酯交换法制备生物柴油研究进展
乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的研究的开题报告
甲醇/乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的研究的开
题报告
一、研究背景
随着全球能源危机的不断加剧，环境问题日益严重，生物质能作为
一种可再生、清洁的能源形式，受到了广泛的关注。
生物柴油是一种将
植物油、动物油、废油等生物原料进行化学反应制得的柴油燃料，具有
资源丰富、可再生、低碳排放等优点。
其中酯交换是生物柴油制备的重
要工艺之一，已被广泛应用。
二、研究目的
本研究旨在探究甲醇/乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的可行性和优势，确定最佳反应条件，提高生物柴油的转化率和收率，为生物柴油
工业化生产提供参考。
三、研究内容
1. 实验设计：根据甲醇/乙醇的不同比例、不同醇碳比、不同催化剂种类和用量，确定一定的反应温度和反应时间，进行实验设计。
2. 实验过程：将生物原料（如植物油、动物油、废油等）和甲醇/乙醇混合体系加入反应器中，加入适量的催化剂，进行酯交换反应，生物
柴油中的杂质污染物通过分离纯化得到高纯度的生物柴油。
3. 实验分析：对反应产物进行GC分析、NDIR分析、粘度测定等性质分析，确定最佳反应条件，统计转化率和收率等数据。
四、研究意义
本研究对于生物能源的开发和利用具有重要意义。
甲醇/乙醇混合体系可通过酯交换制备生物柴油，不仅可以提高生物柴油的转化率和收率，
降低生产成本，而且有利于解决生产过程中的环境问题。
此外，本研究还可以为生物柴油的工业化生产提供重要的技术和理论基础。
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。
山苍子核仁油酯交换制备生物柴油的研究
磺酸作为催化剂制备生物柴油。结果表明制备生物柴油的最佳工艺条件是 ： 反应温度 ８ ％ ， ０ 催化剂用量为原料油质 量的 ５ ， ％ 醇油摩 尔比为 ９： ， １反应时间 ４ 。在此条件下生物柴油 的产率可达 ７ ％ 以上 。 ｈ ５
关 键词 ： 对甲苯磺酸； 山苍子核仁油； 生物柴油； 酯交换
・
８・ ８ 期
山苍子核仁油酯交换 制备生物柴油 的研究
张秋云 ， 徐 春， 坝德伟 ， 陈志军 ， 开志 ， 周 马培华
（ 州 大学化 学与４ ＿ 学院化 学 系，贵 州 贵 阳 ５ ０２ ） 贵 ￣ｘ － ５０ ５
摘 要 ： 山苍子核仁油是一种丰富的植物油资源， 目前尚未得到很好的开发利用。本文考察了以山苍子核仁油为原料 ， 对甲苯
桂烯酸和高级脂肪酸等甘 油酯 ） 近 似于椰子 油 ， ， 可代替椰 子油 作香皂及表面活性剂 的原料 ， 可用 于制备 十二 胺 、 十二腈 、 醇 烷 酰胺等 。Ｊ但 还是未得到充分开发利用。 ， 本文以山苍子核仁 油为原 料 ， 用对 甲苯磺 酸作 为催 化剂制 备生物柴 油， 系统地考察 了反应时 间、 催化剂用 量、 油摩 尔 比、 醇 反应温度对生物柴油制备的影响 ， 并最终 探讨 出最佳制备工艺。
碱催化酯交换法制备生物柴油工艺参数研究
ｌ 实验 材料
（ １ ） 样品制备 。收集餐 厨垃圾 中 的油 脂并将其 过滤 ． 目的 是 将其 中杂质 去除 ： 温度加 热至 １ ０ ５ ℃． 液态油 脂 中没有气泡 生 成 时停止 在 ５ ５ ０ ｎ ｍ下 采用 分光 光度 计仪 器测 定油 脂在
生 物 柴 油 是 指 动 植 物 油 脂 通 过 酯 交 换 反 应 生 成 的 脂 肪 酸 甲 酯 等 低 碳 酯 类 物 质 生 物 柴 油 是 一 种 优 质 的 可 再 生 替 代
能源 ． 与石 化 柴油相 比 ． 它 可 以使二 氧化 硫等 硫化 物 的排 放 量减 少约 ３ ０ ％． 使 一氧 化碳 等温 室气体 的排 放量 减少 ６ ０ ％
脱 酸 率 的计 算 公 式 如 下 ： 脱酸 率＝ １ ０ ０ （ Ａ Ｖ 一 Ａ Ｖ ） ／ Ａ Ｖ。
式 中： Ａ Ｖ 。 一 脱酸 前的废 弃油 脂酸 价／ ｍ ｇ Ｋ ＯＨ ／ ｇ ； Ａ Ｖ： 一 脱 酸
后 的废 弃油脂 酸价／ ｍｇ ＫＯ Ｈ ／ ｇ
