探索两步催化法制备生物柴油

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1、厦门大学硕士学位论文两步催化法制备生物柴油姓名：石富华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：黎四芳20080701摘要生物柴油，是植物柴油和动物柴油的总称，它是从可再生的生物质资源中获得的一种理想的柴油替代燃料，具有可生物降解性、排放污染小、生产原料来源广泛等特点。大力发展生物柴油，不仅可以降低环境污染，而且对于缓解我国的能源危机，增强我国能源安全，以及对促进农副产品的综合开发利用都有着深远的意义。本文选取酸化的菜籽油为原料，采用两步法，先采用阳离子交换树脂催化酯化法进行脱酸，以降低原料中的游离脂肪酸

2、(FFA)含量至酯交换所要求(1mgKOH／g以下)；脱酸后的菜籽油在Mg-AI水滑石固体碱催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应得到生物柴油。筛选不同树脂对脱酸催化效果为：CD-552>HD-8>001×7、001×4>D113，其中以CD一552催化效果最好，其适宜的工艺条件下醇酸比摩尔比30：1、反应温度604C、树脂用量5wt％，反应了5h后，油脂的酸值从10．97mgKoH／g油降低到0．689mgKOH／g油，HD一8酯化脱酸在相同的工艺条件下，达到脱酸目的需要12h，但加入1％的氯化钠后，只需要4

3、h，催化剂用量降为1wt％，原料油的酸值从1lmgKOH／g降低到lmgKOH／g以下。反应后，树脂易分离、可循环使用3～4次。脱酸后的菜籽油在自制的Mg-AI水滑石固体碱为催化剂，酯交换反应研究发现制备的较佳条件为：Mg—AI摩尔比为0．5：1、晶化时间为12h、煅烧温度为500℃、煅烧时间为5h，催化活性最高。XRD图谱表明：在0．33：1时，催化剂中含有单独的MgO相，在20=29．23。上有明显的特征峰，同时存在Mg—o-Al相，Mg—A1能够很好的结合，并且MgO均匀分散在Al的表面上，形成固体

4、碱中心，具有催化活性。在该备条件下，酯交换甘油的收率可以达到92．97％。催化剂可重复使用两次。所制取的生物柴油各项指标与国外标准相符。关键词：生物柴油；脱酸；阳离子交换树脂；固体碱；水滑石ABSTRACTBiodiesel，agenericnameofbothplantdieselandanimaldiesel，isproduced嬲alternativedieselfuelfromrenewableresources．Biodieselischaracterizedbyexcellentpropert

5、iessuch勰biodegradation，lesscontamination,widesourceofrawmaterial，etc．Developingbiodiesel，notonlyletoutlessofcontamination，butalsoalleviatestheenergycrisisinournation,strengthenstheenergysafe，whichhaSprofoundmeaningforpromotingthecomprehensivedevelopmentof

6、agricultureproducts．Thestudyselectstheacidrapeseedoilasrawmaterialandadoptstwo-stepprocesstomakebiodiesel．Firstly,acidisreducedbyesterificationrapeseedoilwimmethanolundercationexchangeresintomeettherequirementoftransesterification(acidnumberbelowlmgKOH／g)

7、subsequently．Secondly,therapeseedoilfreeofFFAWaSreactedwithmethanolbytransesterificationinthepresenceofsolidbasecatalyst．Severalkindsofcationexchangeresinswereappliedtocatalyzeesterificationforacidreduction．Theactivitiesoftheseresinsarcinorder弱follows：CD-

8、552>HD·8>001x7，001x4>D113．TheresultsshowⅡlattheresinCD一552isthebestcatalystforFFAreduction．Acidnumberoftheoilisreducedfrom10．97mgKOH／gto0．689mgKOH／gunderthefollowingreactionconditions：themolarratioofalcoholtoFFA30：1