生物柴油的制备及抗氧化剂对其氧化稳定性与结晶特性的影响
发布时间：2021-06-11 21:31
生物柴油是一种可再生的绿色能源,其主要成分是低级醇脂肪酸酯（如甲酯或乙酯）。与化石柴油相比,生物柴油具有更加优质的燃料性能和排放污染较少等优点。本文希望通过酸式催化甲酯化的方法科学合理地利用高酸价油脂制备生物柴油,并对工艺进行优化,同时探究酸催化甲酯化过程的反应规律;然后通过Rancimat法和抗氧化动力学的方法研究不同酚类抗氧化剂对生物柴油氧化稳定性的影响,推测抗氧化剂能够使生物柴油氧化诱导期达到欧盟标准（EN14214-2014）规定（≥8h）的添加浓度;同时通过比较添加与不添加抗氧化剂的生物柴油冷滤点以及在低温下的固体脂肪含量变化趋势、结晶动力学、微观结晶形态以及结晶焓变曲线的差异来系统性地探究抗氧化剂对生物柴油结晶特性的影响。首先,我们选择高酸价混合废油（酸价为75.0±0.50 mg KOH/g）为原料,采用对甲苯磺酸为催化剂,与甲醇反应制备脂肪酸甲酯。考察反应条件对反应过程中游离脂肪酸、脂肪酸甲酯、甘一酯、甘二酯以及甘三酯含量的变化规律影响,并优化生物柴油的最佳工艺条件。研究结果表明:甲酯化反应的整体过程中对甲苯磺酸优先催化游离脂肪酸的酯化反应,待酯化即将达到平衡时则开始催...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
甲酯化制备生物柴油过程中各组分含量检测流程图
河南工业大学硕士学位论文212.2.3.3响应面分析催化剂添加量与底物质量体积比的交互作用对甲酯含量的影响如图11所示。图11催化剂添加量与醇油比对甲酯含量的影响由图11可知，最佳反应条件出现在催化剂添加量为4%-10%，醇油比为15:1-30:1的范围内。当催化剂添加量大于2%时，甲酯含量随醇油质量体积比的增加而增加。醇油摩尔比的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100），但值得注意的是，在催化剂添加量趋近于10%时，甲酯含量随底物比增加而增加的速率开始降低，此时催化剂添加量为甲酯含量的主要影响因素，这与Vicente等[70]的研究结果类似。图12催化剂添加量与反应时间对甲酯含量的影响如图12所示，最佳反应条件在催化剂添加量5%-8%，反应时间24h-36h范围内。催化剂添加量与反应时间的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100）。在不同催化剂添加量大于6%时，甲酯含量随反应时间的延长而显著增加然后保持不变。
河南工业大学硕士学位论文212.2.3.3响应面分析催化剂添加量与底物质量体积比的交互作用对甲酯含量的影响如图11所示。图11催化剂添加量与醇油比对甲酯含量的影响由图11可知，最佳反应条件出现在催化剂添加量为4%-10%，醇油比为15:1-30:1的范围内。当催化剂添加量大于2%时，甲酯含量随醇油质量体积比的增加而增加。醇油摩尔比的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100），但值得注意的是，在催化剂添加量趋近于10%时，甲酯含量随底物比增加而增加的速率开始降低，此时催化剂添加量为甲酯含量的主要影响因素，这与Vicente等[70]的研究结果类似。图12催化剂添加量与反应时间对甲酯含量的影响如图12所示，最佳反应条件在催化剂添加量5%-8%，反应时间24h-36h范围内。催化剂添加量与反应时间的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100）。在不同催化剂添加量大于6%时，甲酯含量随反应时间的延长而显著增加然后保持不变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]常规抗氧化剂在生物柴油中的抗氧化和油溶性能研究[J]. 周黎,李法社,徐文佳,张小辉,申加旭,隋猛. 太阳能学报. 2019(01)
[2]抗氧化剂与降凝剂对生物柴油性能的复合影响研究[J]. 申加旭,李法社,王华各,申逸骋,刘作文,张小辉. 中国油脂. 2018(03)
[3]液化石油气二甲醚复合燃料[J]. 李强. 海峡科技与产业. 2017(09)
[4]10种抗氧化剂在生物柴油中的抗氧化和油溶性能研究[J]. 苏成帅,李法社,李明,杨学毅,包桂蓉,王华,杜威. 中国粮油学报. 2015(05)
[5]邻苯三酚自氧化机理的量子化学研究[J]. 肖楠,朱永春,宝阿敏,高鹰,辛士刚. 计算机与应用化学. 2014(10)
[6]对甲苯磺酸/活性炭催化地沟油制备生物柴油的研究[J]. 王密密,赵炜,宰世凤,刘军露,任亚萍,赵婧. 中国油脂. 2014(10)
[7]气相色谱内标法测定油脂中脂肪酸绝对含量[J]. 刘润哲,张华,彭桦,杨稳权,何海涛. 粮油加工(电子版). 2014(08)
