改性CaO催化无甘油法制备生物柴油

发布时间：2019-11-25 12:23

【摘要】：本文建立了氧化钙催化菜籽油-碳酸二甲酯,甲醇三组分双酯交换法同步制备生物柴油和碳酸甘油酯新体系,对该体系的反应条件进行优化实验结果显示:在催化剂用量15%(油重)、油/醋/醇摩尔比1:1:8、反应温度65°C 反应8 h的条件下,生物柴油产率可达到92.3%。为了提高氧化钙的催化效率及抗吸湿性,懫用化学键合法对氧化钙表面进行改性,根据生物柴油产率筛选出适宜改性剂。(1)以三氯丁基硅烷和三氯十八烷基硅烷为改性剂,采用键合法对市售氧化钙进行表面改性,以此为催化剂,催化菜籽油-碳酸二甲酯-甲醇酯交换反应,实验结果表明:采用0.1%三氯十八烷基硅烷甲醇溶液改性的氧化钙为催化剂,在催化剂用量15%、醇/酯/油摩尔比1:1:8、反应温度65°C 反应时间6h条件下,生物柴油产率可达95.4%,比相同条件下未改性氧化钙的反应时间缩短2 h;(2)以芳香类为改性剂,改性氧化钙具有良好的抗吸湿能力,在相同条件下,其饱和水蒸气氛中的吸湿率较未改性氧化钙低近60%。但其催化制备生物柴油的性能较未改性氧化钙的反而有所下降;(3)以酯基类为改性剂,改性氧化钙具有较好的抗吸湿能力。结果表明,采用0.01%溴乙酸乙酯甲醇溶液改性的氧化钙为催化剂,在催化剂用量15%、醇/酯/油摩尔比1:1:8、反应温度65°C 反应时间6 h下,生物柴油产率可达98.8%,比相同条件下未改性氧化钙的生物柴油产率提高7.4%,时间缩短2 h (4)采用浸渍法制备氧化钙复合固体碱催化菜籽油-甲醇-碳酸二甲酯制备生物柴油,根据生物柴油的产率筛选出最佳的负载物为KOH和Na Cl 在油/酯/醇摩尔比1:1:8和反应温度为65°C的条件下:以氧化钙负载KOH为催化剂,反应2 h时,生物柴油产率可达到94.8%;以氧化钙负载Na Cl为催化剂,反应1 h时,生物柴油产率可达到97.1%,比相同条件下未负载氧化钙的反应时间缩短6h
【图文】：

生物柴油,气相色谱图,甲醇

图 2-1 生物柴油气相色谱图CaO 催化制备生物柴油最佳反应条件的确定油/酯/醇摩尔比对生物柴油产率的影响甲醇用量对反应体系的影响的用量对反应产率有一定的影响，实验以 15%（以油质量计）的 CaO 为催化为回流温度的条件下，考察了油/酯/醇比为 1:1:2，1:1:4，1:1:6，，1:1:8，1:1生物柴油的产率，结果如图 2-2 所示。从图上可以看出，在油/酯/醇摩尔比为 8 h，产率达到 92.3%，随着甲醇初始浓度的提高，生物柴油的产率迅速提，当甲醇浓度继续增加，甲醇的浓度对正反应的推动已经很小。这是因为生物柴油的双酯化反应中会产生副产物甲醇，增加甲醇的浓度可导致反应向进行，从而使反应速度稍微减慢，使生物柴油产率降低；甲醇有一个极作为乳化剂，使产物难以分离。

照片,氧化钙,硅烷改性,十八烷基

7 是改性前后氧化钙的 SEM 照片。由图 3-7 可见，改性前后氧化钙颗粒度差别较大。改性前氧化钙表面由于经过高温焙烧而主要以球状聚集状态出化钙颗粒分散程度明显变好，且呈现鳞片状。由此，表面改性能够极大地粒的分散状况。（a）（b）
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE667

【参考文献】