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《西北农林科技大学》 2006年
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花椒籽油和水冬瓜籽油制备生物柴油的研究

杨芳霞  
【摘要】: 生物柴油作为可再生的替代性生物燃料,许多研究者从生产原料和生产工艺等方面对生物柴油的试制进行了大量的研究,但目前生物柴油研究产业化的程度并不高,主要原因是生物柴油的生产成本太高,生物柴油制备成本的75%是原料成本,因此,利用廉价林业资源生产生物柴油具有重要意义。花椒籽油和水冬瓜籽油为价廉和取材方便的林产品,以此为原料制备生物柴油的研究少见报道。本研究以花椒籽油和水冬瓜籽油为原料,采取两步法制备生物柴油,即对高酸值花椒籽油和水冬瓜籽油分别采用浓硫酸催化与甲醇酯化和Na2CO3碱炼进行降酸处理,并以低酸值花椒籽油和水冬瓜籽油为原料通过KOH催化酯交换反应制备生物柴油。对两步法制备生物柴油的工艺条件进行了试验研究,并通过气相色谱分析了生物柴油的脂肪酸甲酯的组成成分及含量,同时对花椒籽油生物柴油的燃料性能进行了测定。本研究所获得的结果如下。 以浓硫酸为催化剂,高酸值花椒籽油与甲醇酯化降酸的最优工艺条件为:醇油摩尔比为18:1、催化剂浓硫酸用量为油重的2 %、反应温度60℃、反应时间1.5 h和搅拌速度600 rpm。本试验首次采用一步反应,将63 mgKOH·g-1左右酸值的花椒籽油的酸值在较短时间内直接降至2 mgKOH/g以下。水冬瓜籽油用Na2CO3碱炼比用NaOH的效果好;以碱炼油的得率和酸值为指标,在Na2CO3的用量为油重的10.5 %、浓度17%、反应温度75℃、搅拌速度100 r/min和水洗温度80℃的碱炼工艺条件下,碱炼油得得率最大达到80%以上,酸值降低到1 mgKOH/g以下。 进一步以低酸值的酯化花椒籽油和碱炼水冬瓜籽油酯交换制备生物柴油,分别探讨反应的最优工艺条件。花椒籽油制备生物柴油的最优工艺条件为:醇油摩尔比6:1、60℃、600 rpm、催化剂用量占油重的0.9 %、反应时间90 min,在此条件下,产物油中脂肪酸甲酯的最高含量达到97 %。水冬瓜籽油制备生物柴油的最优工艺条件为:醇油摩尔比5.5:1、40℃、600 rpm、催化剂用量占油重的1.5 %、反应时间30 min,在此条件下,产物油中脂肪酸甲酯的最高含量达到98 %以上。 气相色谱内标法分别测定花椒籽油和水冬瓜籽油生物柴油中脂肪酸甲酯的组成。花椒籽油生物柴油主要脂肪酸甲酯以油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸、棕榈酸、硬脂酸为主。其中油酸占35.9 %,亚油酸占24.8 %。水冬瓜籽油生物柴油中脂肪酸甲酯以油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸、棕榈酸、硬脂酸为主。其中亚油酸含量占到所有脂肪酸甲酯含量的70%以上。 经测定花椒籽油生物柴油的燃料性能与标准0#柴油的性能相近。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TE667

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