酯交换法制备生物柴油的研究

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。

第25卷　第4期Vol.25　No.4新乡学院学报(自然科学版)Jour nal of X inxia ng Univer sity(Na tural Science Edition)2008年12月Dec.2008餐饮废油催化转化制取生物柴油研究3黄艳芹(新乡学院化学与化工学院,河南新乡453003)摘　要:研究了餐饮废油在甲醇钠的催化作用下制取生物柴油的工艺条件,实验表明其酯交换过程的最佳工艺条件是醇油物质的量比为7∶1、反应时间为1.5h 、催化剂质量为废油的1.5%及反应温度为60℃。

通过对生成的生物柴油作理化性质检测,结果表明,其质量指标完全符合柴油优级品的标准。

关键词:餐饮废油;生物柴油;酯交换;甲醇钠中图分类号:TQ645 文献标志码:A 文章编号:167423326(2008)0420030203Study on Pr oduct ion of Biodiesel by Wa ste Oil ofResta ur ant Catalyt ic Tr ansf or mationHU ANG Y an 2qin(College of Chemistr y and Chemical Engineering ,Xinxiang Univer sity ,Xinxiang 453003,China)Abstract :Biodiesel wa s prepared f rom wa ste oil of restaurant catalyzed by s o dium methoxide.The experiment s show t hat t he optimum experimental co nditions have been dete rmined ,methanol/oil 7∶1,r eaction time 1.5h ,catalyst do sage (on wa ste oil mass) 1.5%a nd the experimental temperature at 60℃.The physical a nd chemical e xamining results indicate that the quality index acco rds with high gra de standard of die sel.Key w or ds :waste oil of re sta ura nt ;biodiesel ;transe sterif ication ;sodium methoxide0引言随着人民生活水平的日益提高,餐饮废油的排放量越来越大。

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。

生物柴油制备方法及现状 摘要：对生物柴油的特性和制备方法进行了综述，制备方法主要是工业上常用的酯交换法，包括酸催化法、碱催化法、酶催化法和近年来发展起来的超临界法，并对生物柴油的应用现状进行了简介。 全球范围内的能源需求不断增加、原油价格飙升及越发严格的环保要求，开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一，利用生物质资源生产燃料和石油化工产品的生物燃料技术应运而生。生物柴油作为可替代石化柴油的清洁生物燃料，是一种生产成本和使用性能都与现用石化柴油基本相当且具有良好的环境特性和可生物降解性，具有广阔的发展前景。

1生物柴油的性质 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。从化学成分来看，生物柴油是一系列长链脂肪酸甲酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，经化学过程主要为酯交换后，分子量降至与柴油相近，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。 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： (1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，燃烧尾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，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，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。 (5)具有可再生性能。作为可再生能源，其供应不会枯竭。 (6)使用生物柴油的系统投资少。原有的引擎、加油设备、储存设备和保养设备等基本不需改动。 (7)生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，降低尾气污染。