生物柴油制备方法
- 格式:doc
- 大小:11.41 KB
- 文档页数:3
利用微生物制备生物柴油的研究方法1.引言利用微生物制备生物柴油是一种环保可持续的能源替代方案,具有广阔的应用前景。
本文将介绍几种常用的微生物制备生物柴油的研究方法。
2.微生物培养和筛选2.1 微生物菌种的培养首先,需要选择合适的微生物菌种进行生物柴油的制备。
通常使用脂肪酸产生能力较高的微生物,如菌株A、B和C。
这些菌株可在培养基中培养,并提供适宜的pH、温度和营养物质条件。
2.2 菌种的筛选通过混合培养基,并在适当的生长条件下进行培养,可以筛选出脂肪酸产量高的菌株。
根据菌株的生长情况、产酸能力和酸类产物的分析,可以评估菌株的潜力,并选择最合适的菌株用于生物柴油的制备。
3.底物的选择和预处理3.1 底物的选择生物柴油的生产通常使用油脂类底物,如食用油、动植物油和废油等。
选择适合的底物能够提高生物柴油的产量和质量。
3.2 底物的预处理底物的预处理是生物柴油制备过程中的一个重要环节。
包括底物的酯化处理、水分的去除以及杂质的去除等步骤。
这些预处理措施能够提高底物的可降解性和利用率。
4.生物柴油的发酵和提取4.1 生物柴油的发酵将预处理好的底物和选定的微生物菌株混合,进行发酵反应。
反应条件包括合适的温度、pH和反应时间等。
菌株通过代谢过程将底物转化为生物柴油。
4.2 生物柴油的提取将发酵液离心分离,得到沉淀物和上清液。
上清液中含有生物柴油,可以通过溶剂萃取、醇沉淀和蒸发等手段进行提取。
最终得到高纯度的生物柴油。
5.生物柴油的性能评价最后,对制备的生物柴油进行性能评价,包括密度、凝固点、闪点、黏度以及氧化安定性等指标的测试。
通过评价生物柴油的性能,可以确定其在实际应用中的可行性和可靠性。
6.结论本文介绍了利用微生物制备生物柴油的研究方法。
通过合适菌株的筛选、底物的选择和预处理、发酵反应和提取过程,可以高效地制备出高质量的生物柴油。
进一步的研究可以优化制备条件,提高生物柴油的产量和质量。
微生物制备生物柴油的研究对于能源替代和环境保护具有重要意义。
高效制备生物柴油的方法生物柴油是一种绿色可再生能源,可以直接替代传统柴油。
其制备利用生物质作为原料,通过酯化反应将生物质中的油脂酯化成酯化物,再通过转化反应制备成生物柴油。
本文将介绍一种高效制备生物柴油的方法。
1. 原料准备制备生物柴油的首要条件是原料选择,需要选择高含油量的农作物和林产品作为原材料。
在实际操作中,可以选择大豆、油菜籽、棕榈油、花生等作为油脂原料。
2. 酯化反应将原料中的油脂酯化成脂肪酸甲酯,这是制备生物柴油的关键步骤。
可以使用酸性催化剂或碱性催化剂催化酯化反应。
在碱性催化剂中,氢氧化钠是常用的碱性催化剂。
催化剂的选择和用量的优化可以促进反应的进行,提高反应的效率和产率。
3. 精馏与纯化经过酯化反应后,产生的产品中含有残留催化剂和杂质,需要进行精馏和纯化。
还可以使用活性炭和硅胶等吸附剂对生物柴油的pH值、水分和杂质进行调控与去除,提高生物柴油的品质。
4. 洗涤与降温制备生物柴油后,需要进行洗涤和降温。
洗涤可以去除生物柴油中的杂质和其他有害物质。
降温可以让生物柴油的温度降至室温。
在实际生产中,可以使用冷却器等设备进行降温处理。
5. 储存与运输制备出的生物柴油需要进行储存和运输。
在储存和运输过程中,需要避免水分和氧气的接触,以防止生物柴油的氧化和酸化。
同时,需要注意生物柴油的保存温度,存放环境的干燥程度、光照程度和空气质量等因素对生物柴油的品质也有很大的影响。
综上所述,高效制备生物柴油的方法是:通过选取合适的油脂原料、合适的催化剂、优化生产工艺,同时对生产过程中的洗涤、纯化、降温、储存和运输等环节加强管理和控制,制备出高品质、高效率的生物柴油。
生物柴油的制备工艺研究生物柴油是一种很重要的替代燃料,在目前世界能源危机日益严重的情况下,它是解决能源瓶颈问题的重要手段。
生物柴油的制备工艺研究是生产和应用生物柴油的重要前提,本文将简单介绍相关的制备工艺。
生物柴油的来源生物柴油以植物油为原料,或以动物脂肪和油脂为原料,是一种环保、可再生的二代清洁能源。
与石油燃料相比,生物柴油的优点在于能够减少二氧化碳的排放,且在生物柴油燃烧完全后生成的气体中,含有的二氧化碳并不会对大气环境造成进一步的影响,因此是非常环保的。
生物柴油的制备工艺研究生物柴油的制备工艺可以分为两种,分别是碱催化和酸催化。
1.碱催化法碱催化法是将植物油或动物脂肪与醇反应生成酯,其中的催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾等强碱。
此法制备生物柴油成本低廉,反应速度快,可以在室温下、常压下完成,但在反应过程中容易产生大量的碱酸催化剂残留,使得产品合格率不高,影响了产品的质量;此外,反应过多久会影响产率,所以需要控制反应时间。