准 确称 量 ０ ． ５ ０ ０ ９ ｇ油 脂 于 三 角 瓶 中 ，加 入 １ ０ ． ０ ｍＬ正 己 烷溶解 ． 定容 至 ２ ５ ｍＬ ． 于 ５ ５ ０ ｎ ｍ 条 件 下 分 光 光 度 计 中 测 定
置 于三 角瓶 中 ． 加入 ５ ０ ｍＬ乙醚一 乙醇 的混合 溶剂 ． 使 油脂 试 样 彻 底溶 解 ， 以 酚酞 作 为指 示 剂 。 用 Ｋ Ｏ Ｈ（ ０ ． １ ｍｏ ｌ ／ Ｌ ） 标 准 溶
液 滴定到 淡红色颜 色 出现 ． ３ ０ ｓ 后 溶 液 不 褪 色
酸 值计 算 公 式如 下： 酸 值： ＿ ｖ 氅 Ｗ
酯交换法制备生物柴油反应机理和影响因素分析_李翔宇
文章编号:0254-0096(2011)05-0741-05酯交换法制备生物柴油反应机理和影响因素分析收稿日期:2009-07-02基金项目:国家自然科学基金(30700634);中国林科院科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2008028);国家高技术研究发展(863)计划(2007AA100703;2009AA05Z437);林业公益性行业专项(201004001)通讯作者:李翔宇(1977)),女,博士,主要从事生物质能源领域方面的研究。
lixyv@1261com李翔宇1,2,蒋剑春1,李 科1,聂小安1,2,吴 欢1(11中国林业科学研究院林产化学工业研究所;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,南京210042;21江苏强林生物能源有限公司,溧阳213364)摘 要:阐述了生物柴油的生产制备技术,从生物柴油酯交换合成反应出发,探讨了各种酯交换反应的反应机理;从原料油中的水分、游离脂肪酸、温度、压力、催化剂、反应时间、醇油比和原料混合程度等各个方面分析了对生物柴油制备的影响,得出了最佳的反应工艺条件。
关键词:生物柴油;酯交换;机理;分析中图分类号:TQ641 文献标识码:A0 引 言开发生物柴油与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,具有广阔的市场前景,是最有前途的替代燃料之一[1]。
我国5生物产业发展/十一五0规划6明确提出要加速我国生物柴油产业化进程。
国外已经工业化的生物柴油生产技术主要是间歇式或连续化醇解工艺,生产规模均达到10万t P a 以上。
目前我国生物柴油生产主要采用间歇式传统酯交换技术,单套装置实际生产规模1万~2万t P a 。
目前制备生物柴油的生产方法可采用物理法、化学法及生物酶法。
其中物理法包括直接混合法和微乳法;化学法包括高温热裂解法和酯交换法;生物酶法主要指生物酶催化酯交换反应。
使用物理法能够降低动植物油的粘度,但积炭及润滑油污染等问题难以解决。
制备生物柴油酯交换催化剂的研究进展
２０ ０６年 ３ 第 ４期 ４卷
广州 化工
・ ３ １ ・
制 备 生物 柴 油酯 交换 催 化 剂 的研 究进 展
陈鸿 庆 ， 皓 ， 峰 ， 余 彭 黄传容
（ 南理 工 大 学化 工 与能 源 学院 ， 东 广 州 ５０ ４ ） 华 广 １６ １
ＣＨＥ Ｈｏ ｇ ｑ ｎ ，ＹＵ ｏ，Ｐ Ｎ ｎ － ｉ ｇ Ｈａ ＥＮＧ ｅ ｇ，Ｈ ＵＡＮＧ ｈ ａ — ｏ ｇ Ｆ ｎ Ｚ ｕ ｎ ｔｎ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｎ ｒｙＥ ｇｎｅｉｇ ｏ ｔ ｈｎ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅ ｃ ｄＥ ｅｇ ｎ ｉｅｒ ，Ｓ ｕｈＣ ｉａＵｎ ｒｉ Ｃ ａａ ｎ ｖ ｔ
随 着化石能 源 日益枯竭 ， 寻求可再 生 、 色环保 的新 能 绿 源是实现社 会可持续发 展的重要 战略 方向。 以生 物资 源为 来源的天然 油脂 可制得 生物柴油 ， 是典 型 的可再生 能源 ， 且 不含化石能 源中常见 的 Ｎ、 ， 减轻环 境负 担 ， Ｓ可 因此生 物柴 油的研 究利用受到 了越来越多研究者的关注。 天然油脂的主要成分是直链脂肪酸三甘油酯 ， 碳链 长度 在 １ ～２ ２ ６碳 数 ，一般 为偶 数碳链 ， 烧热 略低于 ２ 燃 柴 油 ， 可以作 为内燃机的燃料 ＿ 。