其中的一种重要生产方式。
一、生物柴油的简介生物柴油是指通过各种含有脂肪酸甲酯的动植物油和矿物油混合制成的一种可再生资源燃料。
它具有原料来源广泛、可再生迅捷、低排放、环保、成本低廉等优势，备受人们关注和推崇。
二、脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的基本原理脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的基本原理就是将脂肪酸甲酯通过加水和催化剂反应水解产生甲醇和脂肪酸。
然后将产生的甲醇加入有机物(如动植物油和矿物油)中，再经过脱水、去杂质等工艺处理后即可得到纯净的生物柴油。
三、脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备过程与优缺点1. 制备过程脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备过程主要包括以下几个步骤：(1) 选择适当的催化剂进行反应。
目前常用的催化剂有碱式催化剂和酸式催化剂。
其中，碱式催化剂具有催化效果好，反应速度快，但易与水反应生成碱式酯，需要添加多余的甲醇消耗水。
而酸式催化剂则反应速率慢，生成物纯度低，但其耗甲量小，生成物纯度高，更加节约。
(2) 预处理原料桶，保证原料纯度。
由于脂肪酸甲酯严重影响反应速度、选择性和生成物质量，因此有必要对原料进行预处理和提纯。
(3) 加水反应。
在本步骤中，必须保证水的数量恰到好处。
此外，加水反应也需要进行一定时间的反应，约1-3h。
(4) 脱水处理。
加水反应的热力学平衡限制了烷基脂肪酸酯水解度或酯交换度的进一步提高挥发分的酯分和水分混合的蒸汽。
(5) 去杂质处理。
将生物柴油中的一些杂质，如酸、色素、胍和铁等去除，以提高质量。
2. 优缺点脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备流程相对比较复杂，需要多个步骤才能制得出柴油。
但是，相较于其他的生产方法，它具有以下几大优势：(1) 技术成熟。
脂肪酸甲酯是一种分离纯净的有机物，常用于生产生物柴油。
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究一、前言随着环境污染和能源危机的加剧，如何提高能源利用效率、降低能源消耗量，加强清洁能源的利用成为全世界关注的焦点。
在这一背景下，生物柴油作为一种可替代传统石化柴油的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭的优点，且其燃烧产生的温室气体排放量和有害物质排放量低于石化柴油。
因此，制备生物柴油已经成为国内外科学家研究的热点。
目前，生物柴油制备的方法主要有两种，一种是通过生物质、动植物油等天然资源制备生物柴油。
另一种则是通过利用微生物的代谢工程合成生物柴油。
不同的制备方法具有不同的优点和缺点。
作为常见的可用于生产生物柴油的油源之一，菜籽油在制备过程中容易降解，易氧化、酸价高、粘度大，且含有一定的杂质。
如何制备纯净的生物柴油成为了提高生物柴油利用效率的重要方法。
二、超声波制备生物柴油的研究现状超声波技术作为一种能够在液体中引起高频振荡的物理过程，已经在生物能源的制备领域中得到了广泛的应用。
其主要优点是可以快速、高效地加速液态反应过程，提高传质和反应速率，同时还可以降低生产成本。
因此，超声波技术已经被应用于处理有机物的氧化、酯化、加氢处理，以及生物质的制备等领域。
超声波法制备生物柴油是一种基于超声波技术的化学反应过程。
该方法主要依靠超声波的频率与能量作用，打破物料的表面张力，促进反应物的混合与传质，进而提高反应的效率和速率。
目前，国内外许多学者通过超声波技术制备生物柴油，大量的实验表明，超声波技术能够构建高效、安全、环保的生物柴油制备方法，且该方法可以大幅降低制备成本。
三、菜籽油超声波法制备生物柴油的研究1.超声波法制备菜籽油生物柴油依据文献，我们得知利用菜籽油合成生物柴油的过程是：首先将菜籽油和甲醇混合，加入催化剂进行反应。
此时，加入超声波后可通过高频振荡产生的超声波促进催化剂、甲醇与菜籽油之间的混合，在较短的时间内使反应达到饱和，从而降低反应时间和催化剂的用量，提高了生物柴油的产率。
生物柴油制备方法及国内外发展现状
生物柴油制备方法及国内外发展现状生物柴油是一种利用植物或动物油脂经过酯化反应制得的可再生燃料，其具有环境友好、燃烧性能良好等特点，广泛应用于交通运输、发电、农业等领域。
下面将介绍生物柴油的制备方法及其国内外发展现状。
生物柴油的制备方法一般包括酸碱催化法和超临界催化法两种。
一、酸碱催化法：这种方法是将植物油或动物油脂与酸或碱催化剂进行酯化反应，生成生物柴油。
