碱催化法制备生物柴油的工艺优化以及反应动力学

摘要

由于环境问题和能源问题的日益严重，对可再生能源的开发已经逐步成为当今科学研究的热点。生物柴油是以动、植物油脂以及废弃的油脂为原料与甲醇经酯交换反应制备的新型替代能源，其主要成分是脂肪酸甲酯。生物柴油具有粘度低、闪点高、十六烷值高、无毒和可生物降解等优点，而且可以减轻大气的温室气体浓度。对解决地球升温、酸雨问题、改善人类的生存环境、实现经济的可持续发展具有重要的意义。 本文首先研究了植物油在氢氧化钠作用下与甲醇反应生成生物柴油的均相反应过程，对其制备过程的油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间进行了考察，初步研究了不同结构脂肪酸对于反应的影响，筛选出最优工艺条件，得到了在最优化条件下的动力学方程。在此基础上，本文还研究了在固体催化剂正硅酸钠作用下与申醇反应生成生物柴油的非均相反应过程，对其制备过程的油摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间进行了考察，筛选出最优工艺条件，得到了在最优化条件下的动力学方程，并且对比了不同催化剂条件下的动力学参数。 所得生物柴油的各项性能指标基本达到中国、美国和欧盟的生物柴油标准，可以成为石化柴油很好的替代能源。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1前言

1.2国内外文献综述

1.2.1生物柴油简介

1.2.2动植物油脂的化学组成以及结构

1.2.3生物柴油的组成

1.2.4植物油与生物柴油的燃烧性能和低温流动性能

1.2.5生物柴油与石化柴油的的比较

1.2.6生物柴油的生产方法

1.2.7动力学以及反应机理

1.2.8脂肪酸甲酯后续产品的开发

1.3我国发展生物柴油的现状以及意义

1.3.1我国发展生物柴油的必要性

1.3.2我国生物柴油产业发展的现状

1.3.3国内的油料作物资源以及分布

1.3.4我国生物柴油产业面临的主要问题

1.4本课题研究目的及方案

第二章实验部分

2.1实验目的及内容

2.1.1实验目的

2.1.2实验内容

2.2实验原料以及仪器

2.2.1实验原料

2.2.2实验药品

2.2.3实验仪器

2.3实验装置

2.4原料和产品的分析方法

2.4.1原料和产品酸值的测量方法

2.4.2原料皂化值的测定

2.4.3原料中水份的测定

2.4.4原料和产品凝固点的测定

2.4.5产品冷滤点的测定

2.4.6产品脂肪酸甲酯含量的测定

2.5实验流程

2.6转化率的计算

第三章 结果与讨论

3.1均相碱催化酯交换反应工艺参数的影响以及动力学研究

3.1.1醇油比的影响

3.1.2催化剂用量的影响

3.1.3温度的影响

3.1.4反应时间的影响及动力学

3.1.5结论

3.2非均相碱催化酯交换反应工艺参数的影响以及动力学研究

3.2.1醇油比的影响

3.2.2催化剂用量的影响

3.2.3温度的影响

3.2.4反应时间的影响及动力学

3.3动力学参数的比较

3.4酸催化法的初步讨论

3.5生物柴油的性质分析

结论

参考文献

致谢