生物柴油的实验研究

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1、生物柴油的实验研究实验所用的植物油是由杭州市争光树脂有限公司提供的一种高芥酸菓籽油毛油，其理化性质见表2」。表2・1菓籽油的理化性质Table2」Propertiesofrapeseedoil标油（T水分含量%酸值(mgKOH/g)皂化值(mgKOIVg)(gh/100g)FFA含啓%分子fit(fi/mol)菜籽油(M31.4184.0124.50.8914.3原料油甲酯化产物中主要FAME的相对含量见表2.2。表2.2菜籽油甲酯化产物中主要FAME的相对含最Table2.2Thecontent

2、ofmainFAMEsinthemethanolysisproductsofrapeseedoilC14%CI6%CIS%C20%C22%C24%菜籽油—3.7643.9413.2239.08■■注：CXX表示脂肪酸族链长度为XX的FAME,-代表没有或者含量很小实验所用的其它化学试剂列于表2.3。衷2.3化学试剂Table23Chemicalregents试剂规格生产厂家甲醇AR衞州巨化试剂有限公司氢氧化钾AR杭州请山化学试剂厂囁酸二氢钾AR湖州湖试化学试剂有限公司十七酸甲酯GCSigma-Al

3、dich公可正庚烷AR宜兴市第二化学试剂厂浓硫酸AR匮州巨化试剂有限公司乙二醇AR浙江杭州女林化学试剂厂石油fitAR北京长海化工厂无水乙8?AR安徽安特生物化学有限公司过碘酸钠AR汕头市光华化学厂氢氧化钠AR杭州萧山化学试剂厂甲基橙AR上海三爱思试剂公司水力空化(HC,hydrodynamiccavitation)实验装置如图2」所示，它是由管路(

4、,扬程80nu空化的发生是由安装在主管路上的空化元件一L板所引起的，生物柴油制备工艺实验采用的空化元件孔板是孔径为1mm的单孔孔板。调节支路上的阀门V3可以改变主管路中的流量，进而控制孔板上游的入口压力巴，获得不同的实验条件。通过调节旁路流量，可在孔板前管路中产生0〜800kPa的静压。循环液体的温度由换热器2控制与调节。Fig.2.1Schematicdiagramofhydrodynamiccavitationset-up1-贮槽：2-换热器；3・泵；4-空化元件孔板；5■淋度计PhP2-压力

5、表：V】，V2,V3-控制阀由于孔径、孔数以及孔的分布的不同，不同空化元件孔板会产生不同的空化效果。为了考察空化元件孔板结构对酯交换反应的影响，实验设计了6种不同结构的孔板，孔板匕孔的排列布置如图2.2所示.其几何参数见表2.4。单孔孔板：孔板1：8X00.5孔板2：2X01.0孔板3：2X02.5孔板4：5X01.5孔板5：8XCL0孔板6」4XOL5图2.2孔板平面布置图Fig.2.2Configurationoforificeplates表2.4孔板儿何参数Table2.4Flowgeome

6、tryoftheorificeplate孔板号孔数孔径d(mm)过流面积(nun2.2机械搅拌反应装畫常规的机械搅拌(MS,mechanicalstirring)反应装道如图2.3所示，搅拌器是由上海标本模型厂制造的JB50-D型增力电动搅拌机，可调转速0〜1000rpm；反应器是一个配有回流冷礙器和温度计的三口烧瓶，容积250mL；恒温水浴是由上海实验仪器厂生产的超级恒温槽*可控温度0〜95#Co)比周长a(mmu)总过流长度(mm)180.51.57&0012.56221.01.574.006

7、.28322.59.811.6015.70451.5&832.6723.5558LO6.284.0025.12641.57.072.6718.84图2.3机械窥拌反应装置图Fi&23Schematicdiagramofmechanicalstirringsetup1•铁架台：2-冷凝管：3・搅拌器；4・三口烧瓶;；5-温度计；6-水浴2.3实验原理hocii21R(COOK14HOCH1+RtCOOK1hoch2R)COOK+3KOH生物柴油的合成主要是甘油三酯与甲醇在催化剂（本文采用KOH）的作

8、用卜RiCOOCHoIhoch2R1COOCH3KOH1RrCOOCH4HOCH+RcCoomR3COOCH21HO€H2R3COOCHj副反应一皂化反应方程式为：进行酣交换反应.生成长链脂肪酸甲酯・主反应方程式如下:RjCOOCH.IRoCOOCHIR3COOCH2水力空化发生时.液体局部的低压区产生大虽空化泡，空化汽泡在随流体进一步流动的过程中，流道扩大，液体压力上升，空化汽泡在周田的压力作用F,体枳急剧缩小直至溃灭，在其溃灭瞬间汽泡中心会产生高温和高压。空化泡瞬间绝热溃灭所产