2.酸催化法酸催化法是将醇和油脂按一定的摩尔比在酸催化剂作用下进行酯化反应,其中的催化剂是硫酸、苯甲酸、过磷酸等。
此法反应过程温和、产率高、反应后的催化剂残留量小,但需要较高的反应温度和压力,容易产生过多的酸性催化剂残留,同样影响产品的质量。
现阶段的研究目前,国内外的研究人员在生物柴油的制备工艺研究方面取得了很多成果。
比如,中科院化学所的一位研究员在碱催化制备生物柴油过程中,采用了超声波振荡反应器,以更快的速度去酯化油脂,取得了良好的效果;此外还有一些新型催化剂的研制,如杨凌农业高新技术产业示范区的研究人员,就成功地将粗甘油转化为生物柴油的高效催化剂部分还原氧化石墨烯(rGO)上。
这些新技术的出现,为生物柴油在生产和应用方面提供了新的思路和方法。
结论综上,生物柴油的制备工艺研究至关重要。
目前,生物柴油的研究仍处于初期阶段,需要加强各个环节的研究,以提高产品的质量和生产效率。
相信在科学家们的共同努力下,生物柴油将会越来越适用于人们的生产和生活,从而达到绿色低碳的目的。
简述制备生物柴油的主要方法
生物柴油的主要制备方法包括以下步骤:
1.植物油或动物脂肪的提取
提取植物油或动物脂肪是制备生物柴油的第一步。
一般来说,常用的
植物油包括油菜籽油、大豆油、棕榈油等,常用的动物脂肪包括猪油、牛油、鸡油等。
提取的原料中必须含有高含量的油脂。
2.预处理
植物油或动物脂肪在提取后需要进行预处理,主要是去除水分、杂质
和游离脂肪酸等。
这一步骤可以通过压榨、过滤、脱水和脱臭等方式
进行。
3.转化反应
将经过预处理的植物油或动物脂肪与醇类或甲醛等反应,生成脂肪酯。
这一步是制备生物柴油的关键,常用的反应方式包括碱催化法、酸催
化法、酯化法等。
4.分离和净化
经过转化反应后生成的脂肪酯需要进行分离和净化。
这一步可以通过
重力分离、离心分离和蒸馏分离等方式进行。
5.加工调配
分离和净化好的脂肪酯需要进行加工调配,主要是将不同类型的脂肪
酯混合,以满足各种不同的使用要求。
6.生物柴油储存和前置处理
加工调配好的生物柴油需要进行储存和前置处理。
前置处理包括过滤、脱水和脱氧等步骤,以去除水分、杂质和氧化物等。
7.生物柴油使用
生物柴油可以作为替代传统石油柴油的燃料使用,在汽车、船舶、发
电机等领域都有广泛应用。
其优点包括绿色环保、可再生等。
竹材制备生物柴油的方法
竹材制备生物柴油的方法如下:
1. 竹材的预处理:将竹材切碎并去除杂质,进行干燥和除水处理,降低竹材中的水分含量。
2. 竹材的裂解:将干燥的竹材放入反应器中,进行高温裂解处理,在高温和压力下将竹材分解成液体和气体产品。
3. 液体产品的分离:将液体产品通过分离装置进行分离,将生物柴油提取出来。
4. 生物柴油的精制:将提取得到的生物柴油进行精制,包括脱色、催化加氢等处理,确保生物柴油的质量和稳定性。
5. 生物柴油的储存和运输:将精制好的生物柴油装入储罐并进行储存,同时进行运输和销售。
总的来说,竹材制备生物柴油的方法需要对竹材进行预处理和高温裂解处理,通过分离和精制提取得到生物柴油。
这种方法可以有效利用竹材资源,减少化石燃料的使用,有利于环保和可持续发展。
生物柴油制备技术介绍目前,生物柴油的制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。
前两种方法属于物理方法,虽然简单易行,能降低动植物油的粘度,但十六烷值不高,燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。
高温裂解法过程简单,没有污染物产生,缺点是在高温下进行,需催化剂,裂解设备昂贵,反应程度难控制,且高温裂解法主要产品是生物汽油,生物柴油产量不高。
工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。
在酯交换反应中,油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。
可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中最常用的是甲醇,这是由于甲醇价格较低,碳链短,极性强,能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。
酯交换反应是可逆反应,过量的醇可使平衡向生成物的方向移动,所以醇的实际用量远大于其化学计量比。
反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等,它可加快反应速率以提高产率。
酯交换反应是由一系列串联反应组成,三甘油酯分步转变为二甘油酯、单甘油酯,最后转变成甘油,每一步反应均产生一个酯。
酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。
(1)酸催化法。
酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。
在酸催化法条件下,游离脂肪酸会发生酯化反应,且酯化反应速率要远快与酯交换速率,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但反应温度和压力高,甲醇用量大,反应速度慢,反应设备需要不锈钢材料。
工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。
(2)碱催化法。
碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOH 以及有机胺等。
在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。
传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。
碱金属氢氧化物中,KOH比NaOH具有更高的活性。
用KOH作催化剂进行酯交换反应典型的条件是:甲醇用量5%-21%,KOH用量0.1%~1%,反应温度25-60℃,而用NaOH 作催化剂通常要在60℃下反应才能得到相应的反应速率。
技术|地沟油制备生物柴油的技术方法目前,生物柴油的制备技术方法主要有直接混合法、微乳法、热解法和酯交换法。
我国地沟油的来源广且分散,具有含固体杂质多、含水分高、酸值高的特点。
地沟油制备生物柴油一般要先经过除水、机械除杂、除酸、脱色等预处理,然后利用酯交换法或加氢裂化法制备成生物柴油。
酯交换法制备生物柴油张勇以废弃地沟油为原料,经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油,第一步为酸催化预酯化反应,主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应,进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油。
通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比10∶1、催化剂用量1%、反应温度70℃、反应时间4小时;转酯化反应的最佳条件为:醇油摩尔比20∶1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4小时。
在最佳反应条件下,甘三酯的酯化率可达到86.89%。
利用该方法制备的生物柴油在闪点、冷滤点等方面要优于0号柴油,在储运过程中更安全;同时能够在更宽的温度范围内使用。
研究同时发现将利用该方法制备的生物柴油与0号柴油按照B20调和后,不仅能够大大降低生物柴油的黏度,使挥发性得到改善,同时使0号柴油的闪点提高,凝点和冷滤点降低,使储运过程更加安全,低温性能得到改善,有利于在更宽的温度范围内使用,可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应,生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。
姚亚光等以酸作为催化剂,首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理,在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油,通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验,实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为:甲醇温度为70℃,油醇摩尔比为1∶40,催化剂浓度为7%,反应时间为6小时,级差顺序依次是:油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度;乙醇温度为80℃,油醇摩尔比为1∶30,催化剂浓度为5%,反应时间为6小时,级差顺序依次是:油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。
生物柴油制备方法及国内外发展现状随着城市对能源需求的不断增加,石油资源的日益枯竭,全世界都将面临能源短缺的危机,而且石油燃烧对环境造成严重的污染,在很大程度上影响着人们的健康水平,于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。
