超临界甲醇法从煎炸废油制备生物柴油的研究

论文摘要

生物柴油是一种新型的可再生能源,作为石化能源的最佳替代品,近年来受到人们的高度关注与期待。本文采用超临界酯交换法,以煎炸废油(废大豆油和废色拉油)和甲醇为原料制备了生物柴油,并以酯交换反应过程中的甘油产率为评价指标,利用单因素实验和正交实验,研究了醇油体积比、反应温度、反应时间等因素对酯交换反应转化率的影响,进而确定了酯交换反应的最佳条件分别为废大豆油体系:330℃、醇油体积比25:5、反应15min;废色拉油体系:350℃、醇油体积比25:5、反应15min。利用不同温度下酯交换反应的转化率随时间的变化曲线,对废色拉油酯交换反应的动力学进行了初步探讨,并最终建立酯交换反应的动力学模型。计算结果反应级数为2,活化能52.46kJ/mol。对酯交换反应制备出的产物进行了气质联用和红外光谱表征,分析了其主要成分,证实酯交换反应的产物主要成分是C12到C24的甲酯,含量最多的是软脂酸甲酯和亚油酸甲酯。对实验室制备的废色拉油生物柴油样品的部分燃料性能进行了测试,结果表明该生物柴油样品的体积热值与0#柴油相当,40℃运动粘度是6.38 mm2/s ,密度0.899g/ml ,比0#柴油燃烧得更完全,不冒黑烟,酸值0.51mgKOH/g油脂,总甘油含量为0.21wt%,铜片腐蚀等级为1级,凝点0℃左右。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景及意义
• 1.1.1 生物柴油简介
• 1.1.2 本实验的研究意义
• 1.2 国内外生物柴油的使用现状和研究进展
• 1.2.1 世界各国生物柴油的使用现状
• 1.2.2 国内外生物柴油的研究进展
• 1.3 超临界法制备生物柴油的研究进展
• 1.3.1 工艺流程
• 1.3.2 反应机理
• 1.3.3 产率的计算
• 1.3.4 各种影响因素的分析
• 1.3.5 生物柴油的分析手段
• 1.3.6 生物柴油的油品性能测试
• 1.4 本论文的出发点及研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料和试剂
• 2.2 生物柴油的制备及提取
• 2.3 酯交换反应转化率的测定
• 2.3.1 油脂皂化值的测定方法
• 2.3.2 油脂酸值的测定方法
• 2.3.3 甘油产率的测定和计算方法
• 2.3.4 其他表征酯交换反应转化率的方法
• 2.4 生物柴油成分的表征
• 2.4.1 气相色谱-质谱联用测试
• 2.4.2 红外分析
• 2.5 生物柴油产品的燃料性能测试
• 第3章 酯交换反应制备生物柴油及影响因素的分析
• 3.1 实验原料的选择
• 3.2 废大豆油体系的转化率及影响因素分析
• 3.2.1 废大豆油酯交换的理论甘油产量
• 3.2.2 废大豆油制备生物柴油的影响因素分析
• 3.2.3 正交实验法确定制备反应的最佳条件
• 3.3 废色拉油体系的转化率及影响因素分析
• 3.3.1 废色拉油发生酯交换反应时甘油的理论产量
• 3.3.2 废色拉油制备生物柴油的影响因素分析
• 3.4 超临界酯交换反应的动力学研究
• 3.4.1 反应级数及反应速率方程的确定
• 3.4.2 反应活化能的计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 生物柴油产品的成分表征与性能测试
• 4.1 生物柴油产品的成分表征
• 4.1.1 气相色谱-质谱联用分析
• 4.1.2 傅立叶变换红外分析
• 4.2 生物柴油性能测试结果及分析
• 4.2.1 密度
• 4.2.2 热值
• 4.2.3 40℃运动粘度
• 4.2.4 酸值
• 4.2.5 燃烧性能及灰分的表征
• 4.2.6 铜片腐蚀性能
• 4.2.7 总甘油含量
• 4.2.8 低温性能
• 4.3 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