专题研究训练实验报告-格式

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1、.姓名唐楠楠学号1203023002班级12级化工（3)班实验类别综合型实验题目酯交换反应合成生物柴油指导教师评语指导教师（签章）：年月日...实验报告正文实验报告内容及格式：1.实验名称：酯交换反应合成生物柴油2.班级、姓名：12级化工（3）班唐楠楠3.前言生物柴油是一种环保燃料油，是未来能源的发展方向。与同属清洁车用替代燃料的生物燃料乙醇相比，我国生物柴油生产相对发展缓慢，从我国成品油需求来看，柴油相对汽油更加短缺，在我国发展生物柴油不仅有助于降低车辆尾气污染物排放，也具有缓解柴油资源短缺的现实意义。考虑到废弃油脂是生物柴油的主要原料之一，其产业化发展还能解决废弃油脂再次进入

2、食品领域从而危害大众健康的问题。发展生物柴油，我国有丰富的原料资源，能源植物资源种类丰富多样，主要有豆科，菊科，夹竹桃科等等，目前中国生物柴油的开发利用还处于发展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在能源结构中发挥更大的作用，只有向基础发展，从产业结构调整，能源安全和生态环境治理等方面综合考虑。生物柴油是可再生的油脂原料，诸如植物或动物油脂等经合成所得到的长链脂肪酸甲酯，生物柴油的方法有许多种，其中化学法生产是采用生物油脂与低碳醇，在酸性或者碱性催化剂和高温下发生酯交换反应，生成相应的脂肪酸酯，再经洗涤干燥即得生物柴油，用于酯交换最常用的是甲醇，除了甲醇以外还可以使用乙醇、丙醇

3、、丁醇、戊醇等，常用甲醇是因为甲醇的价格低，同时碳链短，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。4.实验原理脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯与甲醇通过酯交换制备，其反应过程如下：油脂（甘油三酯）先与一个甲醇反应生成甘油二酯和甲酯，甘油二酯和甲醇继续反应生成甘油单酯和甲酯，甘油单酯和甲醇反应最后生成甘油和甲酯。酯交换催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。其中，碱性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如NaOH、KOH、NaOCH3、有机......实验报告正文有机碱等）和各种固体碱催化剂；酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如硫酸、磺酸等）和各种固体酸催化剂。碱性

4、催化剂（本次实验所用催化剂为碱性催化剂）：在碱性催化剂催化的酯交换反应中，真正起活性作用的是甲氧阴离子，反应过程：甲氧阴离子攻击甘油三酯的羰基碳原子，形成一个四面体结构的中间体，然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子，这个阴离子与甲醇反应生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子，后者会进一步转化成甘油单酯，然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进行下一个的催化反应。碱性催化剂是目前酯交换反应使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反应条件温和、反应速度快。有学者估计，使用碱催化剂的酯交换反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反应甲醇用量远比酸催化

5、的低，因此工业反应器可以大大缩小。另外，碱性催化剂的腐蚀性比酸性催化剂弱很多，在工业上可以用价廉的碳钢反应器，对于高酸值的原料，比如一些废弃油脂，需要经过脱酸或预酯化后才能进行碱催化的酯交换反应。1.仪器和试剂仪器：烧杯、量筒、漏斗、注射器、碱式滴定管、分析天平、生物柴油机（如照片）、柴油润滑性能往复试验机试剂：KOH、甲醇（使用时应佩戴手套、眼镜）、大豆油、PH试液2.实验步骤、测试方法实验步骤：（1）向生物柴油机内加入50L大豆油，接通电源，按下电源开关，打开加热装置并设定加热温度60℃。（2）当大豆油温度加热到60℃时，取10ml甲醇、10ml滴定液于烧杯中充分混合，加入3

6、滴PH试液，混合液颜色由无色变为橘黄色；用注射器取出1ml大豆油，加入烧杯中，混合液颜色由橘黄色变为黄色；用量筒量取弱碱加入到碱式滴定管的5ml处，向烧杯中滴加弱碱酯至混合液颜色不再变化，此时混合液颜色由黄色变为蓝绿色，用去碱液0.7ml，所以此时大豆油的酸度为0.7。...（3）加入KOH的质量（g）：0.7x10x7.78+7.78x50=440...实验报告正文（注：7.78为长期实验所得的一个基数）由于从市面上购得的KOH的质量为500g，所以用分析天平称取60g除去，瓶中还剩440gKOH。加入甲醇的体积：50x16%=8L将甲醇加入到生物柴油机附带的白色塑料桶中，再用

7、漏斗将瓶中剩下的KOH加入到白色塑料桶中，盖上桶盖，提起塑料桶摇匀使其中的KOH充分溶解，此时塑料桶体积膨胀，触摸桶壁发现较热。将白色塑料桶通过塑料管连接到生物柴油机，塑料桶中的液体通过生物柴油机内置的泵吸入并开始反应，反应一个小时。（4）此后沉淀两个小时，沉淀过程中发现生物柴油机排液管的透明管处出现黑色液体（甘油），这时应不断将产生的甘油排出，直至透明管的底部没有甘油出现，这时反应已经基本完成。（5）打开生物柴油机上方的盖子，目的是挥发多余的甲醇，利用空气中的水分洗涤，使得生成