武漢工程大學化工畢業(yè)論文

1、分類號 TQ339 學校編號 10490 UDC 密級武漢工程大學碩士學位論文 題目 : 生物柴油的連續(xù)化制備學科專業(yè):化學工藝研究方向:生物質能源研 究 生:馬家玉指導教師:王存文 教授王為國 副教授二 0 0 八 年 四 月獨 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工 作及取得的研究成果。盡我所知,除文中已經(jīng)標明引用的內容外,本論 文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 對本文的 研究做出貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意 識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名:年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了

2、解我校有關保留、 使用學位論文的規(guī)定, 即:我校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版, 允 許論文被查閱。 本人授權武漢工程大學研究生處可以將本學位論文的全 部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、 縮印或掃描等 復制手段保存和匯編本學位論文。保 密 , 在本論文屬于不保密 。(請在以上方框內打“” 學位論文作者簽名:指導教師簽名:年 月 日 年 月 日A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of EngineeringContinuous Prep

3、aration of BiodieselMajor : Chemical TechnologyCandidate : Ma JiayuSupervisor :Professor Wang cunwen Associate Professor Wang weiguoWuhan Institute of TechnologyWuhan, 430074, Hubei, ChinaApril, 2008摘 要生物柴油是一種新的生物質可再生能源, 具有深遠的經(jīng)濟效益與社 會效益。目前國內外生產生物柴油主要采用間歇攪拌釜式反應器,并形 成了一套較為成熟的工藝 , 但單位體積反應器內生產效率低。 本論文采用

4、 管式反應器和逆流塔式反應器替代攪拌釜式反應器, 以達到降低成本的 目的。本文的研究內容和結論為:(1甲醇與植物油的混合狀況對生物柴油的制備有重大影響, 研究 了填料對甲醇植物油混合狀況的影響,實驗結果表明:填料的加入,促 進了甲醇植物油的混合。(2以 KOH 為催化劑,用食用大豆油為原料,在管式反應器中進 行了生物柴油的連續(xù)化制備,研究了在不同的反應溫度及停留時間下, 填料對生物柴油收率的影響。實驗表明:填料的加入,極大地提高了生 物柴油的收率。(3自行設計了用于生物柴油連續(xù)化制備的塔式反應器,實現(xiàn)了油 相與醇相在反應器內逆流接觸。 并以濃 H 2SO 4為催化劑, 棉籽油毛油為 原料 ,在

5、逆流塔式反應器中進行了生物柴油的連續(xù)化制備,考察了實 驗裝置的穩(wěn)定性和反應溫度、停留時間、醇油摩爾比、催化劑的用量、 塔板數(shù)對生物柴油收率的影響,得出了適宜的反應條件。結果表明:反 應初始物料醇油摩爾比越低, 停留時間越短 , 越容易達到穩(wěn)態(tài); 塔板數(shù)越 多,生物柴油收率越高;醇油摩爾比 6:1,溫度 70,催化劑的用量為 油品質量的 7%, 停留時間 6h 是酸催化的適宜反應條件, 此時生物柴油 的收率為 93.7%。在同一實驗條件下,對逆流塔式反應器與間歇攪拌釜 式反應器進行了對比,實驗結果顯示了逆流塔式反應器的優(yōu)越性。 (4 以 NaOH 為催化劑, 在自制的塔式反應器中進行了生物柴油的

6、 連續(xù)化制備, 考察了反應溫度、 停留時間、 醇油摩爾比、 催化劑的用量、 甲醇含水量對生物柴油收率的影響, 得出了適宜的反應條件。 實驗結果 表明:工業(yè)甲醇經(jīng)簡單預處理后,與分析甲醇反應效果相近;醇油摩爾 比 7:1,溫度 65,催化劑的用量為油品質量的 1.2%,停留時間 3h 是 堿催化的適宜反應條件,在該條件下,生物柴油的收率為 88.4%。本文首次在酯交換反應體系中采用逆流塔式反應器, 取得很好的效 果,值得進一步研究和推廣應用。關鍵詞:生物柴油;填料;混合狀況;逆流塔式反應器;連續(xù)化操作; 酯交換反應AbstractAbstractBiodiesel is a novel rene