酸催化法主要是将油脂与酸性催化剂（如硫酸）在高温下反应，通过酯化反应产生甲酯。
碱催化法则是将油脂与碱性催化剂（如氢氧化钠）进行碱催化酯化反应，产生甘油酯燃料。
二、超临界催化法：超临界催化法是利用超临界条件下的催化剂将植物油或动物油脂进行催化裂解，生成生物柴油。
超临界催化通过调节反应温度和压力，将催化剂达到超临界状态，提高反应效果。
国外生物柴油产业已经相对成熟且处于较高发展水平，主要体现在以下几个方面。
首先，生物柴油的制备技术已经相对成熟，催化剂的改进使得反应效果更加稳定，同时也减少了能源和化学品的消耗。
其次，国外各个国家和地区对生物柴油产业都给予了积极的政策和财政支持，推动了生物柴油市场的发展。
在原料方面，国外采用了多种植物油脂和动物油脂作为原料进行生物柴油的制备，能够实现多样化的生产。
此外，国外还在研究生物柴油的混合燃料和添加剂等方面取得了一定的进展。
综上所述，生物柴油作为一种可再生燃料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
在制备方法方面，酸碱催化法和超临界催化法是主要的制备方法。
目前国内生物柴油产业发展相对滞后，但在政策、技术和市场等方面都有机会迎头赶上。
国外生物柴油产业已经相对成熟且发展水平较高，为我国生物柴油制备技术和产业发展提供了借鉴和参考。
利用微生物制备生物柴油的研究
利用微生物制备生物柴油的研究随着全球能源需求的增加和化石燃料的日益枯竭，寻找可再生、清洁的能源替代品成为了当务之急。
在这方面，生物柴油备受研究者们的关注。
生物柴油是由生物质通过转化过程制得的可替代石油柴油的燃料，具有更低的碳排放和更好的环境友好性。
而微生物则被广泛应用于生物柴油的制备过程中，因为它们能够发酵生物质并制造出高效的脂肪酸甲酯，后者是生物柴油的主要成分之一。
1. 微生物的选择与培养条件生物柴油的制备过程中，选择合适的微生物菌株是成功的关键。
常见的微生物菌株包括脂肪酸产生菌、酵母菌和真菌等。
通过筛选性的实验和培养基的优化，科研人员可以获得高碳产量和高脂肪酸产量的菌株。
此外，合适的培养条件也是保证微生物正常生长和脂肪酸产生的重要因素，包括温度、氧气浓度、碳源和氮源等。
2. 生物质的预处理生物质是生物柴油的原料，可以通过农作物秸秆、食品加工废弃物和木屑等进行利用。
但是，大部分生物质都含有纤维素和半纤维素等复杂结构，需要进行预处理才能使微生物更好地降解和利用。
预处理方法包括物理、化学和生物方法等，如高温热解、酸碱水解和酶解等。
3. 微生物发酵过程利用微生物制备生物柴油的关键步骤是脂肪酸的发酵过程。
在发酵过程中，微生物通过降解生物质中的碳水化合物，生成乙醇或产生脂肪酸，最终得到脂肪酸甲酯作为生物柴油的成品。
此外，在发酵过程中还需要控制发酵物的pH值、溶氧量和营养物质等参数，以提高发酵效率和产量。
4. 脂肪酸甲酯的提取和纯化脂肪酸甲酯是生物柴油的主要成分，因此需要对发酵液进行提取和纯化。
常用的方法包括油脂萃取、酸碱转化和分离技术等。
通过适当的工艺流程和设备，可以获得高纯度的脂肪酸甲酯，用于生物柴油的生产和应用。
5. 生物柴油的性能和应用与传统的石油柴油相比，生物柴油具有更低的硫含量和更好的燃烧性能，可以直接替代石油柴油进行使用，而不需要进行车辆和设备的改造。
生物柴油还可以作为润滑油和添加剂等领域的应用。
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解，先除水可使转化率提高。
３．２ 物料摩尔比的影响（图 １）
油醇摩尔比 图 １ 油醇摩尔比对产率的影响
Hale Waihona Puke ·４２·河北化工第５期
产率 ／％
影响酯交换反应的一个重要因素是醇与油脂的 摩尔比。酯交换反应的化学计量比为 １ ｍｏｌ 油与 ３ ｍｏｌ 醇反应生成 １ ｍｏｌ 甘油和 ３ ｍｏｌ 单酯。实验发 现，当油醇摩尔比为 １∶３ 时，反应不完全，反应转化 率较低；随着醇浓度的增加，推动化学平衡向正方向 进行，表现为反应转化率的提高；当油醇摩尔比达到 １∶６ 时，充分反应后，该反应转化率可达 ９７．６％；当油 醇摩尔比大于 １∶６ 时，反应转化率没有明显提高，而 过量的甲醇增加了回收费用。因此，本实验最佳的油 醇摩尔比为 １∶６。 ３．３ 催化剂及反应时间对产率影响
［文献标识码］ Ａ
［文章编号］ １００３－５０９５（２００７）０５－００４１－０２
生物柴油即脂肪酸低碳醇酯，通过可再生资源， 如植物或动物油脂与低碳醇进行酯交换反应制得，性 质与柴油相似。与石化柴油相比，生物柴油具有十六 烷值高，硫含量低，不含芳烃，稳定性和自润滑性能 好，生物降解快等优点［１］，是石化柴油的优质代用品。 发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减 轻环境压力，控制大气污染具有重要意义。本文以花 生油下脚料为原料，采用无机酸催化，与甲醇［２］进行 酯化酯交换反应制得生物柴油。 １ 反应原理
