均相連續(xù)化制備生物柴油研究.pdf

1、生物柴油是一種環(huán)境友好的可再生能源，它可以替代石化柴油直接用在柴油發(fā)動機(jī)上而無需對發(fā)動機(jī)做太多改動。隨著石油的逐漸枯竭和人們對環(huán)境問題的關(guān)注，生物柴油越來越受到人們的重視，但生物柴油與石化柴油相比成本較高，因此如何降低生物柴油的成本成為研究的熱點(diǎn)。本論文采用加入共溶劑法來提高反應(yīng)速率并利用靜態(tài)管式混合反應(yīng)器的強(qiáng)混合作用和良好的傳熱性能，對快速連續(xù)化制備生物柴油進(jìn)行了研究。
　　首先研究測定了醚類共溶劑異丙醚、1，4-二氧六環(huán)和四氫

2、呋喃，酮類溶劑丙酮和丁酮以及正己烷和丙酮的共沸物的促溶性能，發(fā)現(xiàn)四氫呋喃的促溶性最好，酮類溶劑中丁酮與四氫呋喃的促溶性能最接近，丙酮中加入正己烷后其促溶性能有所提高。由于丁酮價(jià)格低又具有較好的促溶性能，故本文研究用丁酮作共溶劑，KOH做催化劑，以甲醇和菜籽油為原料制備生物柴油，采用三水平中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了各因素的影響效應(yīng)，并得到了預(yù)測生物柴油轉(zhuǎn)換率的二次關(guān)聯(lián)式。得到了生物柴油的最優(yōu)工藝條件：醇油摩爾比為13.1:1，溫度65℃，催化

3、劑為油脂質(zhì)量的0.67％，反應(yīng)時(shí)間為6min，轉(zhuǎn)化率為99.2％。
　　其次研究了用大豆油、甲醇和一種支鏈醇作為原料來制備含有脂肪酸支鏈醇酯的生物柴油，其中支鏈醇為異丙醇、異丁醇和仲丁醇中的一種。特別考察了反應(yīng)時(shí)間、溫度、催化劑和異丙醇與甲醇物質(zhì)的量之比等因素對產(chǎn)物中脂肪酸異丙酯（IPE）含量的影響。用異丙醇和甲醇混合制備生物柴油，異丙酯的GC含量可達(dá)50％以上，但發(fā)現(xiàn)異丙酯的GC含量高于20％時(shí)，甘油不易分離。測定了脂肪酸異丙酯

4、不同含量產(chǎn)物的黏度、冷凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其黏度比與純甲酯的生物柴油略高，其冷凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)與之相比降低幅度可達(dá)5～8℃。
　　再次用菜籽油毛油和甲醇為原料，KOH為催化劑在自制的管式靜態(tài)混合反應(yīng)器中連續(xù)化制備生物柴油，研究了加入共溶劑四氫呋喃或者丁酮時(shí)，對生物柴油得率的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入共溶劑，可以明顯提高生物柴油的轉(zhuǎn)化率，在以醇油摩爾比6:1，催化劑KOH占油脂質(zhì)量的1％的條件下，原料通過管式靜態(tài)混合反應(yīng)器一次的轉(zhuǎn)化率，由未加共溶