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四种木本植物油制取生物柴油的研究

2015-10-29 09:39 来源: 作者:

  大敌,对催化剂有毒害作用。反应前必需对原料油和催化剂进行处理。降低原料油的酸价和水分含量,同时对催化剂进行脱水干燥。

  表14种木本植物原料油脂肪酸成分比较表原料油产童脱肪酸成分(%)月桂酸肉豆蔻酸棕榈酸硬脂酸花生四烯酸十六碳烯酸油酸亚油酸亚麻酸C8:2Cl8:3特殊脂肪酸平均含油茶油麻疯树光皮树桐油菜油1)分别为油茶和油桐的油产量;2)桐酸(C18:3);1.3试验设计影响酯交换反应因素为:甲醇和原料油的物质的量比(醇油物质的量比)、催化剂的用量、反应温度、反应时间。为了选择最佳反应条件,设计4因素3水平的正交试验,L9(34)。考虑到各方的原因选择了麻疯树油、光皮树油、茶油、桐油、菜子油做试验,其中以菜子油作对比。

  1.4狳交换反应完全脱胶和脱酸后的精炼原料油(技术级精炼)指标:碘值110 ~115,皂化值187~191,游离脂肪酸含量最大值0.3%,磷酸最大值25x 106,水分含量最大0.1%,杂质微量。在酯交换装置中先加入原料油。

  搅拌加热至一定温度,再按正交试验比例加入甲醇和甲醇钠,然后开始计时,并按一定时间间隔取样用GC分析反应产物,测定甘油含量,至甘油含量不再增加,停止加热,冷却,静置过夜,然后用离心机进行分离,得粗生物柴油和甘油水等产品,计算转化率及得率。分层分离后,缓慢的将温水加入到甘油水和生物柴油中,同时按每3000mL加入10mL的10%H3P04水洗除去多余的甲醇和残余的催化剂,然后搅拌静止分层,接着进行分离,反复3次。

  1.5理化分析成分分析:每隔20min取样,在真空条件下重蒸馏获得比较纯的生物柴油,然后经过GC(Hewlett-packard 57900)分析其成分。运动粘度测定:运动粘度计(sypl003)进行测定。闪点测定仪:Sypl003-HI闪点测定仪进行测定。水分测定仪:Sypl3-I水分测定仪测定。密度测定:SyP1026比重计。

  表2正交试验条件及结果编号催化剂质量颁(%)温度时间转化率(%)得率(%)油桐光皮树油茶油菜籽麻疯树油桐光皮树油茶油菜籽麻疯树表3各实缠的F值及最佳条件原料转化率最佳水平油桐光皮树池求油菜籽麻疯树?油菜籽;一麻疯树S种原料的转化率与时间的关系从表2~3看出,各原料酯交换反应的最佳条件:茶油A2B3C2D2;光皮树油麻疯树油A3B2C3D3;桐油AjBfCp,对照菜油A2B,C3D2. 2.2反应时间与转化率的关系~80min,茶油、麻疯树油、光皮树油以及菜油的转化率都很理想,而对桐油而言,要达到50 %~60%的转化率所需时间更长一些,其原因需进一步研究。

  2.3生物柴油及石化柴油的理化性质及原料的物理性质按照《石油产品分析》所介绍方法分别测定来源于不同提取方法制备的生物柴油和柴油的密度、粘度、十六烷值、熔点、闪点、灰分进行测定,结果见表4.原料的物理性质见表5表4S种原料植物所得生物柴油和石化柴油的燃烧特性表S 5种原料的物理性质原料密度(30丈)十六烷值碘值酸值原料冷凝点(T)光皮树甲酯粗油甲酯但油桐甲酯油茶麻疯树甲酯油桐油茶甲酯麻疯树油菜籽甲酯光皮树柴油油菜籽3结论3.1油茶、麻疯树、光皮树和油桐在以下反应条件下均能转化成生物柴油-甲醇-油(5 ~7):1;催化剂的用量0.9~1.1;反应温度40~60;反应时间60 ~120min.最佳反应水平,对茶油来说是A2B3C2D2;光皮树油是A,B3C2D3;麻疯树油是A3B2C3D3;桐油是AJihD,对照菜油是。油茶、麻疯树和光皮树以及油菜籽反应60 -80min,转化率实际可达到50 %-60%,而油桐要达到50%60%的转化率就需要更长的时间,主要原因是桐酸含有三个双键,有待进一步确定最佳反应条件。油茶、麻疯树和光皮树制取的生物柴油的熔点较低。这一特性将有利于其在低温环境下使用而避免因温度过低而凝固。由于麻疯树、光皮树具有高产量以及不能食用的特性,用做原料制取生物柴油的成本较低。并且油菜、麻疯树、光皮树制得的生物柴油品质优良,达到燃料油供应商的要求,尤其对解决一些偏远贫困山区的燃料短缺具有非常重要的意义。

  3.2预测表明,2005年的中国将出现60-240万吨的柴油缺口,2010年的柴油需求将达到1亿吨,与2005年相比增长24%,而在2015年将达到130亿吨。随着中国人口的增长,越来越多的耕地将被用来生产粮食以满足人的需要,中国将面临食用油以及燃料油的双重短缺问题。加上植物油价格相对来说还很高,因此,大规模生产价格低廉、品质优良的原料油是摆在生物柴油生产过程中的一个长期而艰巨的任务。对本研究的4种植物进行推广种植,发挥其优越的经济和环境效益,为解决这一问题提供一种切实可行的途径,可为我国多途径研究、开发和利用生物柴油原料油提供依据。

  3.3根据中国气候带区域对生物柴油原料油生产的区域进行规划,发布优良品种育种及无性系速成栽培技术基地建设,开展原料油植物评价和应用生物技术研究;提供多种适合当地特点的各种原料油植物种苗,建立示范试种基地(可提供6.6713.33万公顷栽培面积的种苗)。

作者:佚名  来源:中国润滑油网