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《河北工程大学》 2011年
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黄连木制备生物柴油的研究

张寿鑫  
【摘要】:石化燃料替代品—生物柴油,具有可再生性、绿色环保性、较高的十六烷值和优良的燃烧性能等众多优点。我国食用油短缺,不宜将食用油用于生产生物柴油,而以木本油料作物生产生物柴油符合我国的国情,也受到越来越多的重视。本文以邯郸地区的能源植物黄连木种子为原料,研究了黄连木籽油和甲醇在碱性催化剂作用下进行酯交换反应制取生物柴油的工艺,同时对产品进行了仪器分析测定。 邯郸地区黄连木籽油有较高的酸值33.40 mgKOH/g,必须经过降酸处理,才能达到碱催化酯交换反应的要求。而国内外对于黄连木籽油降酸的研究和报道很少。本论文在参阅大量文献基础之上,结合实验数据,设计了较为简单、快捷和有效的降酸方法,即使用乙醇进行萃取脱酸。通过正交实验确定其最佳工艺条件是:醇油比为3∶1,萃取温度30℃,萃取3次。在该条件下,原料油酸值降到0.23 mgKOH/g。该法操作简单,中和损耗低,操作费用低,具有广阔的应用前景。 以萃取降酸后的黄连木籽油为反应原料,利用单因素实验研究了影响均相碱催化酯交换反应制备黄连木生物柴油的工艺参数,确定最佳工艺条件为:醇油摩尔比6∶1,催化剂用量1.0wt%,反应温度65℃,反应时间60min,在该条件下反应产率达到96.40%。在此基础上,制备了非均相碱性催化剂,并对其进行了相关表征和应用分析。 结合线性回归的方法验证了密度法和粘度法测定酯交换反应转化率的准确性。使用红外光谱测定反应前后官能团的变化,结果表明:黄连木籽原料油和黄连木籽生物柴油的红外光谱在1000~1300 cm~(-1)有较大区别,其中1245 cm~(-1)、1196 cm~(-1)、1171 cm~(-1)处的3个吸收峰属于脂肪酸甲酯的特征吸收峰,1436 cm~(-1)处的吸收峰属于—O—CH_3的碳氢键不对称弯曲振动的特征吸收峰,由此证明原料油与甲醇发生了酯交换反应。利用气相色谱(GC)、气质联用(GC—MS)和高效液相色谱(HPLC)对产品进行了定性和定量分析。分析表明,黄连木籽油生物柴油中脂肪酸甲酯的主要化学成分和相对含量为:棕榈酸甲酯C_(16:0)(21.05%)、亚油酸甲酯C_(18:2)(36.59%)、油酸甲酯C_(18:1)(41.35%)、以及硬脂酸甲酯C_(18:0)(1.01%)。实验研究表明黄连木籽油是制备生物柴油较好的原料。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE667

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