7、wable biomass energy, which can bring great economic and social benefits. Although the present technique of biodiesel production using batch reactors is mature, but its efficiency is low. The tubular reactor and countercurrent tower reactor, which can reduce the manufacturing cost, are adopted to su

8、bstitute BSTR. The present work is summarized as follows:(1 The mixing state of methanol to vegetable oil has great influence on preparation of the biodiesel. In this dissertation, an experimental research on effects of packing on the mixing process of methanol to vegetable oil was conducted. The ex

9、perimental results showed that the joining of the packing dramatically promoted two-phase mixing.(2 A study was made of the reaction of trans-esterification of edible soybean oil by means of methanol, using KOH as catalysts in a tubular reactor. The effects of reaction temperature, resident time and

10、 packing on the yield of biodiesel were studied. The experimental results showed that the joining of the packing greatly promoted the yield of biodiesel.(3A countercurrent tower reactor in order to realize continuous preparation of biodiesel was designed, and the countercurrent contact between metha

11、nol phase and vegetable oil phase in the countercurrent tower reactor was realized. And biodiesel was prepared by transesterification from vulgar cottonseed oil and methanol, using H2SO 4 as catalysts. The stability of experiment plant and the effect of methanol to oil molar ratio, temperature, colu

12、mn plates, resident time and catalyst dosage upon the yield of biodiesel were studied systematically. It was found that when methanol to oil molar ratio was lower and the resident time was short, the steady state could be established more quickly. More column plates could promote the yield of biodie

13、sel. The highest yield was 93.7% achieved at 70 andresident time 6h and 7% H2SO 4 (w% of oil and methanol to oil molar ratio at 6:1. In addition, a comparison between the countercurrent tower reactor and the batch reactor was carried out under the same condition and the results revealed the superior

14、ity of countercurrent tower reactor.(4 A study was made of the reaction of transesterification of vulgar cottonseed oil by means of methanol, using NaOH as catalysts in a self-made reactor. The effects of methanol to oil molar ratio, temperature, industrial grade methanol, resident time and catalyst

15、 dosage upon the yield of biodiesel were studied systematically. The results showed that theeffect of the simple pretreatment of industrial methanol was close with analysing methanol. The highest yield was 88.4% at 65 , resident time of 3h and 1.2% NaOH (w% of oil and methanol to oil molar ratio at

16、7:1.Countercurrent tower reactor was firstly used in the transesterification system. This new technique is supposed to be adopted in further research and application.Keywords : biodiesel; packing; mixing state; countercurrent tower reactor; transesterification; continuous operation.目 錄摘 要 . 1 Abstra

17、ct . V 目 錄 . V II 第 1章 文獻綜述 . . 1 1.1生物柴油 . 1 1.1.1生物柴油的理化性質 . . 1 1.1.2 生物柴油的優(yōu)點 . . 2 1.2生物柴油的制備方法 . . 4 1.2.1直接混合法 . . 6 1.2.2微乳液法 . . 6 1.2.3高溫裂解法 . . 7 1.2.4酯交換反應法 . . 9 1.2.5生物酶法 . . 12 1.2.6超臨界法 . . 13 1.3影響酯交換反應的因素 . . 14 1.3.1醇油摩爾比的影響 . . 14 1.3.2催化劑的影響 . . 14 1.3.3反應時間的影響 . . 15 1.3.4反應溫度的影

