固体碱K2CO3γ-Al2O3催化棉籽油酯交换法制备生物柴油.pdf

· 22 · 祁淑芳等 固体碱 KCO，7／一A1：O催化棉籽油酯交换法制备生物柴油 研究与开发 固体碱 K2CO3／7一A12O3催化棉籽油酯 交换法制备生物柴油 祁淑芳 ， 李 越 高会元 (1．河北联合大学化学工程学院，河北 唐山 063009； 2．巴音郭楞职业技术学院石油化工学院，新疆 库尔勒 841000) 摘要 研究了适合新疆地 区棉籽油制备生物柴油的工艺条件和检测产物的方法，采用单因 素和正交实验优化 了棉籽油制备生物柴油的反应条件 。结果表 明，确定优化反应条件为： 醇油摩尔比7：l，碳酸钾 的用量为 1．0％．反应温度 60℃，反应时间2h。在此条件下，产率 可达 96．7％。该研究结果对棉籽油转化生物柴油的应用具有实际意义。 关键词 生物柴油 ；棉籽油 ；固体碱催化剂 ：正交实验 中图分类号TQ644．2。TQ517．2 文献标识码 A DOI10．3969／j．issn．1006—6829．2015．01．006 近年来 ，随着能源需求与环境 问题 日益突出，迫 子分析天平 ，可调 电热炉 ，DHG一9101—2SA型电热 使人们寻找一些可再生 、环境友好型的清洁能源Ⅲ。 干燥器 ，RE一50B型旋转蒸发仪 ，其他常规玻璃仪器。 生物柴油与石化柴油有着相似的燃烧与动力特征 ， 试剂 ：无水 甲醇 ，石油醚 ，碳酸钾 (KCO，)，氧化 且对环境污染小 ，逐渐成为人们研究开发 的热点 。 铝 (y—A1O)，无水硫酸镁 ，分析纯 ；棉籽油 ，食用级。 生物柴油的原料油主要有大豆油、菜籽油 、花生油和 1．2 催化剂的制备 棉籽油等4[1。我国是世界上主要棉花生产 国之一 ，每 以水作浸渍液 ，将固体碱 KCO按一定比例的 年的棉籽产量达 8．50Mt多。开发棉籽油为原料 的 负载率 (固体碱 占氧化物 的质量分数 ，下同)与 — 生物柴油具有现实意义[51。 A1O，混合 ，搅拌均匀后置于烘箱 中加热一定时间， 生物柴油的制备方法有直接混合法 、微乳液法、 然后在马弗炉中高温焙烧数小时。焙烧完成后取出 高温裂解法和酯交换法等同。目前在工业上应用最 即得纳米催化剂 Kcoj~,一AI0，，将其放人干燥器 中 广泛 的是酯交换法 ．但该法使用碱性催化剂对设备 保存备用。 具有腐蚀性，有悖于环境友好清洁生产要求 。固体碱 对实验用甲醇进行蒸馏处理 ，确保无水条件 ，普 催化剂与液体碱相比较具有催化活性高、反应选择 通食用棉籽油在 120oC下干燥 8h。按照 GB厂I1 性好 、环境污染小、无腐蚀、可循环使用等优势 ，具有 5534-- 1995和 GB厂r553O一 1998规定 的方法 测得 很好的应用前景 1。本研究采用食用棉籽油 、甲醇 皂化值和酸值分别为 195．5mg／g和 O．12mg，g Ol。 为原料 ，以固体碱 Kcody—A1：0，为催化剂制备生物 1．3 生物柴油的合成 柴油 ，并以正交实验 的方法研究了温度 、催化剂用 将 100mL棉籽油加入 250mL的三 口烧瓶 中， 量 、醇油摩尔 比、反应时间对棉籽油转化率的影响。