光皮树果实油理化性质及其酯交换反应动力学的研究

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1、光皮树果实油理化性质及其醋交换反应动力学的研究45李昌珠’，蒋丽娟’，张良波’，肖志红’，李培旺’，程树棋’(1湖南省林业科学院，湖南长沙410004;2长沙天地绿色能源技术研究所，410001)摘要:本文分析了光皮树果实毛油、脱色油、精炼油、光皮树果实油甲酷等的理化性质与热值，并以光皮树果实油和甲醇为原料，在甲醉钠催化下通过酷交换反应制得光皮树油甲醋。用气相色谱法分析产物中光皮树油甲酷的含量。建立数学模型对光皮树果实油间歇式酷交换反应动力学进行了研究，由实验数据绘制的动力学曲线得到光皮树果实油

2、在催化剂甲醇钠为l.1%，醇油摩尔比为5:1的状态下与甲醇的醋交换反应的反应级数为0.77，活化能dc，为29.21kJ/mol。由此得到光皮树果实油在碱-dt29.21x103一=855.77e.一RT一CA0.77催化下与甲醇进行酷交换反应的动力学模型为:关键词:光皮树果实油生物柴油酷交换反应动力学0引言光皮树(SwidawilsonianaWanger.Sojak)为山茱英科株木属的落叶乔木，果肉含油率高达52.9%，果核(种子)含油率14.4%，全果含油率高达36%。因其适应性广，产量高

3、，加工成本相对较低被称之为生物质液体燃料—生物柴油的理想原料m.在丘陵山地、边缘地发展光皮树原料油林，生产生物柴油产业不仅能够保证我国能源安全、保护生态环境，而且原料油生产不会与口争油、不与粮争地，有着巨大的经济和社会效益。目前对光皮树果实脂肪酸理化性质的研究较少，曾红艳、李昌珠[1q等对光皮树籽油进行了GC-MS分析，李昌珠[51等研究了利用野生光皮树油制取生物柴油的工艺.光皮树果实脂肪酸理化性质，关系到生物柴油的制取工艺与生物柴油的质量，并且能够运用到生物柴油专用原料的选择中。化学动力学是用

4、数学方程来定量描述化学反应过程的一种方法。通过对醋交换反应动力学的研究，还可以知道如何控制file,交换反应条件，以提高主反应速度，增加生物柴油的产量。可以知道，如何抑制或减慢副反应的速度，以减少原料的消耗，减轻分离操作的负担，并提高反应的产量.通过反应速度的定量研究，还可以对生物柴油的工业进行最佳设计，为最佳控制提供理论基础。国内外有采用豆油、菜子油、棕搁油和棉籽油、花生油等进行醋交换反应的动力学研究的报道〔6~101，另外，国外还有利用Mg0催化酷交换的动力学研究报道[13]，而利用甲醇钠催

5、化光皮树果实油进行醋交换反应的动力学研究尚未见有报道。本文分析了光皮树果实油的理化性质，研究了光皮树果实油间歇式酷交换反应的动力学规律。1实验材料与方法1.1实验材料光皮树果实油的制取:将来源于湖南龙山的光皮树果实晾晒干，采用冷榨法制取的光皮树果实毛油，实验用的精油经过脱胶、脱色、脱酸、干燥后获得.其余反应原料均为分析纯。分析用试剂:甲醇(色谱纯)，水(重蒸水)，其余试剂均为分析纯.1.2分析方法1.2.1理化性质的测定十六烷值测定:GB/I'386-91;运动粘度测定:GB/T265-88;闪

6、点测定:MT267--1988;水分测定:(8/r260--1977;密度测定:GB/T1884-92;灰分测定:GB/T508-91;热值测定:DL/T567.8-95;甲酷含量的测定:取混匀油样1滴加入到25ml比色管中，再加入苯:石油醚(1:1)溶解油样，:F'国家高技术研究发展计划(863)"能源植物及液体燃料利用新技术研究示范”(2001AA514090)项目资助并定容至一定体积，吸取lul进样，用气相色谱进行测定。1.2.2酷交换反应动力学研究原理与方法酷交换反应过程是通过以下三个连

7、续可逆反应完成的，每一步反应都会生成一种酷:AGAMOCH:一恶OCH2HOCH2O!rafsluefO__}CHs-000H+3CH30Hw-=';}3’.”C"2-000Ha+HOCH分}MefnolmewesterICH2-000H2HOCH2vag.怕奴eoil(#yce以通过以上的酷交换反应可以使油脂(甘油三酸酷)的分子量降至原来的1/3，粘度降低8倍，同时也提高了燃料挥发度.生产出来的生物柴油的粘度与柴油接近，十六烷值达到50左右[1101从酷交换反应的化学反应式得宏观反应速率为:‘

8、=kcA'cB6由于反应中甲醇的量大大过量，所以kcb6为常数，则方程转化为‘=k,c艾式中:气=kc君定义油脂在反应体系的转化率为:，初始浓度为CAO，在任一时刻反应体系中油去脂的浓度为CA，则有关系式:CA=CAO(l-x)，因此‘二一--dZe7-4二dICAO(1一x)]-一-dt_二dx=klIcCAn，囚此—一上ICAO(1一二)An=k2ICAO(1一x)]”式dtdtdtCAO_、.__.。‘，.dx甲’k2=气lCAO网边取对数m万二”inlcAo(1一x)]+Ink,式中:c