1 生物柴油的定义及优点1.1 定义生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料,通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。
产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯,是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。
基于美国生物柴油协会定义,生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。
天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成,分子量大,接近700~1000,虽本身可以燃烧,但不能和普通柴油充分混合,直接用作柴油有很多缺陷,需要设计专门的柴油机。
酯交换后得到脂肪酸甲酯,分子量降低至200-300,与柴油的分子量相近,性能也接近于柴油,可以按任意比例混合,也无需设计专门的柴油机。
且具有接近于柴油的性能,是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。
1.2 优点生物柴油与石化柴油具有相近的性能,并具有显著的优越性[2,3]:(1)具有优良的环保特性。
生物柴油中硫含量低,不含芳香烃,不含芳烃和硫(<10μg/g),燃烧尾 1讲座论文气对人体损害低于柴油,生物柴油的生物降解性高。
(2)具有较好的润滑性能。
在其加剂量仅为0.4%时,生物柴油就显示出抗磨作用,可以缓解由于推行清洁燃料硫含量降低而引起的车辆磨损问题,增强车用柴油的抗磨性能。
(3)具有较好的安全性能。
由于闪点较石化柴油高,大于100℃,生物柴油不属于危险燃料,在运输、储存、使用方面的优点显而易见的。
(4)具有良好的燃烧性能。
其十六烷值高,大于56(普通柴油为49),燃烧性好于柴油。
燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命延长。
实验室制备生物柴油一、准备工作取原料油测算值:1.若AV< 3 ,直接进行酯交换;2.若3< AV< 110 先进行预酯化,在进行酯交换;3.若110< AV 则只进行预酯化。
备注:若直接进行酯交换则应先干燥油样。
二、试验步骤1.预酯化反应称取油样(根据烧瓶大小,酌量添加),加入沸石。
用汽提法进行预酯化,加热温度为70℃(实验室用90℃),升温至40℃时,加入催化剂浓硫酸(浓硫酸质量为油重的1.5%,用甲醇溶解)。
每半个小时取样测一次酸值(取烧瓶中底部)直到AV< 1,停止通入甲醇,蒸一段时间甲醇至油样无气泡后停止加热。
将反应完的油样倒入梨形分液漏斗,静置1~2h,放出下层酸、水、甘油等混合物。
备注:使用汽提法能迅速带走反应生成水分,促进反应向正方向进行,同时水分对下一步酯交换影响很大,汽提能有效带走水分。
(浓硫酸密度1.84g/cm³) 2.酯交换反应将静置后的油样混匀,测酸值,剩余油样装入烧瓶,称其质量,放入转子,开搅拌(试验需充分搅拌)。
用回流法进行酯交换反应,加热温度为90℃,加热至50℃左右,加入碱催化剂(KOH、NaOH用甲醇溶解,加碱量NaOH=理论碱量+超碱量=7.13×10-4×G油×AV+G油×0.4%,加碱量KOH=理论碱量+超碱量=10-3×G油×AV+G油×0.4%),加油重的15%的甲醇。
反应1h后,停止加热。
取出油样倒入梨形分液漏斗,静置1~2h,放出下层甘油等混合物。
备注:超碱量一般情况下为0.4%,不过不同的原料油,适合不同的超碱量,当碱炼(酯交换)结束倒入分液漏斗后,油面有结一层皂膜,说明碱过量,当分液漏斗静置后几乎无分层且水洗时含皂较少则碱较少。
且加入碱催化剂时亦需要充分搅拌,以防局部皂化严重。
3.水洗干燥放出下层甘油混合物后,上层油需热水水洗(水温> 80℃),先用热水冲洗数次(不振摇),待下层水较清澈后(若水油分离较缓慢可用盐水冲洗),开始振摇。
生物柴油的生产方法与技术生物柴油是一种以生物质为原料制成的、与传统石油柴油具有相似化学性质的燃料。
相比于石油柴油,生物柴油具有绿色环保、可再生资源等优点,而且它的使用无需改变现有的发动机设计,最大程度地保证了汽车的使用便利性。
本文将探讨一下生物柴油的生产方法与技术。
1. 原料的选择制备生物柴油需要选取适合的原料,常见的原料有油菜籽、大豆、棉籽、花生等高油量作物。
此外,生物柴油的原料也可以是动物脂肪、油脂废弃物等,这些原料的使用可以做到废物利用的效果。
不过,值得注意的是,原料的选择需要考虑到能源效益和环境效益等多方面的因素。
2. 原料的处理原料的处理对生物柴油的质量和产量都有着极大的影响。
