生物柴油制备小结

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1、催化剂的制备，制备的条件研究，制备的评价标准酯交换反应制备生物柴油什么是生物柴油？如何制备？生物柴油是直接或间接来源于生物的化工产品，可用于柴油机的燃料油。是通过植物油（如大豆油、花生油、菜籽油等）、废弄的餐饮油和动物脂肪为原料制取的以脂肪酸甲酯为主的新型燃料，通常含有14〜18个碳原子，接近于由15个姪链组成的石化柴油的平均相对分子量，具有与石化柴油相近的理化性质。作为一种可再生的清洁含氧液体燃料，生物柴油与传统的石化柴油相比，具有燃烧性能更高、减少环境污染等独特的优势。I以植物油为原料生产生物柴油，其屮反应物主要为甘油三酯和甲醇。'《生物柴油制备的研究进展》《In

2、organicheterogeneouscatalystsforbiodieselproductionfromvegetableoils》低温低压下生物柴油以动植物油脂为原料，在酸、碱、酶等催化剂存在条件下通过与甲醇等短链醇发生酯交换反应制备。《固体酸催化制备生物柴油研究进展》以碱催化酯交换反应制备牛物柴油为例。1、酯交换反应的原理三油酸日-油酯（简称T）与甲醇（简称MeOH）进行酯交换反应生成油酸甲酯（简称E）和口油（简称G）。其3步连续可逆酯交换反应的各步反应和总反应方程式为：T+MeOH<=>D+E;(1)D+MeOHoM+E;(2)M+MeOHoG+E;(3)

3、T+MeOHoG+3E.(4)上述方程式屮D表示二汕酸甘汕酯，M表示一汕酸甘汕酯;图2Gibb”自由能变随温度的变化关系Fig.2RelationshipbetweenchangesofGibbsfreeenergyandtemperaturevariation3步反应和总反应的「都犬于零说明在标准态下都不能自发进行。但曲于其数值都较小可通过增大醇油比，即增大甲醇反应物的浓度，或减少生成物在反应体系屮的浓度，如将产物排到另一相的方法来使反应向正方向进行。42、酯交换反应是如何发生的在碱性条件下:ROH+BRO*+BH*RCOO—CH2RMCOO—CHI/比C-O*R•

4、-OORRCOO—CH2R^OO-CHORROOCRWRroo—ch2R-COO-CHORIIH2C—o・R*COORwCOO-(j：HH2C-O*RfCOO—CH2RWCOO—CHH2C-OBH4R'COO—CH2RHCOO—CHH2C-OH(4)甘油二脂与得到一个质了的碱催化剂反应，生成一个甘油二酯分了，并且使催化剂恢复到最初的状态。产生的tr油二酯再与另外一分子乙醇反应，然后开始一个新的催化循环过程。《HeterogeneousBaseCatalystsforTransesterificationinBiodieselSynthesis》催化剂种类影响碱催化酯交

5、换常用催化剂冇甲醇钠(NaOCH3)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)及其它负载型固体碱。按实际催化效果排序如下:甲醇钠>氢氧化钾>氢氧化钠甲醇钠是一种超强碱，曲氢氧化钠与甲醇脱水合成而得。常温下，是一种呈白色固体粉末状物质，易吸潮，且易与水、碳酸气、氧、无机酸、有机酸、过氧化物等物质激烈作用；因此无水甲醇钠必须在避免与空气、水分及上述化合物接触条件下保存和使用。甲醇钠作为酯交换催化剂，突出特点是低温下具有很强催化活性，用量少、反应时间短。氢氧化钠因资源丰富、价格低廉，在工业化生产中已被广泛使用。但在使用氢氧化钠作催化剂时，若条件控制不当，可能会发生几何或位置

6、异构化副反应，收率较低；且如果氢氧化钠用量偏大，还会有较多皂化物生成。钠皂是一种带正电荷凝胶状物质，易形成网状结构，阻碍亲核试剂CH3O-离子进攻拨基C+,特别在原料油中动物脂肪含量高时上述现象更为明显。反应温度与反应时间影响：由化学反应动力学可知，在其它条件相同时，提高反应温度可加快反应速度。由丁卬醇沸点非常低，只冇64.8°C,且甲醇分子与廿油酯分子间互溶性乂较差，在常压间歇式反应釜中，如温度过高，则甲醇会迅速蒸发。一是消耗过多热能；二是反应体系屮不能保持适当甲醇浓度，反而不利于酯交换反应进行。在实际生产时以保持微沸状态较好，即反应温度控制在65°C〜72°C；而

7、密闭式连续高(加)压反应器应另当别论。由于酯交换反应是可逆双向反应，到达反应平衡点需要一定时间，因此适当延长反应时间冇利于捉高传化率；但无休止延长反应时间会降低设备利用率、增加生产成本，同时会增加副反应发牛率。对于优质原料油，如精制棕牺油、双低菜籽油等，酯交换反应吋间1小时即可；而对于劣质原料油如汩水油、动物下脚油等，酯交换反应时间需要3〜4小时或更长。固体碱Na/NaOH/Y•A12O3(1)Kim等首先用Na/NaOH/y・A12O3作为固体超强碱催化合成生物柴油[5]o在最佳条件下,Na/NaOH/Y-A12O3的催化活性比Na/Y-A12O3