生物柴油的制备及尿素包合法分离其中棕榈酸甲酯的研究.pdfVIP

摘 要 生物柴油是一种可替代石油的清洁燃料，是绿色能源。棕榈酸甲酯是生物柴 油中的主要组分，是重要的有机化工原料。尿素包合法是分离、提纯或高富集脂 肪族化合物的一种手段。利用尿素包合法可以把生物柴油里的饱和脂肪酸甲酯和 不饱和脂肪酸甲酯分离开来，有利于对生物柴油进行深加工，提高其经济价值。 本文介绍了生物柴油的发展现状，主要研究了它的制备方法，以及各国对生物柴 油制定的一些标准。寻求了几种分离生物柴油中混合脂肪酸甲酯的方法，分析了 各种方法的优缺点，最后选定尿素包合法分离生物柴油中的棕榈酸甲酯。叙述了 尿素包合法分离脂肪酸甲酯的基本原理以及详细的工艺流程，总结了尿素包合法 分离生物柴油中的混合脂肪酸甲酯的发展趋势。 以菜籽油为原料，甲醇为溶剂，氢氧化钠作为催化剂，采用酯交换法制备生 物柴油。分析了酯交换反应的机理，叙述了实验的工艺流程。分别采用单因素实 验以及正交实验设计考察了反应温度、反应时间、催化剂用量以及甲醇与菜籽油 物质的量比对菜籽油转化率和生物柴油收率的影响。最佳工艺条件为：催化剂用 量为0.8% （催化剂占原料油质量分数），甲醇与原料油物质的量比为6.5 ∶1， 反应温度为50℃，反应时间为60min 。在此优化条件下进行反应，原料菜籽油的 转化率达到了94%，生物柴油的收率高达95% 。生产出来的生物柴油产品的各 项指标均达到我国0#柴油标准，并且接近美国ASTM 生物柴油标准。采用尿素 包合法分离生物柴油中棕榈酸甲酯，考察降温速率、冷却搅拌速率、回流时间、 反应温度、尿素的用量、溶剂种类和溶剂的用量、反应时间等因素对分离效果的 影响，确定最佳工艺条件。最佳工艺条件为：生物柴油质量为30g 时，梯度降温 速率为7℃/h 、冷却搅拌速率为300r/min、回流时间为10min、反应温度为60℃、 尿素用量为70g、溶剂甲醇用量为170mL、反应时间为2.5h 。本文还用气相色谱 法分析了尿素包合前后生物柴油的组分并用峰面积归一化法计算了其组分含量。 关键词：尿素包合法；生物柴油；棕榈酸甲酯；分离；气相色谱 ABSTRACT As a kind of clean energy, biodiesel could be used to replace petroleum. Methylhexadecanoate is the main component in biodiesel, and is also an important organic chemical raw material. Urea adduction process is a way for the separation, purification, or high-enrichment of aliphatic compound. Saturated- and insaturated- fatty acid methacrylate in biodiesel can be separated by urea adduction process, and it is good for the deep process and increasing economic value of biodiesel. Development status of biodiesel was introduced. Preparation methods of biodiesel as well as the standards developed by global countries were mainly studied. Some preparation methods for the separation of mixture fatty acid methacrylate in biodiesel were discussed, and advantages and disadvantages of these methods were