女贞籽油制备生物柴油的研究

论文摘要

生物柴油作为绿色环保的可再生生物燃料,受到了越来越多国家的关注。但是我国生物柴油产业的发展受到了诸多因素的限制,其中最迫切的是原料的供应问题。原料成本占到生物柴油制备成本的75%,而生物柴油普及所面临的问题是制备成本,所以,利用来源广泛、廉价易得的原料制备生物柴油具有重要的意义。女贞是我国种植广泛树种,女贞籽产量可观,但以女贞籽油为原料制备生物柴油的研究还未见报道。本论文以均质碱为催化剂,研究了女贞籽油制备生物柴油的工艺,并对固体硅酸钠催化剂的制备进行了初步探讨,研究结果如下:1.经过中性氧化铝柱色谱纯化的女贞籽油为橙黄色,其粘稠度、流动性与处理前相比均有较大的改善,说明柱层析法对成分较为复杂的油脂纯化效果较好。与化学纯化方法,如化学法脱胶、脱蜡,相比其过程简单、操作方便,不仅避免了化学处理过程中油脂的大量损失和复杂的后续处理,而且还能对吸附的物质加以回收利用。女贞籽毛含油率为14.1%;精致女贞籽油皂化值173.43 mg KOH/g,酸值0.45 mg KOH/g,分子量M= 971.82。女贞籽油的主要脂肪酸成分主要为:油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸。2.选择了三种常用的均相碱催化剂,并对其催化活性进行测定,得出其活性次序为:KOH>NaOH>CH3ONa。本试验选择KOH为催化剂,在单因素试验的基础上,通过正交试验对女贞籽油制备生物柴油的工艺进行了优化,得出最佳工艺条件为:反应温度60℃,反应时间2.5h,醇油摩尔比16.5:1,催化剂用量1.1%。经气相色谱检测,在该条件下酯交换反应的转化率可达97%以上。3.对固体硅酸钠催化剂的制备工艺进行了初步探讨,得出其最佳制备工艺条件为:煅烧温度550℃,煅烧时间1h,粒度80目。在此条件下制备的催化剂,催化女贞籽油酯交换反应的转化率可达96%以上,与KOH催化效能相当。但是酯交换反应之后,通过抽滤就能将催化剂和反应产物分离,此方法简单易行,容易实现工业化生产。本试验对固体硅酸钠催化剂的耐久性进行了测试,试验发现同一批催化剂通过简单的处理,连续使用5次后,其转化率仍能保持在93%以上,说明固体硅酸钠催化剂的催化活性很高,可多次重复利用而节约成本。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1.1 生物柴油的特性
• 1.2 国内外生物柴油产业发展的总体状况与趋势
• 1.2.1 国外生物柴油产业发展的总体状况
• 1.2.2 我国生物柴油产业发展的总体状况
• 1.3 生物柴油生产方法
• 1.3.1 物理法
• 1.3.2 化学法
• 1.3.3 生物酶法
• 1.4 女贞概述
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 女贞籽毛油的提取及精制
• 2.1.1 女贞籽毛油的提取
• 2.1.2 女贞籽毛油的预处理
• 2.1.3 除水
• 2.2 女贞籽油化学参数的测定及其方法
• 2.3 气相色谱分析方法
• 2.3.1 定性分析方法
• 2.3.2 定量分析方法
• 2.4 均质碱催化剂催化女贞籽油制备生物柴油
• 2.4.1 催化剂的选择
• 2.4.2 反应过程
• 2.4.3 最佳工艺条件的确定
• 2.5 硅酸钠固体催化剂制备及催化女贞籽油制备生物柴油的初步探讨
• 2.5.1 硅酸钠固体催化剂制备技术路线
• 2.5.2 固体硅酸钠催化剂制备的单因素试验
• 2.5.3 验证试验
• 2.5.4 催化剂耐久性试验
• 第三章 均质碱催化女贞籽油制备生物柴油的试验结果与分析
• 3.1 精制女贞籽油理化性质的测定
• 3.2 催化剂的选择
• 3.3 KOH 催化女贞籽油制备生物柴油的单因素试验
• 3.3.1 催化剂浓度对酯交换反应转化率的影响
• 3.3.2 反应时间对酯交换反应转化率的影响
• 3.3.3 反应温度对酯交换反应转化率的影响
• 3.3.4 醇油摩尔比对酯交换反应转化率的影响
• 3.4 正交试验及极差分析
• 3.5 正交试验的方差分析
• 3.6 验证试验
• 3.7 KOH 催化女贞籽油制备的生物柴油化学成分分析
• 第四章 硅酸钠固体催化剂制备及催化女贞籽油制备生物柴油的初步探讨
• 4.1 硅酸钠固体催化剂制备的单因素试验
• 4.1.1 焙烧温度对硅酸钠固体催化剂活性的影响
• 4.1.2 焙烧时间对硅酸钠固体催化剂活性的影响
• 4.1.3 硅酸钠目数对催化剂活性的影响
• 4.2 验证试验
• 4.3 耐久性试验
• 4.4 固体硅酸钠催化女贞籽油制备的生物柴油化学成分分析
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介