在处理原料时,需要进行去杂、去水、脱臭等工序。
同时,还需要进行磨碎、压榨等处理,以便将原料的油分离出来。
这些处理工序中,关键的环节是脱水,一般选择机械脱水法、热氧化法等方法脱除原料中的水分。
3. 酯化反应原材料处理好之后,就需要进行酯化反应。
酯化反应是将生物原料中的油脂或脂肪酸甲酯与甲醇反应生成生物柴油的一个过程。
在酯化反应中,需要添加催化剂,常见的有硫酸、盐酸等。
此外,反应物质的比例、反应温度和反应时间等也需要严格控制以保证反应的效果。
4. 精炼和加工酯化反应完成后,得到的生物柴油仍然含有一定的杂质和水分,需要进行精炼和加工。
精炼过程的主要工序有脱水、脱酸、脱色、脱臭等。
其中,脱水是最重要的环节之一,如果未能彻底脱除生物柴油中的水分,会导致产量下降、设备损坏等问题。
在加工的过程中,还需要进行掺配等操作,以使生物柴油的性能符合国家标准和客户需求。
5. 生产流程的自动化生物柴油的生产是一个比较复杂的过程,需要进行多个环节的控制和管理。
为了提高生产效率和生产质量,生产流程的自动化是非常必要的。
在自动化系统中,可以通过各种传感器来实时监测温度、压力、流量等参数,从而实现对生产过程的自动控制。
此外,还可以通过物联网、云计算等技术实现远程监控和管理。
生物柴油的制备和应用随着人们对环保意识的提高,生态问题已经成为社会各界共同关注的话题。
石油的开采和利用不仅对环境造成污染,而且也会在很大程度上加剧能源的消耗。
为了解决这些问题,生物柴油的制备和应用逐渐成为人们寻求替代能源的选择之一。
一、生物柴油的制备生物柴油是使用植物油或动物油替代石油原材料制备的柴油燃料。
为了制备生物柴油,需要将植物油或动物油通过酯化、环氧化、加氢、脱水等化学反应转化为柴油燃料。
具体制备过程包括以下几个步骤:1、油脂的预处理:清理油脂中的杂质和水分,分离出纯净的植物油或动物油,以便后续处理。
2、精细加工:将油脂进行精细加工,使其转化为甘油和脂肪酸两个部分。
3、酯化反应:将脂肪酸和甲酸或乙酸反应生成甲酯或乙酯。
4、脱水组成乙醇。
5、环氧化反应:将甲酸酯或乙酸酯进行环化反应,在存在催化剂的条件下生成环氧丙烷。
6、转化为柴油:将环氧丙烷通过加氢反应转化为柴油燃料。
二、生物柴油的应用生物柴油作为一种新型的绿色燃料,其应用范围越来越广。
生物柴油对环境的污染程度较小,且可以降低碳排放量,尤其是对于汽车尾气的排放有着更好的效果。
此外,生物柴油的热值相对于石油柴油较低,但其其保持稳定的性质使得其在工业领域中同样有不少的应用,包括发电、锅炉、以及农业机械等设备的燃料。
在未来,生物柴油的应用将会得到更广泛的推广和应用,同时生物柴油的研发和产业链也将会越来越完善。
最近年来,国内生物柴油生产企业增多,但是仍然存在一些缺陷和问题,例如成本较高、技术还需要进一步开发、以及相关的政策和法规等还没有完全成熟。
这需要产业界和政府相互合作,共同把生物柴油推向一个更高的水准。
总之,尽管生物柴油在技术和市场层面上仍存在一些挑战,但是生物柴油作为一种节能环保的替代能源有着越来越广阔的前景。
只要我们加强技术创新和管理,进一步加强标准化和规范化的建设,生物柴油的产业链将会得到更加完善和健康的发展。
实验室制备生物柴油(一) 反应原理实验室制备生物柴油分为两步反应:预酯化反应、酯交换反应。
1。
预酯化反应的原理油脂中的游离脂肪酸及甘油三酯在酸性催化作用下和过量的甲醇或乙醇进行酯化反应,反应过程中生成水、甘油和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯.反应方程式:RCOOH+CH 3OH=RCOOCH 3+H 2O2。
酯交换反应的原理甘油三酯在碱性催化作用下进行酯交换反应,生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
反应方程式:(二)以地沟油为原料1。
关于地沟油通俗地讲,地沟油可分为以下几类:一是狭义的地沟油,即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油;二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油;三是用于油炸食品的油使用次数超过规定要求后,再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。
地沟油常压下沸点约为300—400℃,负压-0.098MPa 时,沸点约为140—250℃ 。
2. 操作步骤2。
1 称取油样称取一定量的油样,要保证脱水后油样的质量不少于100g.2。
2 对原料油水洗除杂在分液漏斗中用80℃以上的热水水洗,水洗至中性。