18、響 . . 15 1.4生物柴油的應用 . . 16 1.4.1生物柴油應用的歷史 . . 16 1.4.2生物柴油在世界各國的應用 . . 16 1.5生物柴油研究現(xiàn)狀 . . 18 1.5.1國外生物柴油研究現(xiàn)狀 . . 18 1.5.2我國生物柴油研究現(xiàn)狀 . . 19 1.6本論文的意義及主要研究內容 . . 20 第 2章 原料性質及分析方法 . . 212.1材料、試劑及儀器 . . 21 2.1.1材料 . 21 2.1.2試劑 . 22 2.1.3實驗儀器 . . 22 2.2實驗方法 . 22 2.2.1試劑的配制 . . 22 2.2.2原料分析 . . 24 2.2.3產

19、品分析檢測方法 . . 26 2.2.4收率的計算方法 . . 26 2.3實驗結果 . 27 2.3.1原料分析結果 . . 27 2.3.2生物柴油產品中甲酯的種類及含量 . . 28 第 3章 填料對水平管中甲醇植物油混合過程的影響 . . 31 3.1實驗部分 . 31 3.1.1實驗裝置 . . 31 3.1.2實驗條件 . . 32 3.1.3實驗方法 . . 33 3.2實驗結果與討論 . . 34 3.2.1填料對甲醇植物油混合過程的影響 . . 34 3.2.2甲醇植物油摩爾比對甲醇植物油混合過程的影響 . 36 3.2.3預混合器對甲醇植物油混合過程的影響 . . 37 3

20、.3結論 . 37 第 4章 管式反應器中生物柴油的連續(xù)化制備 . . 39 4.1實驗部分 . 39 4.1.1實驗裝置 . . 39 4.1.2 實驗方法 . . 40 4.2 實驗結果與討論 . . 40 4.2.1反應溫度的影響 . . 40 4.2.2反應時間的影響 . . 434.3 結論 . 44 第 5章 酸催化塔式反應器中生物柴油的連續(xù)化制備 . . 45 5.1實驗部分 . 45 5.1.1實驗裝置 . . 46 5.1.2實驗的理論基礎 . . 46 5.1.3實驗方法 . . 48 5.2實驗結果與討論 . . 48 5.2.1連續(xù)操作狀態(tài)下裝置穩(wěn)定時間的考察 . .

21、48 5.2.2醇油摩爾比對生物柴油收率的影響 . . 50 5.2.3停留時間對生物柴油收率的影響 . . 50 5.2.4反應溫度對生物柴油收率的影響 . . 51 5.2.5催化劑的用量對生物柴油收率的影響 . . 52 5.2.6塔板數(shù)對生物柴油收率的影響 . . 53 5.2.7與間歇攪拌反應器的對比實驗 . . 54 5.3 結論 . 55 第 6章 堿催化塔式反應器中生物柴油的連續(xù)化制備 . . 57 6.1 實驗部分 . 57 6.1.1實驗流程的改變 . . 57 6.1.2實驗的理論基礎 . . 58 6.1.3實驗方法 . . 59 6.2 實驗結果與討論 . . 60

22、6.2.1連續(xù)操作狀態(tài)下裝置穩(wěn)定時間的考察 . . 60 6.2.2醇油摩爾比對生物柴油收率的影響 . . 61 6.2.3停留時間對生物柴油收率的影響 . . 62 6.2.4反應溫度對生物柴油收率的影響 . . 63 6.2.5催化劑的用量對生物柴油收率的影響 . . 64 6.2.6甲醇含水量對生物柴油收率的影響 . . 65 6.2.7與酸催化的比較 . . 66 6.3 結論 . 67第 7章 結論與建議 . . 67 7.1 結論 . 67 7.2 建議 . 68 參考文獻 . 69 碩士期間發(fā)表的論文 . . 77 致 謝 . 79第 1章 文獻綜述隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展,全世界范圍

