双酸型离子液体催化废油脂制备生物柴油并联产三醋酸甘油酯

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1、青岛科技大学研究生学位论文双酸型离子液体催化废油脂制备生物柴油并联产三醋酸甘油酯摘要生物柴油，是为缓解能源危机降低对石油能源的依赖而开发研究的新的能源形势。它的主要成份是脂肪酸甲酯，一般以大豆油、棕榈油等植物油或者动物脂肪为原料与甲醇发生酯交换反应制备而得。以废油脂为原料可很大程度上降低成本，但废油脂中含有较多的游离脂肪酸及其他杂质，酸值较高，会使催化剂失活。因此，在使用前需要进行处理。传统的处理方法能耗高、损失大、成本高、工艺复杂。本文采用湿热法处理，成本低、工艺简单、损失少。以废油脂为原料制备生物柴油的传统方法是采用预酯化和酯交换两步法，工艺复杂、能耗大，催化剂基本无重复使用性，因此制备

2、成本较高。本文以Bronsted—Lewis双酸型离子液体为催化剂催化废油脂制备生物柴油，利用其Bronsted酸位催化游离脂肪酸发生酯化反应，Lewis酸位催化酯交换反应，实现“一锅法”制备生物柴油。并对副产物甘油进行产业延伸，制备三醋酸甘油酯，增加经济效益。以湿热法处理废油脂，考察了对油脂品质影响明显的指标因素，得到最佳工艺条件即废油脂30g、水12g于100℃密闭湿热处理45min，油品的酸值由2．26mgKOIMg降为2．06mgKOH／g，碘值由73．84129／1009降为70．80129／1009，皂化值由200．27mgKOH／g升至204．39mgKOH／g。油脂的品质明显

3、改善，适合用来制备生物柴油。合成了三种催化酯化反应效果较明显的Bronsted．Lewis双酸型离子液体，通过FT．IR、1HNMR、BCNMR、MS等表征手段对催化效果好的离子液体进行了结构和有关基团的确认，并测定其哈密特(Hammer)酸度函数Ho。结果表明，以[HS03一(CH2)3．NEt3]C1．FeCl3(x--0．67)为催化剂，湿热处理后的废油脂为原料制备生物柴油效果最好，反应条件为：废油脂lOg，n(废油脂)：n(甲醇)=1：8，离子液体1g，高压反应釜中140℃下搅拌反应5h时，产品收率在97％以上，离子液体可重复使用。对比考察了常规Bronsted酸和Lewis酸以及【

4、HS03一(CH2)3-NEt3]el-MCIx(x_0．67)对制备三醋酸甘油酯的催化效果，确定【HS03一(CH2)3-NEt3]el-FeCl3(x=0．67)为对甘油制备三醋酸甘油酯的最佳催化剂，通过单因素试验考察得到最佳工艺条件为：甘油10g，离子液体占甘油质量10％，n(甘油)：n(冰醋酸)：n(乙酸酐)--1：3．5：1投料，30mL甲苯做带水剂，110℃下反应7h，酯化粗产率最高可达99％，其中的三酯含量在96％以上。双酸型离子液体催化废油脂制备生物柴油并联产三醋酸甘油酯综上所述：采用湿热法处理废油脂成本低、三废排放少，处理效果明显，以湿热处理后的废油脂为原料、制备的Bron

5、sted．Lewis离子液体为催化剂制备生物柴油并联产三醋酸甘油酯，产物收率高、品质好，且催化剂的重复使用7次后，催化效果无明显改变。关键词：湿热法处理离子液体废油脂生物柴油三醋酸甘油酯II青岛科技大学研究生学位论文THEBIODIESELWASPRODUCEDBYWASTEOILUSn呵GBRONSTED—LEWISASCATALYSISANDCO．PRODUCETHEGLYCEROLTRIACETATEABSTRACTBiodiesel，anewenergysituation．iSdevelopedandresearchedtoremittheglobalenergycrisisandt

6、oreducedependenceonoilenergy．Itsmainingredientisfattyacidmethylester．Itisproducedbythetransesterificationreactionusingplantoilsuchassoybeanoil，palⅡloilandanimalfatwithmethan01．Itwillcostlessthatifweusethewasteoilasthematerial．ButthereusuallyexistSOmuchfleefattyacidandotherimpurities，whichcouldmaket

7、hecatalysisinactivation，inthewasteoilwhoseacidvalueiShigher．SothewasteoiImustbetreatedbeforeitiSused．ItiScomplicated．morecostandmore10stthattreatedinthetraditionaltreatmentmethods．Sowechosethemoistheatingme