地溝油制備生物柴油及相關(guān)衍生物合成研究.pdf

1、眾所周知石油是一種不可再生的能源，其隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展而被大量消耗。在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)石油必將面臨枯竭的境地。石化燃料的過(guò)量消耗引起如大氣污染和溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題。因此，許多國(guó)家都在能源替代方面做了很多的研究，生物柴油是綠色可再生能源的重要組成部分。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)年均產(chǎn)生約五百萬(wàn)噸廢棄油脂，生物柴油產(chǎn)業(yè)適應(yīng)于國(guó)情，一般采用此類(lèi)廢棄油脂作為生物柴油的生產(chǎn)原料。所以本論文針對(duì)地溝油催化合成生物柴油新型非均相催化劑的制備，生物柴油衍生物和副

2、產(chǎn)物甘油衍生物合成進(jìn)行了研究。具體內(nèi)容包括：
　　1、通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，采用酸化-水化脫膠法，對(duì)地溝油進(jìn)行脫膠處理，并進(jìn)行地溝油脫水處理。使得地溝油適合于預(yù)酯化和酯交換反應(yīng)合成生物柴油。
　　2、對(duì)比實(shí)驗(yàn)室自制三種磁性固體酸催化劑。確定Al2O3-ZrO2/Fe3O4為地溝油甘油酯化反應(yīng)的催化劑。單因素實(shí)驗(yàn)確定其制備工藝為：Al與Zr摩爾比8:1；煅燒溫度500℃；煅燒時(shí)間2 h。并通過(guò)單因素及響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，得到其催化地溝油甘油酯

3、化最優(yōu)條件為：醇酸摩爾比為0.5、催化劑用量為0.59％、反應(yīng)溫度為221.24℃、反應(yīng)時(shí)間為2.55 h，酯化率達(dá)99.67%，地溝油酸值由114.82 mgKOH·g-1降至0.39 mgKOH·g-1，到達(dá)均相堿催化酯交換合成生物柴油的要求。回收使用催化劑5次，酯化率保持在97%以上。
　　3、對(duì)比實(shí)驗(yàn)室自制兩種磁性固體堿催化劑。最終確定K2CO3-Al2O3/Fe3O4作為酯交換合成生物柴油催化劑。通過(guò)單因素確定催化劑制備

4、條件為：醋酸鉀浸漬濃度為40%；煅燒溫度500℃；煅燒時(shí)間為2 h。通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)，得到酯交換最優(yōu)條件：醇（甲醇）油摩爾比為10:1，催化劑用量為2.1%，反應(yīng)時(shí)間為1.5 h，反應(yīng)溫度為68℃，生物柴油產(chǎn)率為89.57%。回收使用催化劑3次，生物柴油產(chǎn)率保持在77%以上。
　　4、以生物柴油為原料，磷酸為脂肪酸甲酯環(huán)氧化催化劑。利用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的最佳工藝為：磷酸、雙氧水和甲酸用量分別為脂肪酸甲酯質(zhì)量的1.5%、7%和12%