23、內的能源消耗量日益增加。 而與 之相反,傳統(tǒng)能源的儲量十分有限。并且,隨著全球環(huán)境狀況的不斷惡 化以及人類環(huán)境保護意識的增強,開發(fā)可再生、環(huán)保、替代性的燃料已 經(jīng)成為 21世紀人類最重要的課題之一。在能源代替品的研究中,煤的氣化和液化以及核能由于復雜的技術 和巨大的投資制約了其廣泛使用。風能、太陽能、生物能源,包括燃料 酒精、生物制氫和生物柴油 1,以其良好的可再生性得到了人們的關注。 尤其是生物柴油,作為生物質能的一種,由于其較好的燃燒性以及其可 再生,環(huán)境保護等優(yōu)點,逐漸成為人們研究的熱點。它的燃燒性能絲毫 不遜于石油柴油,可以直接用于柴油機等石油柴油領域,被認為是石油 柴油的理想替代品。

24、我國原油加工量 2001年為 2.l×108 t ,預計 2010年將 達到 2.7×108 t ,原油產量卻不會超過 1.7×108 t 2,能源缺口很大,迫切需 要開發(fā)新型能源。1.1生物柴油生物柴油是以植物油 (大豆、花生油、菜籽、玉米、棉籽、葵花籽、 小桐籽、光皮樹、黃連木、芒屬作物、工程藻等 和動物油脂 (豬油、牛 油、魚油等 以及廢食用油為原料制成的可再生能源。生物柴油是生物 質能的一種形式, 它由可再生的油脂原料經(jīng)過合成而得到的長鏈脂肪酸 甲酯,它的性質與普通柴油非常相似。生物柴油作為液體燃料,是優(yōu)質 的石油柴油代用品。1.1.1生物柴油的理化性質

25、3生物柴油是一種由植物油與甲醇經(jīng)交酯化反應制成的可再生燃料。 研究發(fā)現(xiàn) 4, 植物油碳鏈分子一般含碳 1420個,普通柴油碳鏈分子含碳 15個左右, 二者非常接近 5-7。 生物柴油的熱值和普通柴油相差不大, 物理性質與普通柴油相近,不含硫和芳香族化合物,并具有較高的十六 烷值(高達 52.9和熱值,可被生物降解、無毒、對環(huán)境無害。生物柴 油和柴油的品質指標比較見表 1.1。表 1.1生物柴油和柴油的品質指標比較Table1.1 Comparation of quality between biodiesel and diesel oil指標名稱 生物柴油 柴油冷慮點(CFPP 夏季產品(冬季

26、產品(密度(g/ml,20運動粘度(mm 2/s,40 閃點(可燃性(十六烷值 熱值(MJ/kg燃燒功率(柴油 =100% % 硫含量(W.%氧含量(V .%燃燒 1kg 燃料按化學計算法 的最小空氣耗量(kg 水危害等級三星期后的生物分解率-10-200.8846>100最小 5632104<0.0011012.51980 -20 0.83 24 60 最小 49 35 100 <0.2 014.5 2 701.1.2生物柴油的優(yōu)點(1生物柴油具有良好的燃料特性。與普通柴油相比, 生物柴油有較好的發(fā)動機低溫啟動性能;有較好 的潤滑性能,可降低噴油泵、發(fā)動機缸體和連桿的磨損率

27、,延長其使用壽命;生物柴油的開口閃點高,有較好的安全性能,儲存、使用、運輸 都非常安全,不在危險品之列。(2生物柴油具有較高的石化效能比。生命循環(huán)分析法(簡稱循環(huán)基于燃料從生產到消耗的全過程,分 析整個過程的能量流出和排放, 以評價某種燃料的使用對能源和環(huán)境的 影響。普通柴油的循環(huán)是從石油的開采、提煉開始,直到燃油消耗完為 止。 而生物柴油的循環(huán)則是從油料作物的農業(yè)生產 (需要的能量大部分 來自太陽能 8 、 加工開始, 直到生物柴油被消耗完為止。 以生物柴油與 普通柴油做循環(huán)對比分析得出的一系列數(shù)據(jù) 9-12表明 13, 循環(huán)中生物柴 油和普通柴油的初始能 (循環(huán)中從環(huán)境獲取的所有能量 輸入