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｂ ｉｏｄｉｅｓｅｌＰ ｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ＨＯＵ Ｗｅｉ－ｌｉ１，ＸＩＥ Ｔｏｎｇ－ｙｉｎｇ２，ＱＩ Ｇｕａｎｇ－ｈｕｉ３，Ｚｈａｎｇ Ｘｉａｏ－ｈｕａ３，ＬＩ Ｊｉｎｇ３ （１．Ｇａｏｃｈｅｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ ， Ｇａｏｃｈｅｎｇ ０５２１６０， Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｈｕａｃｈｕａｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００５１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｅｂｅｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００２６， Ｃｈｉｎａ） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏ－ｄｉｅｓｅｌ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒａｃｈｙｌ ｏｉｌ ｏｆｆａｌ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｏｌ， ｕｓｉｎｇ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｏｉｌ／ｍｅｔｈａｎｏｌ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ， ｃａｔａｌｙｓｔ ｄｏｓａｇｅ， ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｗｈｉｓｋ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｂｉｏ－ｄｉｅｓｅｌ ｆｕｅｌ ａｒｅ ｏｉｌ／ｍｅｔｈａｎｏｌ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ １ ｔｏ ６， ｃａｔａｌｙｓｔ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ２％， ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ４ ｈ， ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ７５ ℃． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ａｒａｃｈｙｌ ｏｉｌ；ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｂｉｏ－ｄｉｅｓｅｌ
［摘 要］采用花生油下脚料在无机酸催化剂作用下反应制备生物柴油，研究了油醇摩尔比、催化剂浓度、反应时间、反应温度、
搅拌强度对反应产率的影响。反应最佳工艺条件为油醇摩尔比 １∶６、催化剂 ２％、反应时间 ３．５ ｈ、反应温度 ７５ ℃、搅拌较强。
［关键词］花生油；酯交换；生物柴油
［中图分类号］ ＴＥ ６２６．２４
［４］Ｓｔｅｒｎ Ｒ， Ｈｉｌｌｉｏｎ Ｇ， Ｇａｔｅａｕ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ Ｅｓｔｅｒｓ Ｕｓｅｆｕｌ ａｓ Ｇａｓ Ｏｉｌ Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ Ｍｏｔｏｒ Ｆｕｅｌ ｗｉｔｈ Ｈｙｄｒａｔｅｄ Ｅｔｈｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ ａｎｄ ｔｈｅ Ｒｅｓｕｌｔａｎｔ Ｅｓｔｅｒｓ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ［Ｐ］．ＵＳ： ４ ６９５ ４１１，１９８７－０９－２２．
温度 ／℃ 图 ２ 反应温度对产率的影响