但它 的粘 度为 ２ 油的 十倍 ， ｌ 柴 在柴油机中的雾 化能力 很差 ， 烧很不 完全 ， 燃 导致 在喷 油嘴 和阀门 口积碳严重 ， 直接使用 会缩 短柴油机的寿命 。降低粘 度的方法有 ： 和柴 油混 合使 用 、 化法 、 乳 高温 分解法 、 解法 裂 和酯交换法ｌ 。其 中， ２ 』 酯交换法工艺简单 、 能耗低 、 所得产 品 完全可以替代传统柴油在内燃机中使用 而副产品是高附 ３， 加值的甘油ｌ ， Ｅ前研究的重点 。 ｌ是 ｔ 酯交换 （ ｒｎｅｔ ｉｃｔ ｎ 是 在催 化剂 的存 在条 件 下 ， Ｔ ａｓｓｅ ｆａｉ ） ｒ ｉ ｏ 甘油三酸酯和醇（ 常为 甲醇 ） 反应 ， 生成脂肪 酸单 酯即生物柴 油 ， 产物是甘油 。由于该反 应是一个 可逆 分步平 衡反 应 ， 副 反应过程相当复杂 ， 可列 出的反应 式可 达 １ ２个… Ｉ。使 用催 化剂是提高反应速度增 加产 率的有效 手段 。常 用的催 化剂 有均相酸 、 碱催化剂 如 Ｈ Ｓ ４ Ｎ Ｏ ＮａＸＨ 、 ｉＯ 、 ａ Ｈ、 （ ； ３硬脂 酸钠 等 ， 生物酶催化剂 ， 多相催 化剂如 Ｃ ０、 ｎ ａ Ｚ Ｏ等 。本 文对油 脂酯 交换催 化剂 ， 包括它们 在反 应 中的特点 ， 势 以及所存 在 的 优
酯化及转酯化法制备生物柴油过程中催化剂的研究进展
酯化及转酯化法制备生物柴油过程中催化剂的研究进展黄世丰;陈国;方柏山
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2008(27)4
【摘要】酯化及转酯化法是目前研究最多、最具优势的生物柴油制备方法,根据原料特性选择合适的催化刺是该法成功的重要保证.在简述生物柴油制备原理的基础上,重点综述了目前研究较多的各种酸催化剂、碱催化剂、脂肪酶催化剂、离子液体及无催化剂过程的优缺点,并对生物柴油催化剂的发展方向进行了展望.
【总页数】7页(P508-514)
【作者】黄世丰;陈国;方柏山
【作者单位】华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021;华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021;华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021
【正文语种】中文
【中图分类】O643.36
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生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展随着对能源需求量的日益增加和环保法规的日益严格，在众多的柴油机代用燃料中，生物柴油以其低排放，可直接应用于现有柴油机，无需对其进行结构改造而备受各国青睐。
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——————————————表1 7种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量Table 1 The relative content of fatty acid methyl esters in bio-diesel from 7 differe从表1中可以看出不同生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：菜籽油生物柴油>葵花籽油生物柴油>芝麻油生物柴油>玉米油生物柴油>大豆油生物柴油>花生油生物柴油>棉籽油生物柴油。
生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：棉籽油生物柴油>花生油生物柴油>大豆油生物柴油>玉米油生物柴油>芝麻油生物柴油>葵花籽油生物柴油>菜籽油生物柴油，与生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量的顺序正好相反。
表2 7种植物油生物柴油的低温流动性能和粘度数据Table 2 The Low-temperature Fluidity and viscidity of bio-diesel drelived from 7 kind柴油的低温流动性能关系密切。