菜籽油制备生物柴油-南京工业大学化学实验教学中心.DOC

材料科学与工程学院 无机非金属材料系 中丹创新杯 第六届实验技能大赛 化学组 材料学院 材料0501 侯丽娟黎学润菜籽油制备生物柴油 材料学院 材料0501 侯丽娟 黎学润 目的与要求 用酯交换合成方案，得到生物柴油成品。 测定出生物柴油的不饱和价和酸价。 实验原理 1、生物柴油 生物柴油即脂肪酸甲酯，化学分子式为： RCOOCH3 主要是由植物油(米糠油、棉籽油、海甘蓝、花生油、菜籽油、大豆油、葵花籽油等)或动物脂肪为原料制成，是一种新型清洁、可再生能源，可以替代石油柴油，直接用作柴油机的燃料。 2、菜籽油 根据 Kevin .Harirngton的研究，具有直链结构，一个以上的双键，并且双键位于碳链的末端或均匀分布在碳链中的长链脂肪酸甲醋适合作为柴油的替代燃料。由于植物油流动性能较动物油为好，适合用作燃料使用。 菜籽油中含花生酸0.4-1.0%，油酸14-19%，亚油酸12-24%，芥酸31-55%，亚麻酸1-10%6:1；反应温度50℃；反应时间1.5h；催化剂用量为原料油质量的1%（参照相关文献所得）。 4、酸价 酸价指中和1 g油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数油脂酸价测定法（GB5530—85） 酚酞乙醚-乙醇（2：1）混合溶剂结晶硫代硫酸钠Na2CO3（s）,0.1mol/L碘酸钾溶液10%碘化钾溶液10mL1mol/L硫酸 纯四氯化碳1%淀粉溶液（溶于饱和氯化钠溶液中） 碘瓶（或带玻璃塞的锥形瓶），棕色、无色滴定管各1支，吸量管，量筒。- 液萃取的方法，即利用热甲醇能溶解油脂和脂肪酸,温度降低后,油脂在甲醇中的溶解度大大降低,而脂肪酸在其中的溶解度仍较大的原理进行脱酸处理。 向锥形瓶中加入100g粗菜籽油，并向其中加入适量的热甲醇，使它们均匀混合，静置，冷却后萃取，已脱去脂肪酸的油脂接入圆底烧瓶中。 （2）脱水 将（1）所得油脂在蒸馏装置中加热至105℃左右，脱水1小时，冷却至50℃。 二、反应阶段 （1）开起恒温水浴。 （2）将已处理好的菜籽油加入到反应器中预热。 (3)称取反应所需的催化剂NaOH 1.00g，溶解于30.0ml无水甲醇中(计算值为28.55ml,)，搅拌均匀，配制成甲醇-NaOH溶液。 (4)待（2）加热到50℃左右后，将配置好的甲醇-NaOH溶液迅速加入反应器中，盖紧塞子，并加以搅拌，回流反应2小时。 (5)待反应结束后，将混合物置于冰水混合物中，使温度迅速降低而使反应停止。 三、精制阶段 (1) 将反应混合物置于分液漏斗中，静置1-2小时，分层。上层为生物柴油与甲醇的混合物，下层为甘油与未反应的甘油三酸酯的混合物,甘油（密度为1.2613g/cm3）,生物柴油（密度约为0.8886 g/cm3） （2)取上层酯相，在常压下进行甲醇的蒸馏，控制蒸馏温度在65℃左右，甲醇与酯相分离,蒸馏出的甲醇可回收利用，甲醇（b.m 64.65℃,常温常压）。 （3）取步骤(2)中的蒸馏残余物，加入等体积的热石油醚进行萃取。 (4 ) 取 步 骤 (3)中的甲酯相与石油醚的混合物，加入1.5倍体积的热蒸馏水洗涤，静置分层后除去下层的水相。 注：以除去少量的催化剂、脂肪酸盐、甘油及混合物的水溶性物质和少量游离脂肪酸。 (5 )重复步骤(4)三次。 (6 ) 在步骤(5)所得混合物中加入过量无水硫酸钠，充分震荡后静置5分钟，通过过滤除去无水硫酸钠。 (7 ) 将上步所得混合液体在常压下蒸馏，控制蒸馏温度在60℃以下,并注意不要使温度上升过快，防止石油醚蒸气冲出。 （8）蒸馏结束，冷却即得产物――生物柴油。 四、产物分析 1、称重 将最后所得产物称重，算出产率。 2、酸价测定 （1）用滴定乙醚-乙醇（2：1）混合溶剂至中性取待测油品3～5g(W)于瓶中。再移取50ml左右（2：1）乙醚——乙醇混合溶液于瓶中，再分别滴加三滴酚酞指示剂。 振荡瓶，用溶液滴定至溶液变成微红色在30不消失，记下消耗的碱液毫升数（V）。滴定过程中，多作几次停止，仔细观察溶液颜色。较好的方法是：待静置20秒左右，观察下层水溶液颜色较为准确，但是，静置时间不宜过长。 判断快接近终点的方法是：当油品颜色由黄色变成浑浊的清淡黄色时，此时，以滴为单位，慢滴边判断终点。 ）结果计算 酸价（mgKOH/g油）= V×N×56.1 / W ×100 式中：V—滴定消耗的氢氧化钾溶液体积，ml; N—氢氧化钾溶液当量浓度； 56.1—氢氧化钾的毫克当量； W—试样重量，g。Hanus溴化碘溶液取12.2g碘，放入1500mL锥形瓶内，徐徐加入1000mL冰乙酸（99.5%），边加边摇，同时在水浴中加热，使碘溶解。冷却后，加溴约3mL。贮于棕色瓶中。0.1mol/L标准硫代硫酸