生物柴油及其衍生物烷醇酰胺的制备和应用

论文摘要

以棉籽油为原料制备生物柴油,确定了生物柴油合成的最佳工艺条件。以自制的生物柴油为原料合成烷醇酰胺非离子型表面活性剂,确定了合成的工艺条件。对烷醇酰胺表面活性剂的起泡稳泡性、润湿性、乳化能力等进行了表征。并以表面活性剂驱油为应用背景,考察了烷醇酰胺表面活性剂降低油水界面张力的能力。以NaOH为催化剂,棉籽油与甲醇合成生物柴油的最佳工艺条件为:醇油摩尔比为6:1、反应时间40～60min、反应温度为50～60℃、催化剂质量为棉籽油质量的1.0%。在此条件下生物柴油的产率可以达到93%以上。确定了生物柴油及副产物甘油的精制路线,并利用色质联机对生物柴油的组成进行了鉴定。以精制脂肪酸甲酯为原料,KOH为催化剂,合成了烷醇酰胺,确定了两步法合成烷醇酰胺的最佳工艺条件如下:第一步中加入摩尔比为1:0.8的脂肪酸甲酯与二乙醇胺,反应温度为140℃,在N2保护下搅拌反应4小时;第二步,降温至70℃,将占脂肪酸甲酯质量为0.9～1.0%的KOH溶于剩下的二乙醇胺中,将此KOH的二乙醇胺溶液加入到反应器中,反应3小时,冷却。产物中活性物含量可达到92wt%以上。同时,定性的表征了烷醇酰胺的起泡稳泡、润湿、乳化、增粘等性能,在上述条件下得到的烷醇酰胺具有良好的稳泡性、润湿性、乳化性、增粘性,但起泡性能较差。通过测定油水界面张力,考察了烷醇酰胺、烷醇酰胺/碱、烷醇酰胺/石油磺酸盐、烷醇酰胺+石油磺酸盐/碱体系降低油水界面张力的能力。当烷醇酰胺与石油磺酸盐总质量分数为0.5%,且二者质量比为1:4时,与0.7～1.5wt%Na2CO3复配使用,可使油水界面张力降至10-3mN/m数量级以下的超低值。当Na2CO3质量分数为1.0%时,可得到8.2×10-5mN/m的超低值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 生物柴油概述
• 2.1.1 生物柴油的性质及特点
• 2.1.2 生物柴油的质量指标
• 2.1.3 生物柴油的应用现状
• 2.2 生物柴油的制备
• 2.2.1 生物柴油的制备工艺
• 2.2.2 产物的分离与精制
• 2.3 生物柴油衍生物烷醇酰胺
• 2.3.1 烷醇酰胺简介
• 2.3.2 烷醇酰胺的制备方法
• 2.3.3 烷醇酰胺的应用
• 2.4 表面活性剂驱采油
• 2.4.1 表面活性剂驱油机理
• 2.4.2 驱油用表面活性剂
• 2.4.3 超低界面张力表面活性剂应用
• 2.4.4 烷醇酰胺表面活性剂在油田应用的趋势
• 2.5 结束语
• 第三章 生物柴油的制备
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料和仪器
• 3.1.2 棉籽油分子量的测定
• 3.1.3 生物柴油转化率的确定
• 3.1.4 生物柴油的合成
• 3.1.5 产物的精制
• 3.1.6 生物柴油的色质联机分析
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 棉籽油分子量确定
• 3.2.2 生物柴油的合成
• 3.2.3 产物的处理
• 3.2.4 生物柴油色质联机分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 烷醇酰胺的合成及性能测定
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料和仪器
• 4.1.2 烷醇酰胺的合成
• 4.1.3 烷醇酰胺性质检测
• 4.1.4 产物的提纯与定量测定
• 4.1.5 棉籽油酸二乙醇酰胺的红外光谱分析
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 烷醇酰胺合成工艺条件的优化
• 4.2.2 产物的色谱柱分析
• 4.2.3 不同类型烷醇酰胺的合成及其性质
• 4.2.4 红外光谱分析
• 4.2.5 烷醇酰胺的乳化能力
• 4.2.6 烷醇酰胺的增粘性及起泡稳泡性应用实验
• 4.3 本章小结
• 第五章 烷醇酰胺用于降低油水界面张力研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验原料与仪器
• 5.1.2 实验方法
• 5.2 表面活性剂驱油原理
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 棉籽油烷醇酰胺降低油水界面张力
• 5.3.2 加入碱后烷醇酰胺体系界面张力的变化
• 5.3.3 石油磺酸盐降低油水界面张力研究
• 5.3.4 烷醇酰胺与石油磺酸盐体系复配的情况
• 5.3.5 AS 二元驱复配体系的研究
• 5.4 本章小结
• 结论
• 1 结论
• 2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