28、是相當?shù)? 循環(huán)效率 (最終燃油產品中包含的能量與初始能的比值 分別為 80.55%和 83.28%。生物柴油的石化效能比(最終燃油產品中包含的能量與循 環(huán)中所有來自石化燃料的能量之比為 3.215,柴油的石化效能比為 0.8337,即生產 1MJ 的燃油產品時,柴油的石化能耗(循環(huán)中來自石化 燃料的所有能量大約是生物柴油的 4倍。由此可見,生物柴油循環(huán)大 大節(jié)約了石化能這種有限能源。(3生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性。 CO2排放量少生物柴油在兩個方面減少大氣中 CO 2的含量。 一方面生物柴油的生 物碳循環(huán)周期相對比較短,生物柴油燃燒釋放 CO 2,而植物生長過程中 通過光合作用吸收 CO 2

29、生成生物柴油的原料; 另一方面, 生物柴油替代 了石化燃料, 而石化燃料燃燒所釋放的 CO 2需要幾百萬年才能再轉變?yōu)?石化能。 生命循環(huán)中柴油和生物柴油的 CO 2排放對比實驗表明, B20(生 物柴油和普通柴油按 1:4混合和 B100(100%生物柴油在循環(huán)中排 放的 CO 2,與普通柴油相比, B20 大約降低了 15.6%, B100 降低了 78.4%14-16。據(jù)美國能源部分析 17,使用生物柴油每年可減少 1105噸 CO 2排放,從而減少了 溫室效應 。 空氣污染物排放量少使用生物柴油的柴油機排出的 CO 、顆粒物、碳氫化合物都比使用普通柴油時明顯降低 18-20, CO 的

30、排放量下降了 46%,顆粒物的排放量 下降了 68%,碳氫化合物的排放量下降了 37%, SO X 的排放量為零。 其中顆粒物排放是導致人類呼吸系統(tǒng)疾病的根源, 使用生物柴油時的煙 度比使用普通柴油低得多 21-23, 所以用生物柴油替代普通柴油是控制顆 粒物排放的一種很好的選擇。燃用生物柴油時 NO X 含量過高, 是推廣生物柴油的主要障礙。 NO X 值取決于燃料的分子結構。通常比重大、 CN 值低、碘值高的生物柴油 會使 NO X 值增加。經(jīng)大量實驗表明,降低 NO X 排放的方法有:采用合 理的混合油以提高 CN 值、 采用 CN 增值劑及摻入芳香族化合物 (10% 柴油 24。 對人

31、體健康的損害小美國西南研究所和美國國家再生能源實驗室對燃用生物柴油的貨 車在底盤測功器上進行了尾氣中有害氣體的檢測。 通過有害氣體對人的 體重、食欲、死亡率、血液、神經(jīng)、肺部、眼睛及 DNA 等方面的影響 得出結論:生物柴油的燃燒尾氣大大減少了對人體的危害,用生物柴油 替代普通柴油可降低 90%的空氣毒性、 94%的患癌率,其中 B-20可降 低 16%的毒性危害程度, B-100則可降低 80%25。 生物柴油的硫含量低,燃燒時二氧化硫和硫化物的排放可減少 約 30%,用以替代普通柴油可大大減少酸雨發(fā)生。 生物柴油的生物降解性高,對土壤和水的污染較少,具有可再 生性,作為一種可再生能源,資源

32、不會枯竭。1.2生物柴油的制備方法早在 100多年前, Rudolph Diesel就設計了最原始的用植物油驅動的 柴油機, 并且在 1900年的巴黎博覽會上用花生油驅動他自己設計的柴油 機取得了成功 26。目前生物柴油的制備方法可分為物理法和生物酶法及化學法。物理 法包括直接混合法和微乳液法,化學法包括高溫熱裂解法、催化裂解法、電解法和酯交換法 27,28,其中酯交換法是目前制備生物柴油最主要的方 法。生物柴油的制備方法如圖 1.1所示:圖 1.1 植物油制備生物柴油工藝流程Fig.1.1 The technology flow chart of vegetable oil prepare