注:①如果温度低于80℃,则易发生乳化(油包水、水包油)②破乳化的方法:加适量食盐;加稀酸1%;加热;R 1COO-CH 2 R 2COO-CH R 3COO-CH 2 R 1COOCH 3 R 2COOCH 3 R 3COOCH 3 CH 2-OHCH-OH CH 2-OH + 3CH 3OH = +③杂质存在的影响:酯化反应转换率会降低;预酯化反应后若胶质过多,则会增加乳化现象。
2。
3 静置分层在分液漏斗中静置30—60min。
其中,上层为油,下层为水.2。
4 加热脱水先用离心机进行脱水,再用电炉加热脱水。
注:若水分含量达不到所要求的,那么可能将会影响预酯化反应的进行。
因为预酯化反应是可逆反应,水的大量存在会使反应向逆方向进行。
2。
5 测定酸值.根据酸值的大小决定反应的类型.2。
生物柴油的制备一、实验目的及意义1. 了解生物柴油制备的意义2. 熟悉生物柴油制备的方法二、研究背景介绍生物柴油(Biodiesel),即脂肪酸甲酯,是一种含氧清洁燃料,由菜籽油、大豆油、回收烹饪油、动物油等可再生油脂制取加工而成。
生物柴油作为优质的柴油代用品,属环境友好型绿色燃料,具有深远的经济效益与社会效益。
生物柴油产业在我国具有巨大的发展潜力,并将对保障石油安全、保护生态环境、促进农业和制造业发展、提高农民收入,产生相当重要的积极作用。
化学催化法是目前应用最广泛的方法,也是欧美国家工业化生产所采用的工艺。
均相催化剂主要是强酸、强碱催化剂。
酸催化剂常用硫酸、盐酸及有机磺酸。
碱催化常用的催化剂是碱金属的甲醇盐和氢氧化物,均相催化剂使用存在反应产物中催化剂的后处理问题,而催化剂经过中和之后又会产生废渣的处理问题,不仅增加了工序,也给环境造成了污染。
非均相催化剂(多相催化剂)比均相催化剂更具优势,其中最明显的就是容易从产物中分离,不会造成酸性废水污染,对环境污染小。
固体碱催化剂的活性较固体酸催化剂活性高,且对装置腐蚀性小。
采用负载性固体碱催化剂更有利于催化剂与产物的分离。
负载性固体碱催化剂的载体主要有三氧化二铝和分子筛两种,三氧化二铝的机械强度高,热稳定性好,且同时具有酸碱活性位,因此为较好的工业催化剂载体。
三、实验原理生物柴油有四类制备方法:直接使用和混合、微乳法、热解和酯交换法。
在生产实践中普遍采用的方法是利用植物油或动物脂肪和醇的酯交换反应制备生物柴油。
以大豆油为原料在催化剂作用下通过与低碳醇的酯交换反应来制备生物柴油。
用于酯交换的醇可以是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇等,由于甲醇的价格较低,同时其碳链短、极性强,能够很快地与脂肪酸甘油酯发生反应,因此本实验中采用甲醇。
醇、油的酯交换为三步连串的可逆反应如下:四、实验仪器与药品1. 实验装置本实验采用常压装置,装置图如下图:2. 实验药品:氢氧化钾,乙酸钙,碱式碳酸镁,磷酸二氢钾,甲醇等均为分析纯; γ-Al2O3,自制;大豆油,超市购得。
制备生物柴油的方法生物柴油是一种可再生能源,是通过天然植物油或动物油制备而成的,与传统石油柴油相比具有更低的碳排放和更高的环保性能。
制备生物柴油的方法主要包括酸碱催化转酯化法、超临界酯化法和生物化学法等。
一、酸碱催化转酯化法酸碱催化转酯化法是制备生物柴油最常用的方法之一。
其步骤如下:1. 原料准备:选择适合生物柴油制备的油料作为原料,如大豆油、菜籽油、棕榈油等。
2. 预处理:将原料油中的杂质、水分和自由脂肪酸等物质进行去除。
3. 酯化反应:将原料油与酸性催化剂(如硫酸)进行酯化反应,将原料油中的甘油酯化为甲酯。
4. 中和处理:加入碱性催化剂(如氢氧化钠)进行中和反应,中和催化反应中产生的酸性物质。
5. 分离纯化:通过沉淀、离心或蒸馏等方法将甲酯和催化剂分离出来,获取纯净的生物柴油。
二、超临界酯化法超临界酯化法是一种高效、环保的生物柴油制备方法,其步骤如下:1. 超临界溶剂的选择:选择适合的超临界溶剂,通常是氨、乙醇、甲醇等。
2. 反应系统构建:将原料油和超临界溶剂放入反应釜中,加热到一定温度并保持一定压力。
3. 催化剂选择:选择适合超临界条件的催化剂,催化剂有助于提高酶催化反应的效率。
4. 反应进行:在超临界条件下,通过加入适量的催化剂使油脂与溶剂中的酯发生酯化反应。
5. 分离纯化:通过减压蒸馏或其他分离技术将酯类柴油和超临界溶剂分离,得到纯净的生物柴油。
三、生物化学法生物化学法是一种利用微生物进行酯化反应的方法。
其步骤如下:1. 选菌:选择适合酯化反应的微生物菌株,如产酶能力强的酵母菌、酯酶高活性的细菌等。
2. 培养:将选定的菌株培养到一定数量,并将其接种到含有油料的培养基中。
3. 发酵:在适宜的温度和pH条件下,利用微生物菌株对油料中的脂肪酸进行酯化反应。
