【正文】 試驗(yàn) .................................................................................................... 16 反應(yīng)溫度的影響 ......................................................................................................... 17 反應(yīng)時(shí)間的影響 ......................................................................................................... 18 KOH的用量的影響 .................................................................................................... 18 甲醇的用量的影響 ..................................................................................................... 19 結(jié) 論 ............................................................................................................. 21 致 謝 .................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... 22 I 地溝油制備生物柴油的工藝研究 摘要 ： 本實(shí)驗(yàn)利用地溝油為原料制備生物柴油，因?yàn)樗嶂凳且粋€(gè)急需控制的因素，所以，采用兩步法工藝，先通過預(yù)酯化把地溝油酸值降低，再進(jìn)行酯交換制備生 物柴油，通過試驗(yàn)優(yōu)化得到地溝油制備生物柴油的的最佳工藝條件。 關(guān)鍵詞 ： 地溝油；預(yù)酯化；酯交換；生物柴油 II Study on precess of preparation of biodiesel from waste oils Abstract:This experiment used cooking oil as raw material to the preparation of biodiesel, because the acid value is a need to control factors, therefore, the twostep process, through esterification reduce the gutter oleic acid value first, then the ester exchange of biodiesel preparation, cooking oil is obtained by experiment to optimize the best process conditions of preparation of biodiesel. The technics of biodiesel preparation with waste oil is influencing factors of acid value with the dosage of the catalyst, methanol dosage, reaction temperature, reaction time,The reaction conditions are optimized by orthogonal is proved that the best conditions for esterification are 2% of SiO2 as catalyst ,16% of methanol,70℃ of reaction temperature and reacting for 4 hours,Measured the acid value of mgKOH/ factors affecting the yield of biodiesel with methanol dosage, the amount of KOH, reaction temperature, reaction time,The optimum reacting conditions obtained for tranesterification are 20% of methanol,1% of KOH do sage,70℃ of reaction temperature and reacting for 2 hours,Biodiesel yield reached 85%. Key words: waste oil。trans0esterification。專家估計(jì)， 2050年世界石油資源將枯竭。隨著石油資源的日漸枯竭和環(huán)境污染的加重，選擇清潔可再生能源已成為當(dāng)前能源研究的重點(diǎn)，生物柴油是近年來引人關(guān)注的一種綠色油品，它是利用動(dòng)植物油脂作為原料經(jīng)脂交換反應(yīng)后制成，產(chǎn)品可供內(nèi)燃機(jī)使用，排放物中有害氣體少，是一 種優(yōu)質(zhì)礦物柴油代用品，其對(duì)環(huán)境的友好性及可再生性，已經(jīng)得到世界廣泛關(guān)注 [1]。利用廢棄地溝油制備生物柴油成為近年來的研究熱點(diǎn)，不但可以緩解能源危機(jī)、環(huán)境污染等社會(huì)問題，而且 可以使原料成本大大降低，價(jià)格更有競(jìng)爭(zhēng)力 [2] ， 還提供了廢棄食用油脂的合理化利用方式、為防止廢棄食用油脂再次返回餐桌提供幫助，具有良好的發(fā)展前景。 20xx年，煤炭保有資源量為 10345億噸，探明剩余可采儲(chǔ)量約占全世界的 13%，列世界第三位。能源資源賦存不均衡，開發(fā)難度較大，已探明石油、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源儲(chǔ)量嚴(yán)重不足。再加上能源利用技術(shù)落后，利用低下，在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的條件下，我國能源的消耗速度比其他國家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴(yán)重。 