酯交换法在生物柴油制备中的研究进展.pdf

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1、第39卷第6期应用化工V01．39No．62010年6月App~edChemicalIndustryJun．2010酯交换法在生物柴油制备中的研究进展张剑，王煊军，郭和军(第二炮兵工程学院503教研室，陕西西安710025)摘要：介绍了国内外生物柴油制备方法的研究进展，主要阐述了非均相催化、均相催化、生物催化和超临界催化技术等酯交换法的研究进展。阐明了各种催化法的优缺点，指出了目前酯交换法研究的热点和未来发展的方向。关键词：生物柴油；酯交换法；催化剂中图分类号：TE667文献标识码：A文章编号：1671—3206(2010)06—

2、0916—05ResearchprogressontransesterificationforpreparationofbiodieselZHANGJian，WANGXuan-jun，GUOHe-jun(Section503，theSecondAaiHeryEngineefingCoHege，Xi’an710025，China)Abstract：Thedevelopmentsituationonpreparationmethodsofbiodieselwasintroduced，andworldwidetransesterific

3、ationtechniquesforbiodieselsynthesisincludingthehomogeneouscatalyst，heterogeneouscatalyst，biologycatalyst，supercriticalfluidmethod，weresummarized．Themeritsanddisadvantagesofdif-ferentcatalystswereillustrated，andtheresearchhotspotanddevelopmentdirectionfortransesterifi

4、cationwereindicated．Keywords：biodiesel；transesterification；catalyst生物柴油一般是指直接或间接来源于生物产肪酸酯等。世界各国目前所使用的生物柴油主要是品，可用于压燃式发动机的清洁替代燃油。生物柴指将动植物油脂与甲醇经酯交换反应得到的脂肪酸油的制备方法主要有物理法和化学法。物理法包括甲酯⋯，通过酯交换反应可以使天然油脂的分子量直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热降至原来的1／3，粘度降低约8倍，同时也提高了燃裂解法和酯交换法。直接使用法即直接使用植物油料挥发

5、度，各项指标与柴油接近J。作燃料，植物油作为柴油机燃料已有很长的历史。生物柴油在冷滤点、闪点、燃烧功效、含硫量、燃但由于植物油粘度高、挥发性能差、十六烷值低，且烧耗氧量方面优于普通柴油J，其具有能量密度含有酸性组分，使得其在长期储存和燃烧过程中由高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优于发生氧化和聚合而使喷油嘴和阀门口积碳严重，良使用性能，还具有可再生、环境友好及良好的替代会缩短柴油机的寿命。为了提高植物油的燃烧性性等优点引。本文主要介绍目前国内外酯交换法能，前人对植物油进行了大量的改性工作，如后来发在生物柴油制备中的研究

6、进展。展起来混合法、微乳液法等制备方法。混合法或微1酯交换反应的机理乳化法能够降低植物油的粘度，但积炭及润滑油污动植物油脂和醇在催化剂作用下进行酯交换反染等问题难以解决。而高温热裂解法的主要产品是应，生成脂肪酸酯和甘油，其酯交换反应与一元醇脂生物汽油，生物柴油只是其副产品。目前的生物柴肪酸酯的酯交换反应类似，由甘油三酯中的3个酯油主要是通过酯交换法生产，是指植物油(如菜籽键逐步进行酯交换后转变成甘油，每一步反应均产油、大豆油、花生油、棉籽油、麻疯树油、黄连木、棕榈生1个单酯。其酸性条件下的水解机理为氢质子与油等)、动植物油的裂化产

7、物或动植物油在催化剂酯键中的羰基碳原子结合，增加羰基碳的正电性，此(酸、碱或酶等)的作用下，与短链醇(主要是甲醇、时亲核能力较弱的醇分子进攻羰基碳发生亲核加成乙醇、丙醇、丁醇和戊醇等)经酯交换反应得到的脂反应，形成1个四面体中间体，此四面体中间体再发收稿日期：2010-04-19基金项目：国家自然科学基金项目(50976125)作者简介：张剑(1977一)，男，陕西渭南人，第二炮兵工程学院讲师，硕士，从事特种燃料检测与防护方面的研究。电话：029—84744251，E—mail：zzjj1230@163．com第6期张剑等：酯交换

8、法在生物柴油制备中的研究进展917生消去反应，生成1个新的酯和甘油二酯，即释放出强的烷氧基负离子，烷氧基负离子中和掉与羰基碳甘油中的1个羟基。相连的亚甲基上的氢，形成中间产物烯醇式酯离子，在碱性条件下的酯交换反应机理为，醇羟基中烯醇式酯离子再和醇发