[8]特丁基对苯二酚对生物柴油的抗氧化性能研究[J]. 耿再新,付丽丽,蒋登高. 化学研究与应用. 2012(03)
[9]生物柴油调合对其低温流动性能的改善[J]. 吕涯,李骏,欧阳福生. 燃料化学学报. 2011(03)
[10]生物柴油的抗氧化研究进展[J]. 李雪梅,刘守庆,敖新宇,刘祥义,付惠. 生物质化学工程. 2010(04)
硕士论文
[1]棕榈油生物柴油低温结晶过程研究[D]. 张玉琦.安徽理工大学 2016
[2]生物柴油原料评价及其混合性能改善研究[D]. 郑金明.中国地质大学 2012
本文编号：3225318
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
甲酯化制备生物柴油过程中各组分含量检测流程图
河南工业大学硕士学位论文212.2.3.3响应面分析催化剂添加量与底物质量体积比的交互作用对甲酯含量的影响如图11所示。图11催化剂添加量与醇油比对甲酯含量的影响由图11可知，最佳反应条件出现在催化剂添加量为4%-10%，醇油比为15:1-30:1的范围内。当催化剂添加量大于2%时，甲酯含量随醇油质量体积比的增加而增加。醇油摩尔比的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100），但值得注意的是，在催化剂添加量趋近于10%时，甲酯含量随底物比增加而增加的速率开始降低，此时催化剂添加量为甲酯含量的主要影响因素，这与Vicente等[70]的研究结果类似。图12催化剂添加量与反应时间对甲酯含量的影响如图12所示，最佳反应条件在催化剂添加量5%-8%，反应时间24h-36h范围内。催化剂添加量与反应时间的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100）。在不同催化剂添加量大于6%时，甲酯含量随反应时间的延长而显著增加然后保持不变。
河南工业大学硕士学位论文212.2.3.3响应面分析催化剂添加量与底物质量体积比的交互作用对甲酯含量的影响如图11所示。图11催化剂添加量与醇油比对甲酯含量的影响由图11可知，最佳反应条件出现在催化剂添加量为4%-10%，醇油比为15:1-30:1的范围内。当催化剂添加量大于2%时，甲酯含量随醇油质量体积比的增加而增加。醇油摩尔比的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100），但值得注意的是，在催化剂添加量趋近于10%时，甲酯含量随底物比增加而增加的速率开始降低，此时催化剂添加量为甲酯含量的主要影响因素，这与Vicente等[70]的研究结果类似。图12催化剂添加量与反应时间对甲酯含量的影响如图12所示，最佳反应条件在催化剂添加量5%-8%，反应时间24h-36h范围内。催化剂添加量与反应时间的交互作用对甲酯含量具有显著影响（p＜0.0100）。在不同催化剂添加量大于6%时，甲酯含量随反应时间的延长而显著增加然后保持不变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]常规抗氧化剂在生物柴油中的抗氧化和油溶性能研究[J]. 周黎,李法社,徐文佳,张小辉,申加旭,隋猛. 太阳能学报. 2019(01)
[2]抗氧化剂与降凝剂对生物柴油性能的复合影响研究[J]. 申加旭,李法社,王华各,申逸骋,刘作文,张小辉. 中国油脂. 2018(03)
[3]液化石油气二甲醚复合燃料[J]. 李强. 海峡科技与产业. 2017(09)
[4]10种抗氧化剂在生物柴油中的抗氧化和油溶性能研究[J]. 苏成帅,李法社,李明,杨学毅,包桂蓉,王华,杜威. 中国粮油学报. 2015(05)
[5]邻苯三酚自氧化机理的量子化学研究[J]. 肖楠,朱永春,宝阿敏,高鹰,辛士刚. 计算机与应用化学. 2014(10)
[6]对甲苯磺酸/活性炭催化地沟油制备生物柴油的研究[J]. 王密密,赵炜,宰世凤,刘军露,任亚萍,赵婧. 中国油脂. 2014(10)
[7]气相色谱内标法测定油脂中脂肪酸绝对含量[J]. 刘润哲,张华,彭桦,杨稳权,何海涛. 粮油加工(电子版). 2014(08)
[8]特丁基对苯二酚对生物柴油的抗氧化性能研究[J]. 耿再新,付丽丽,蒋登高. 化学研究与应用. 2012(03)
[9]生物柴油调合对其低温流动性能的改善[J]. 吕涯,李骏,欧阳福生. 燃料化学学报. 2011(03)
[10]生物柴油的抗氧化研究进展[J]. 李雪梅,刘守庆,敖新宇,刘祥义,付惠. 生物质化学工程. 2010(04)
硕士论文
[1]棕榈油生物柴油低温结晶过程研究[D]. 张玉琦.安徽理工大学 2016
[2]生物柴油原料评价及其混合性能改善研究[D]. 郑金明.中国地质大学 2012
本文编号：3225318
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