4. 分离纯化:通过离心、滤网等方式将反应液中的生物柴油和沉淀物分离,获取纯净的生物柴油。
以上是制备生物柴油的几种常用方法,每种方法都有其优缺点,需要根据实际情况选择合适的方法进行制备。
生物柴油的制备及其副产物的纯化方法研究
制备生物柴油是在生物酶催化作用下将植物油中的长链脂肪酸开环分解为折氢后的烷烃柴油,以达到制备生物柴油的目的。
生物柴油制备的关键步骤是利用能保护植物油中的长链脂肪酸的酶,包括甘油脂酶和加氢脂酶,将植物油中的长链脂肪酸开环分解。
开环后的烷烃经过过滤提纯后,就能经过再脱盐和再氢加工,得到高纯度的生物柴油。
生物柴油的纯化主要使用精馏法,精馏是生物柴油纯化的最常用方法,它把生物柴油混合物以温度梯度的方式从加热蒸馏塔中按化学性质分净,这样可以得到更高纯度的生物柴油。
另外,离子交换法、凝胶层析法和深层吸附法也可以用于纯化生物柴油。
总之,生物柴油制备并不是一件轻而易举的任务,不仅要利用能够保护植物油中的长链脂肪酸的酶,还要有高效的纯化方法来提纯所获得的生物柴油。
只有实现上述的两个步骤,才能获得高纯度的生物柴油。
生物柴油的制备及其应用生物柴油(BioDiesel)是一种由植物油或动物油的脂肪酸甲酯化合而成的可再生能源,与化石能源相比,生物柴油具有更加环保和可再生的特点。
同时,生物柴油的成本也比传统的柴油油价更低,能有效降低石油依赖度和维护国家能源安全。
因此,生物柴油的制备和应用越来越成为各国研究关注的焦点。
一、生物柴油的制备目前生物柴油的制备方法主要分为两类:催化剂法和微生物法。
1、催化剂法催化剂法是将动植物油在催化剂的作用下,与甲醇或乙醇反应,生成甲酯或乙酯,最终制备生物柴油。
常用的催化剂有强酸性催化剂和碱性催化剂。
其中,碱性催化剂比强酸性催化剂在制备过程中更加环保、高效,逐渐成为生物柴油催化剂的主流。
2、微生物法微生物法指的是利用细菌、酵母等微生物对植物油或动物油进行微生物发酵,合成生物柴油的过程。
其制备过程简单、不产生废水、二氧化硫等有毒物质,因而具有人们注目的环保优势。
但是,由于该方法需要对微生物环境进行严格调控,还存在生产成本高等问题,使得其在实际生产过程中的应用受到了限制。
二、生物柴油的应用1、车辆燃料生物柴油已经被证实可以用作汽车柴油的替代品,并且不需要对车辆进行额外的改进。
它是低排放和低碳燃料,由于生产原料可以轻松获取,生产成本也不高,因此受到了业界和市场的广泛认可。
2、船舶燃料相对于其他运输方式,船运是一种低成本且低碳排放的运输方式。
而生物柴油可以被用作航运业的代替品,可以降低船舶的碳排放,减少海洋污染和对环境的危害。
3、机械燃料生物柴油也被应用于燃料类型为柴油的机械中,如发电机、锅炉等,以及柴油燃动机。
生物柴油不仅可以减少机器产生的污染,还可以节约能源,使机器的运行更加高效。
三、结语生物柴油作为可再生能源的代表之一,虽然在制备技术和应用领域还面临着许多挑战,但随着科学技术的不断突破和发展,未来必定有更多的突破和应用。
人们一直在探索制备和应用生物柴油技术的最佳方法,以便未来使用更清洁的燃料,为环境保护和人类未来的可持续发展做出积极的贡献。
生物柴油生产方法3 生物柴油的生产方法到目前为止,制备生物柴油的方法可分为两大类:物理法和化学法。
3.1 物理法包括直接混合法和微乳化法。
其原理均是将植物油与石化柴油及改良剂等按比例混合,但长期使用会导致气阀积碳等不良效应,因此物理法生产的柴油不能称之为合格的生物柴油。
3.1.1 直接混合法。
植物油因为其粘度高而无法直接在柴油发动机上使用。
直接混合法是将天然油脂与石化柴油、化学溶剂或醇类直接混合使用,通过将天然油脂与柴油混合使用低粘度和提高挥发度。
1983年Adams等[9]将脱胶的大豆油与2号柴油以1:2的比例混合,在直接喷射涡轮发动机上进行600h的试验,结果表明可以作为农用机械的替代燃料。
Recep[9]发现在柴油机上可以使用植物油代替柴油,但因为植物油变稠致使粘度增加和低温下有凝胶现象,因此植物油替代柴油仍有问题。
直接使用植物油时,不饱和脂肪酸的聚合和由于氧化或热解时形成的胶会导致不完全燃烧和结炭较厚。
直接混合法的优点是方法简便,可获得良好的动力性,能达到标定功率;但使用植物油存在冷启动难,在贮存和燃烧过程中容易出现凝胶、碳沉积,润滑油粘度增大等缺点。
3.1.2 微乳化法。
微乳化法是将动植物油与溶剂、微乳化剂混合,或者添加表面活性剂降低生物柴油的粘度,制成一种微乳状生物柴油的方法。
Coering[10]用50%的2号柴油、25%的大豆油、20%的1-丁醇和5%的乙醇制成的微乳状液体系通过了EMA (Engine Manufacturers Association)200h的测试,可以用在柴油机上代替柴油使用。
乳液中正丁醇含量愈高,其分散性愈好,粘度愈低。
