研究與開發(fā)（4）植物油制備生物柴油的工藝研究陳正中（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083）用氣相色譜分析方法，考察了反應(yīng)溫度、醇油摩爾比、KOH催化劑用量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)生物柴油收率的影響。結(jié)果表明，由不同植物油原料所得的生物柴油收率達(dá)到最大值時(shí)，其共有的最佳工藝條件為：四氫呋喃（THF）作共溶劑，KCH作催化劑，反應(yīng)溫度60°C，n（甲醇）/n（植物油準(zhǔn)6反應(yīng)時(shí)間15nin因植物油原料的酸值不同，致使其在最佳工藝條件下的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和生物柴油收率最大值不同，菜籽油、大豆油、調(diào)和油所需的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1C%，L 0%09%，相應(yīng)的生物柴油收率最大值分別為972%，975%①收穡日期：2007?08?27修回日期：2007?為分析純市所有筧料在使M均。九blish髓物研遂工工作作。珠表鳋傳統(tǒng)能源的日益枯竭需要開發(fā)新的可再生能源，環(huán)境保護(hù)及汽車工業(yè)的發(fā)展需要清潔的油料，因此世界各國(guó)的能源研究人員都在積極探索、發(fā)展替代燃料及可再生能源。生物柴油屬環(huán)境友好型燃料，具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，其環(huán)保性、可再生性備受世界各國(guó)的關(guān)注。

　　國(guó)外發(fā)展生物柴油較早，但國(guó)內(nèi)研究較晚。

　　現(xiàn)階段生物柴油的研究重點(diǎn)是降低其生產(chǎn)成本、提高轉(zhuǎn)化率07ng/g菜籽油，酸值0 9ng/g以上均為山東德明公司產(chǎn)品；調(diào)和油，酸值0.2mg/g山東臨好公司產(chǎn)品。KOH無水甲醇、THF無水硫酸鈉均過無水處理。

　　2反應(yīng)機(jī)理生物柴油通常是用高黏度的植物油和甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到低黏度的生物柴油脂肪酸甲酯。其反應(yīng)方程式如下：R丨3試樣制備在裝有攪拌器、溫度計(jì)、冷凝管的四口瓶中，加入一定量的大豆油，加熱至一定溫度后，再將溶有KOH的甲醇溶液加入瓶中，并加入一定量的TF開始計(jì)時(shí)。在一定的時(shí)間間隔取反應(yīng)產(chǎn)物試樣進(jìn)行色譜分析。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物倒入分液漏斗中靜置分層。取上層物質(zhì)并水洗至中性、干燥、過濾，得淺黃色透明的產(chǎn)品，即生物柴油試樣。菜籽油、調(diào)和油的?？梢钥闯觯瑴囟容^低時(shí)生物柴油的收率較低，隨著溫度的升高，其收率提高；但當(dāng)溫度高于60C后，其收率反而降低，這是由于溫度過高，皂化反應(yīng)明顯，使得生成的脂肪酸甲酯和催化劑反應(yīng)而成皂化物。Chang認(rèn)為過量的甲醇雖然有利于二甘油酯轉(zhuǎn)變成單甘油酯，但甘油溶入甲酯層也使甲酯和甘油反應(yīng)生成單甘油酯，降低了生物柴油收率。

　　在反應(yīng)溫度為60C催化劑KOH的加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%（對(duì)于調(diào)和油時(shí)則為0 9%）THF作共溶劑的條件下，于不同n（甲醇）/n（植物油）值下反應(yīng)15min后所得生物柴油的收率如所示。可以看出，在n（甲醇）/n（植物油）值為9時(shí)，調(diào)和油、菜籽油、大豆油所得生物柴油的收率都達(dá)到了最大值，分別為987%，975%，976%；在n（甲醇）/n植物油為6時(shí)，其收率分別為983%，97.2%，97.5%；上述兩種情況下的生物柴油收率相差不大。為了減輕甲醇后處理的負(fù)荷，采用n甲醇）/n（植物油）為6較適宜，因過多的甲醇會(huì)致使反應(yīng)生成的甘油難以及時(shí)脫離反應(yīng)體系，導(dǎo)致產(chǎn)品分離困難。

　　植物油原料：一調(diào)和油；一菜籽油；一大豆油反應(yīng)溫度對(duì)生物柴油收率的影響植物油原料：?調(diào)和油；魯一菜籽油；一大豆油n（甲醇）/n植物油）值對(duì)生物柴油收率的影響n（甲醇）/n（植物油）對(duì)生物柴油收率的影響理論上，酯交換反應(yīng)為3m的甲醇和1m的脂肪酸甘油酯反應(yīng)。但在實(shí)際過程中則需要更高的n（甲醇）/n（植物油。這是因?yàn)轷ソ粨Q反應(yīng)為可逆反應(yīng)，增加反應(yīng)物濃度可使化學(xué)平3催化劑KOH加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)生物柴油收率的影響本工作以KOH為催化齊劑在反應(yīng)溫度為60°C，n（甲醇）/n（植物油為6TF作共溶劑的條件下，加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的KCH反應(yīng)。15mn后所得生物柴油的收率如圖上所，示?？梢?lhingLouse.Allnghireserveittp://www.criki.net a以thf乍共溶劑，koh為催化劑，用植物油原料（菜籽油、大豆油和調(diào)和油）制備生物柴油看出，對(duì)于菜籽油和大豆油，在KOH加入量為1.0%時(shí)其生物柴油收率最大；而對(duì)于調(diào)和油，則在KOH加入量為Q9%時(shí)，生物柴油的收率最大，這是因?yàn)檎{(diào)和油的酸值低、雜質(zhì)少的緣故；KOH催化劑的加入量高于1.Q%時(shí)，皂化反應(yīng)嚴(yán)重，致使生物柴油收率降低，還使甘油分離困難，體系產(chǎn)物的黏度增加，后處理復(fù)雜。

　　植物油原料：一調(diào)和油；一菜籽油；△一大豆油KOH加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)生物柴油收率的影響4反應(yīng)時(shí)間對(duì)生物柴油收率的影響為6催化劑KOH的加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. Q%（對(duì)于調(diào)和油則為Q9%）、THF作共溶劑的條件下，反應(yīng)時(shí)間對(duì)生物柴油收率的影響如所示。

　　可以看出，反應(yīng)時(shí)間為15min時(shí)，生物柴油收率均達(dá)到了最大值，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，生物柴油收率則降低。這是因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)，皂化反應(yīng)加劇所致。

　　反應(yīng)時(shí)間對(duì)生物柴油收率的影響脂肪酸甲酯時(shí)，其收率均受到反應(yīng)溫度、n（甲醇）/n（植物油、KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)時(shí)間的影響。

　　b當(dāng)不同植物油原料所得生物柴油收率達(dá)到最大值時(shí)，實(shí)驗(yàn)所確定的共有的最佳工藝條件為：THF作共溶齊劑KOH作催化齊劑反應(yīng)溫度6Q°C，n（甲醇）/n（植物油）值6反應(yīng)時(shí)間15mn但因植物油原料的酸值不同，致使其在最佳工藝條件下的KOH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)和生物柴油收率的最大值不同，菜籽油、大豆油和調(diào)和油所需的KCH催化劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.Q% 9%，相應(yīng)的生物柴油收率最大值分別為97.2%，97.5%，98 C在植物油原料的酸值相差不大的情況下，其對(duì)催化劑KOH的用量影響不大。

作者：佚名　　來源：中國(guó)潤(rùn)滑油網(wǎng)