33、biodiesel生物柴油一般以低碳醇與動植物油脂為原料在催化劑的作用下反應 制備。低碳醇:常用的醇類有甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中甲醇 和乙醇用的較多。特別是甲醇,因價格便宜、有極性和鏈短而廣泛使用, 它能與甘油三酸酯迅速反應。甲醇價格低,但缺點是對人體有毒,需小 心使用,而乙醇與油脂的溶解性能較好。動、植物油脂:植物油研究較為充分。植物油類包括大豆油、菜籽 油、玉米油、棕櫚油、棉籽油、椰子油等,其中豆油、菜籽油在北美洲 和歐洲較常用,棕櫚油 29-31、椰子油在東南亞作為生產生物柴油的主要 原料在開發(fā)。動物脂肪研究相對較少,且與以植物油為原料的生物柴油 生產方法有較大的差異。使用過的

34、動植物油 32,33是較好的生產原料,日 本主要以此為原料。催化劑:大多數(shù)傳統(tǒng)的生物柴油的制備方法都是利用酸或堿做催化 劑,其中堿性催化劑包括 NaOH 、 KOH 、各種碳酸鹽以及鈉和鉀的醇鹽, 酸性催化劑常用的是硫酸、磷酸或鹽酸。一般情況下用酸做催化劑需要 1-45個小時來完成各種酯的轉化, 用堿做催化劑時反應的速度要快一些, 但是也還需要 1-8個小時 34 37。 微生物,如海藻類、細菌和真菌也是制備生物柴油的具有發(fā)展前途 的原料。1.2.1直接混合法在生物柴油研究初期,研究人員設想將天然油脂與柴油、溶劑或醇 類混合以降低其粘度,提高揮發(fā)度。 1983年 Amans 38等將脫膠的大豆

35、油 與 2號柴油分別以 1:1和 1:2的比例混合, 在直接噴射渦輪發(fā)動機上進行 600h 的試驗。當兩種油品按 1:1混合時會出現(xiàn)潤滑油變渾以及凝膠化現(xiàn) 象,而 1:2的比例無該現(xiàn)象,可作為農用機械的替代燃料。 Ziejewski 39等人將葵花籽油與柴油以 1:3的體積比混合,測得該混合物在 40下的 粘度低于 4.88×10-6m 2/s, 而 ASTM(美國材料實驗標準 規(guī)定的最高粘度應 低于 4.0×10-6m 2/s, 因此該混合燃料不適合在直噴柴油發(fā)動機中長時間使 用。菜籽油與 2#柴油分別以 1:1和 7:3的比例混合后,它們的黏度是 2#柴油的 6-18倍

36、。菜籽油與 l#柴油的混合油用于小型單缸柴油機可成功運 行 850h 40。1.2.2微乳液法將動植物油與溶劑混和制成微乳液也是解決動植物油高粘度的辦 法之一。微乳液是一種透明的熱力學穩(wěn)定的直徑在 1150nm 膠體分散 系,由兩種不溶的液體與離子或非離子的兩性分子混合形成。 1982年 Georing 41等用乙醇水溶液與大豆油制成微乳狀液,除十六烷值較低之 外, 其他性質均與 2號柴油相似。 Ziejewski 42等以 53.3%的冬化葵花籽 油、 13.3%的甲醇及 33.4%的 1-丁醇制成乳狀液, 在 200h 的實驗室耐 久性測試中沒有嚴重的惡化現(xiàn)象, 但仍有積炭和使?jié)櫥驼扯仍?/p>