微乳法的特点是解决了直接混合法的高粘度问题;但在实验室规模的耐久性试验中,碳沉积严重,燃烧不完全,润滑油粘度增加。
3.2 化学法包括热裂解法、酯化法和酯交换法。
目前生物柴油主要是通过酯交换反应或酯化反应来完成。
3.2.1 高温热裂解法高温热裂解法是在常压、快速加热、超短反应时间的条件下,使生物质中的有机高聚物迅速断裂为短链分子,并使结炭和产气降到最小限度,从而最大限度地获得燃料油。
生物柴油制备工艺技术规程生物柴油是利用农业油料作为原料,经过酯化和脱水处理生产得到的替代传统石油柴油的一种绿色能源。
为了确保生物柴油的制备过程稳定可靠,需要制定一套科学规程来指导生产工艺技术的操作。
一、原料准备1. 选择优质的农业油料,包括大豆、油菜籽、棉籽等,保证其含油量达到标准要求。
2. 对原料进行清洗,去除杂质和水分,使原料干燥。
二、预处理1. 将原料进行破碎,使颗粒粒径均匀,提高酯化反应速率。
2. 对预处理后的原料进行脱水处理,降低柴油产率中水分的影响。
三、酯化反应1. 准备酯化反应器,将预处理后的原料加入反应器中。
2. 在反应器中加入催化剂,常用的催化剂为硫酸。
3. 加热反应器,控制反应温度为55-60°C,保持稳定。
4. 进行酯化反应,反应时间一般为2-4小时。
5. 用酯化试剂检测反应进程,当酯化转化率达到标准要求时结束反应。
四、分离水相1. 冷却反应液,待其冷却至室温。
2. 分离水相和油相,将水相排出。
3. 对酯化油进行蒸馏,去除其中的杂质。
五、脱水处理1. 将获得的酯化油进行脱水处理。
2. 常用的脱水方法有真空蒸馏法和脱水剂吸附法。
六、催化剂去除1. 进行酯化催化剂的去除,常用方法为中和法和活性炭吸附法。
七、产品储存与贮存1. 将制得的生物柴油进行冷却,达到储存温度。
2. 采用密封容器储存,以防产品受到氧化和污染。
此外,制备生物柴油的过程中还需要进行多次的检测和测量,如原料含油量的测定、酯化转化率的测定、水分含量的测定等,以确保产品质量达到规定标准。
总之,生物柴油制备工艺技术规程是保证生产过程的稳定和产品质量的基础。
只有严格按照规程操作,才能制得高质量可靠的生物柴油,为环保事业做出贡献。
生物柴油制备方法
生物柴油(Biodiesel)是一种由植物油或动物油脂制成的可再生能源,其能够代替传统的石油柴油。
生物柴油制备方法主要包括酯化反应和甲醇处理反应两个步骤。
酯化反应是制备生物柴油的关键步骤之一,其原理是将植物油或动物油脂中的甘油酯与甲醇反应生成甲酯,并副产甘油。
该反应通常在催化剂(例如碱性催化剂)存在下进行,以加速反应速率和提高产率。
酯化反应的步骤如下:
首先,将植物油或动物油脂与甲醇混合,并加入碱性催化剂,使其形成均匀的混合物。
常用的催化剂包括碱金属盐(如钠或钾)、碱性金属醇盐(如钠甲醇)、碱性金属碱盐(如碳酸钠)等。
然后,将混合物加热至适当的反应温度(通常在50-70摄氏度之间),并保持一段时间,以促进酯化反应的进行。
在这个过程中,甲醇与油脂中的甘油酯发生酯交换反应,生成酯(甲酯)和副产物甘油。
最后,通过水洗和脱水等步骤,将产生的生物柴油和甘油分离。
水洗可以去除催化剂残留和杂质,脱水则可以降低生物柴油中的水分含量,提高柴油的稳定性。
甲醇处理反应是生物柴油制备的另一个重要步骤,其目的是去除生物柴油中的杂质和残留甲醇,以提高生物柴油的质量和稳定性。
甲醇处理反应通常在碱催化剂
或酸催化剂的存在下进行。
在碱催化剂存在下,甲醇处理反应可以通过碱性洗涤剂(如氢氧化钠)的处理来实现。
首先,将生物柴油与碱性洗涤剂高效混合,并加热到适当的温度(通常在50-70摄氏度之间)。
然后,通过搅拌、静置等操作,将生物柴油和碱性洗涤剂充分反应,并将产生的沉淀通过分离设备(如离心机)分离。
最后,通过水洗等步骤,将生物柴油中的洗涤剂和杂质去除,从而得到高质量的生物柴油。
在酸催化剂存在下,甲醇处理反应可以通过酸催化剂(如硫酸)的处理来实现。
首先,将生物柴油与酸催化剂混合,并加热到适当的温度(通常在50-70摄氏度之间)。
然后,通过搅拌、静置等操作,将生物柴油和酸催化剂充分反应,并将产生的沉淀通过分离设备(如离心机)分离。
最后,通过水洗等步骤,将生物柴油中的催化剂和杂质去除,从而得到高质量的生物柴油。
需要注意的是,生物柴油的制备方法还可以根据原料的不同而有所变化。
例如,苯酚甲醛树脂酯化法、生物柴油的超临界流体法等。
此外,在生物柴油制备中,还需要注意催化剂的选择和使用条件的优化等因素,以提高反应的效率和产率。
综上所述,生物柴油的制备方法主要包括酯化反应和甲醇处理反应两个步骤。
通过这些步骤,可以将植物油或动物油脂转化为具有较高能量密度和环境友好性的生物柴油。
生物柴油的制备方法在实际工业生产中具有一定的应用前景,并为解
决能源和环境问题提供了一种可持续的解决方案。