我國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國家，一次性能源生產(chǎn)和消費(fèi) 65%左右為煤炭，大量使用煤炭，使 66%的中國城市大氣中顆粒物含量以及 22%的城市空氣二氧化硫含量超過國家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源需求量的持續(xù)增長(zhǎng)，化石燃料燃燒所產(chǎn)生的溫室氣體排放給環(huán)境造成了越來越沉重的壓力。 化石能源與原料鏈條的中斷，必將導(dǎo)致世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)和沖突的加劇，最終葬送現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。這種軍事沖突，今后還將更猛烈、更頻繁；在國內(nèi)，也可能出現(xiàn)由于能源基地工人下崗而引發(fā)的許多新的矛盾和沖突。目前，世界各國都力推可再生能源，中國更應(yīng)該把握住發(fā)展可再生能源的時(shí)代走向，爭(zhēng)取在可再生能源開發(fā)利用上走在世界前列，緩解日益加重的能源危機(jī)與環(huán)境壓力。因此，開發(fā)新能源成為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的不二選擇，而 能以液態(tài)方式替代化石能源的，又非生物能源莫屬。地溝油是一個(gè)泛指的概念，是人們?cè)谏钪袑?duì)于各類劣質(zhì)油的統(tǒng)稱。 據(jù)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)，北京市內(nèi)的飯館一天就可 以產(chǎn)生廢油脂 20噸 (年產(chǎn) 7000多噸 )；南京市現(xiàn)有飲食、食品加工和屠宰企業(yè) 1萬多家，每天排放數(shù)百噸污水，其中一年產(chǎn)生近 5000噸廢油脂；深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)按目前餐飲業(yè)營業(yè)狀況、隔油池使用情況以及收集能力，估算每年的廢油脂收集量為 3000多噸 [4]。在我國目前各個(gè)城市里，到處可見地溝油。 地溝油的危害 地溝油成分復(fù)雜，富含有機(jī)物。且地溝油生物降解性很慢，易造成地表水污染，地溝油如果直接排入下水道 (溝 )，流進(jìn)河流、湖塘，每公斤廢棄油脂將會(huì)造成 15000平方米水面的污染，形成大面積的水質(zhì)富營養(yǎng)化，易造成赤潮現(xiàn)象等，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。更有甚者，社會(huì)上的一些不法分子在飲食服務(wù)業(yè)的隔油污水池中回收骯臟、腐敗不堪的廢油脂進(jìn)行非法提煉，直接或者混合部分食用油甚至礦物油后，流入到食用油銷售市場(chǎng) 以牟取暴利。中國每年排放的地溝油數(shù)量在 100萬噸以上，大多都直接排放，給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，同時(shí)也嚴(yán)重浪費(fèi)資源。 地溝油的處理現(xiàn)狀 面對(duì)每天產(chǎn)生的大量廢棄植物油，世界各國現(xiàn)在還沒有一個(gè)統(tǒng)一的處理方案和方法， 4 目前使用較多的處理方法是將植物油 (約占總量的 20％ )作為制作肥皂、肥料以及一些小型油酸廠的原料再利用 [8]。 地溝油制備生物柴油的方法 生物柴油也稱生化柴油，它是由可再生的動(dòng)、植物油脂與甲醇 (或乙醇 )經(jīng)酯交換反應(yīng)而得到的長(zhǎng)鏈脂肪酸甲 (乙 )酯，是一種可以替代普通 (石化 )柴油的可再生的清潔燃料。生物柴油的主要優(yōu)點(diǎn)是：生物可降解、屬可再生資源、無毒、廢氣排放量小等，屬環(huán)境友好型燃料，已得到世界廣泛關(guān)注 [11]。 目前，生物柴油制備方法主要有直接混合法、微乳化法、高溫裂解法和酯交換法。高溫裂解法過程簡(jiǎn)單，沒有污染物產(chǎn)生，缺點(diǎn)是在高溫下進(jìn)行，需催化劑，裂解設(shè)備昂貴，反應(yīng)程度難控制，且高溫裂解法主要產(chǎn)品是生物汽油，生物柴油產(chǎn)量不高。在酯交換反應(yīng) 中，油料主要成分三甘油酯與各種短鏈醇主要是甲 醇 在催化劑作用下發(fā)生酯交換反應(yīng)得到脂肪酸甲酯和甘油。酯交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，過量的醇可使平衡向生成產(chǎn)物的方向移動(dòng)，所以醇的實(shí)際用量遠(yuǎn)大于其化學(xué)計(jì)量比。它可加快反應(yīng)速率以提高產(chǎn)率。 地溝油堿催化法制生物柴油 李積華、 劉成梅等在實(shí)驗(yàn)室中通過 NaOH催化反應(yīng)制備生物柴油。較好的工藝條件是：醇 —油摩爾比 6:1，催化劑（ NaOH）濃度為原料油重的 1％，反應(yīng)溫度 65℃ ，反應(yīng)時(shí)間 45分鐘。實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品基本滿足美國生物柴油標(biāo)準(zhǔn)和我國輕柴油標(biāo)準(zhǔn)。 王延耀 [13]研究，廢油脂用堿做催化劑酯交換反應(yīng)，油醇摩爾比 1:，催化劑濃度 ％，反應(yīng)時(shí)間 24min，產(chǎn)率達(dá)到 ％。 Barnhorst[15]等人合成生物柴油時(shí)，所使用的催化劑甲醇鹽 (如甲醇鈉、甲醇鉀等 )分兩次加入，初始加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)％的甲醇鹽， 45min后再補(bǔ)加 ％，收率 ％以上。堿催化法采用的催化劑一般為 NaOH、 KOH、NaOMe、 KOMe、有機(jī)胺等。堿金屬氫氧化物中， KOH比 NaOH具有更高的活性。在反應(yīng)過程中，游離脂肪酸會(huì)與堿發(fā)生皂化反應(yīng)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，所含水分則能引起酯水解，進(jìn)而發(fā)生皂化反應(yīng)，同時(shí)它也能減弱催化劑活性，結(jié)果會(huì)使甘油相和甲酯相變得難以分離，從而使反應(yīng)后處理過程變得繁雜。對(duì)酸值高 的原料工業(yè)上一般要先進(jìn)行脫水、脫酸處理，或預(yù)酯化處理，然后分別以酸和堿催化劑分兩步完成反應(yīng)，顯然工藝復(fù)雜，增加了成本和能量消耗。上層為脂肪酸甲酯，下層為反應(yīng)