37、加等問 題。 Neuma 等使用表面活性劑、助表面活性劑、水、煉制柴油和大豆油 為原料,開發(fā)了可替代柴油的新的微乳狀液體系,其中組成為柴油3.160g 、 大豆油 0.790g 、 水 0.050g 、 異戊醇 0.338g 、 十二烷基碳酸鈉 0.676g 的微乳狀液體系的性質與柴油最為接近。1.2.3高溫裂解法嚴格來講高溫分解是通過加熱或者通過加熱并在催化劑的作用下 使一種物質轉變成另一種物質。 高溫分解反應過程很難描述, 因為在反 應過程中有很多種反應途徑和很多種可能在反應中產生的反應產物。 熱 解原料可以是植物油,動物脂肪,普通的脂肪酸和脂肪酸甲酯。關于脂 肪熱解的研究已經(jīng)有超過 10

38、0年了, 尤其是在世界上那些缺少石油的地 區(qū)。第一次熱解植物油是為了合成石油。自從第一次世界大戰(zhàn)以來,很 多科學家都在研究熱解植物油從而得到適合做燃料的產品。 1947年, 出 現(xiàn)大量關于桐油皂化的報導,桐油先和石灰發(fā)生皂化反應,然后熱解得 到粗油, 從這些粗油中可以提煉出柴油以及少量的天然氣和煤油。在桐 油的皂化陽離子中,每產生 68千克肥皂可以得到 50升粗油, Grossley 等人研究了溫度對于甘油酯熱解產物類型的影響。 用金屬鹽作催化劑可 以得到石蠟和烯烴或者與其相似的石油成分。 豆油在空氣中被熱解和蒸 餾, 氮氣由 ASTM 蒸餾裝置噴射出去。 Schwab 等人又用紅花油做實驗。

39、 從豆油和紅花油中得到的碳氫化合物分別為 73-77%和 80-88%。表 1.2列出了熱解油的成分, 最主要的成分是烷烴和烯烴,兩者將近占到總重 量的 60%,羧酸大概占 9.6-16.1%。成分由 GC-MS 儀器測定。表 1.3列 出了幾種燃料的性質特征的比較。高溫熱裂解法的主要產品是生物汽油,生物柴油只是其副產品,而 且熱解裝備價格昂貴。 Pioch 采用熱解的方法以椰子油和棕櫚油為原料, 在 Si/Al2O 3催化、 450的條件下制得生物柴油 43。 Billaud 在氮氣保護、 500-800下熱解油菜籽油得到了一系列甲基酯的混和物 43。表 1.2油高溫分解后成分組成Table

40、 1.2 Ingredients of decomposed oil under high temperature 項目 質量百分數(shù)紅花油 大豆油 N 2噴射 空氣 N 2噴射 空氣烷烴 烯烴 二烯烴 芳香烴 不飽和化合物 羧酸 未命名37.522.28.12.39.711.58.740.922.013.02.210.116.112.731.128.39.42.35.512.210.929.9 24.9 10.9 1.9 5.1 9.6 12.6表 1.3熱裂解大豆油的性質Table 1.3 Properties of decomposed soybean oil項目 大豆油 經(jīng)過熱裂解的大豆

41、油 柴油 a b A b a b十六烷數(shù) 熱值, MJ/kg 熔點, 38.039.3-12.237.939.612.243.040.64.443.040.37.251.045.6-6.7max40.0 45.5 -6.7max1.2.4酯交換反應法酯交換反應 (也叫醇解 是脂肪和醇類反應生成酯和甘油的的過程, 下式顯示了這個反應的過程。催化劑通?？梢源龠M反應的反應速度以及 產物的產量,因為反應是可逆的,所以過量的醇可以使反應向生成物的 方向進行。2OOCR 1 2OOCR 2OOCR 3CH 3OH 2OH2OHOH +3RCOOCH 323醇類物質是指一般含 1-8個碳原子的醇類。在這些醇類中,能參與 醇解反應的有甲醇,乙醇,丙醇,丁醇和戊醇。甲醇和乙醇是用得最多 的, 尤其是甲醇。 因為甲醇的價格低廉而且具有它獨特的物理和化學特 征 (碳鏈很短而且分子具有極性 , 它可以和甘油三酸酯反