通过实验发现，反应产率随着温度的升高而升 高。这是由于随着温度的升高，反应物活化分子增多， 反应速率加快，导致产率升高。而温度过高以后，产率 有所下降。这是因为温度继续升高，高于甲醇的沸点，
导致反应体系中的大量甲醇挥发至气相中，使液相中 甲醇浓度降低，致使反应产率下降。温度过低，使反应 减慢，产率降低，因此本实验选取最佳温度 ７５ ℃。 ３．５ 搅拌强度对产率的影响
植物油（甘油三酯）在催化剂的作用下，和甲醇发 生酯化酯交换反应，生成脂肪酸甲酯，并副产甘油。化 学反应如下式：
２ 实验部分 ２．１ 实验药品
花生油下脚料；甲醇（分析纯）市售；９８％硫酸（分 析纯）市售。 ２．２ 实验过程
除水 称取 ２５０ ｇ 花生油下脚料，放入具电动搅 拌、温度计、冷凝管的 ５００ ｍＬ 四口烧瓶中，减压蒸除 水分后，称重，计算出水分减少 ８ ｇ，油质量为 ２４２ ｇ。
及三废治理工作。
深度酯交换 向上述油中 １．５ ｈ 内滴加 ７０ ｇ 甲
醇，温度保持 ７５ ℃，至物料酸价小于 １０ ｍｇ ＫＯＨ／ｇ，
蒸馏回收甲醇。
静置分层 分离甘油，甘油可进一步精制。
洗油 用 １００ ℃的稀石灰水溶液中和，再用
１００ ℃的纯净水洗涤，直至油为中性。
蒸馏除水后，减压蒸馏，弃去前馏份，得到浅黄色
第 ３０ 卷第 ５ 期 ２００７ 年 ０５ 月
Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．５ Ｍａｙ ． ２００７
生物柴油的制备研究
侯伟利 １，谢彤莹 ２，齐广辉 ３，张小华 ３，李 璟３
（１．河北省藁城市环保局，河北 藁城 ０５２１６０；２．重庆华川有色金属开发所，重庆 ４０００５１；３．河北化工医药职业技术学 院，河北 石家庄 ０５００２６）
酯交换反应可以采用碱催化或酸催化。由于天然 油脂几乎都含有一定量的游离脂肪酸，如果直接用碱 催化法制备，不但要消耗过多的碱催化剂，而且转化 率非常低，过量的碱在与游离脂肪酸中和的过程中也 皂化了大量的中性油使收率偏低， 且皂和油很难分 离。一般先加入酸性催化剂，对原料进行预酯化，然后 加入碱性催化剂进行酯交换。这样使操作繁琐。
澄清透明甲酯液体即为生物柴油 ２２８．２ ｇ，产率
９４．３％。真空度为 ０．０９８ ＭＰａ，馏出温度 ２４０ ℃。
３ 结果与讨论
经检测，生物柴油的主要技术指标如表 １。
表 １ 生物柴油主要技术指标
序号
质量指标
指标值
１
十六烷值
≥４６
２
酸值 ／ＭｇＫＯＨ·ｇ－１
≤０．５
３
水分 ／％（ｍ／ｍ）
≤痕迹
４
灰分 ／％（ｍ／ｍ）
回流酯化酯交换 改为回流装置，向上述油中滴 加 ５ ｇ ９８％浓硫酸和 ８０ ｇ 甲醇的混合溶液，升温至 沸腾，约为 ７５ ℃，保持微沸 １．５ ｈ。
蒸馏回收甲醇 改为蒸馏装置。温度控制在 ９５ ℃，约 ２ ｈ，蒸除过量的甲醇及反应生成的水。
［收稿日期］２００７－０２－２５ ［作者简介］侯伟利（１９７０－），男，助理工程师，从事环境监察
［参 考 文 献］
［１］郭卫军，闵恩泽．发展我国生物柴油的初探［Ｊ］．石油学报（石油加 工），２００３，１９（２）：１－６．
［２］Ｗａｒａｂｉ Ｙ，Ｋｕｓｄｉａｎａ Ｄ，ＳａｋａＳ． ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ［Ｊ］． ２００４，９１：２８３－２８７．
［３］张 高 勇 ， 李 天 栋 ． 脂 肪 酸 烷 基 酯 的 生 产 工 艺 ［Ｐ］．ＣＮ： １ ０５０ ５５６，１９９１－０４－１０．
≤０．００５
５
甘油总量 ／％（ｍ／ｍ）
≤０．０２
６
铜片腐蚀 ５０ ℃，３ ｈ
≤１ 级
７
闪点（闭口）／℃
≥７０
８
硫含量 ／％（ｍ／ｍ）
≤０．０２
１０
凝点 ／℃
≤－４
１１
冷滤点 ／℃
≤－１
１２
运动粘度 ２０ ℃／ｍｍ·２ ｓ－１ ４．０－８．０
３．１ 花生油中水分对酯交换反应的影响
酯化是可逆反应，水的含量过高会使酯发生水
本实验得出以花生油下脚料和甲醇为原料制备 生物柴油最佳工艺条件：醇油物质的量比 ６∶１；催化 剂质量分数为 ２％；反应时间 ３．５ ｈ；反应温度 ７５ ℃； 搅拌较强。
以廉价的花生油下脚料为原料所制得的生物柴 油完全可以代替石化柴油进行使用，其生产成本低， 对环境污染小。
用植物油脂来生产生物柴油可缓解能源紧张，还 能调整农作物经济结构提高了农民的经济收入，既有 经济效益又具有社会效益，前景广阔。
酸催化酯交换过程较常用的催化剂有浓硫酸、苯 磺酸［３，４］和磷酸等，浓硫酸价格便宜，资源丰富，是最常 用的酯化催化剂。本文使用 ９８％浓硫酸作催化剂，用 量为 ２％，即可获得满意的效果。
通过实验，反应时间较短，收率较低，时间过长产 率也无明显提高。反应最佳时间为 ３．５ ｈ。 ３．４ 温度对反应产率的影响（图 ２）