【摘要】：生物柴油作為綠色可再生能源,具有生物可降解、燃燒污染物少等特點(diǎn),作為石化柴油的替代品而備受世界各國(guó)關(guān)注。但是生產(chǎn)原料制約著其發(fā)展,尤其我國(guó)的國(guó)情不允許使用食用油作為原料,于是尋求一種價(jià)格低廉、可用于工業(yè)化生產(chǎn)的非食用油或草(木)本油料極其重要。花椒籽是花椒的副產(chǎn)物,含油量為27～31%,來(lái)源廣泛,但應(yīng)用很少。因而以花椒籽油為原料制備生物柴油,既增加了花椒籽的利用率,又可緩解石化燃料短缺的危機(jī)。由于花椒籽油的酸值較高,需要進(jìn)行預(yù)酯化降酸處理。常用于酯化反應(yīng)的酸性均相催化劑,存在著腐蝕設(shè)備、不能重復(fù)使用等問(wèn)題。因此,設(shè)計(jì)價(jià)格低廉、活性好、可以重復(fù)使用的多相催化劑成為目前研究的熱點(diǎn)。本論文以甘油為碳源,通過(guò)炭化-磺化法制備了炭基固體酸催化劑,并將其應(yīng)用于催化花椒籽油和甲醇的酯化反應(yīng)。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了醇油摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)酯化反應(yīng)的影響,并采用正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件。結(jié)果表明：該催化劑具有良好的催化活性,在醇油摩爾比40：1,催化劑用量為油重的10.0%,反應(yīng)溫度75℃,反應(yīng)時(shí)間3.5 h的條件下,油的酸值由73.75 mgKOH/g降為1.63 mgKOH/g,滿足下一步酯交換反應(yīng)的條件。在此基礎(chǔ)上以花椒籽油為碳源制備了炭基固體酸催化劑,并將其用于催化花椒籽油的酯化反應(yīng)。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了醇油摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)酯化反應(yīng)的影響,并由正交試驗(yàn)確定酯化反應(yīng)的最佳工藝條件。結(jié)果表明：該催化劑具有較高的活性,在醇油摩爾比30：1,催化劑用量為油重的12.0%,反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時(shí)間4.5 h的條件下,花椒籽油的酸值降到1.76 mgKOH/g,滿足后期酯交換反應(yīng)條件。以炭化花椒籽油制備的炭基固體酸為催化劑,研究了一步法同時(shí)酯化和酯交換反應(yīng)制備生物柴油。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)醇油摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素進(jìn)行考察,并由正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件。結(jié)果表明：在醇油摩爾比30：1,催化劑用量為油重的8.0%,反應(yīng)溫度為160℃,反應(yīng)時(shí)間3.0 h的條件下,生物柴油的產(chǎn)率達(dá)到96.30%。對(duì)一步法制備生物柴油進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn),將得到的生物柴油采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定,評(píng)價(jià)其質(zhì)量。結(jié)果表明其主要的理化性質(zhì)指標(biāo)滿足柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油(BD100)(GB/T 20828-2015)的標(biāo)準(zhǔn)。
【圖文】：

確了邋２０２２年之前每年的可再生燃料的使用量，并要求２０２２年可再生燃料的消費(fèi)總量逡逑從２００８年的８０億加侖提高到３６０億加侖Ｐ２１。從２００１至２０１４年美國(guó)生物柴油的生產(chǎn)情逡逑況（圖１－５）可看出，其生物柴油的產(chǎn)量從２００５年Ｗ后逐年增加２０１３年美國(guó)生逡逑物柴油的年產(chǎn)量為３０８萬(wàn)噸，居世界第一位Ｗ。２０１５年１１月，ＥＰＡ發(fā)布了《關(guān)于美國(guó)逡逑２０１４？２０１６年可再生燃料使用標(biāo)準(zhǔn)（ＲＦＳ）及２０１４－２０１７生物柴油使用標(biāo)準(zhǔn)的最終規(guī)逡逑定》，《最終規(guī)定》稱２０１５年生物柴油混合標(biāo)準(zhǔn)是１７．３億加侖，２０１６年標(biāo)準(zhǔn)增至１９逡逑億加侖，２０１７年為２０億加侖；另外，對(duì)于整體生物燃料，２０１６年的使用標(biāo)準(zhǔn)為１８１．１逡逑億加侖Ｐ２；。另?yè)?jù)《中文油世界》稱，美國(guó)延長(zhǎng)了對(duì)混調(diào)商１美元／加侖補(bǔ)貼政策，使得逡逑其生物柴油進(jìn)口量有望增長(zhǎng)。逡逑３５０００邋－｜逡逑網(wǎng)逡逑３００００邋－邐Ｚ邋＾逡逑ｙ邋／／逡逑／／／／／／逡逑２５０００邋－邐＾NB逡逑二邐Ｍ逡逑每邋２００００邋－邐今今邋／／邋／／逡逑＾１。。。。－邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋１１１１逡逑５。。。－邐Ｉ邋Ｉ邋１１１１逡逑２００１邋２００２邋２０的邋２００４邋２如５邋２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４逡逑年度逡逑圖１－５邋２００１－２０１４年美國(guó)生物柴油年度產(chǎn)量逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｔｈｅ邋Ａｍｅｒｉｃａｎ邋ａｎｎｕａｌ邋ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｉｎ邋２００１－２０１４逡逑（３）己西生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀逡逑己西是世界上第二大生物柴油生產(chǎn)國(guó)

確了邋２０２２年之前每年的可再生燃料的使用量，并要求２０２２年可再生燃料的消費(fèi)總量逡逑從２００８年的８０億加侖提高到３６０億加侖Ｐ２１。從２００１至２０１４年美國(guó)生物柴油的生產(chǎn)情逡逑況（圖１－５）可看出，其生物柴油的產(chǎn)量從２００５年Ｗ后逐年增加２０１３年美國(guó)生逡逑物柴油的年產(chǎn)量為３０８萬(wàn)噸，居世界第一位Ｗ。２０１５年１１月，ＥＰＡ發(fā)布了《關(guān)于美國(guó)逡逑２０１４？２０１６年可再生燃料使用標(biāo)準(zhǔn)（ＲＦＳ）及２０１４－２０１７生物柴油使用標(biāo)準(zhǔn)的最終規(guī)逡逑定》，《最終規(guī)定》稱２０１５年生物柴油混合標(biāo)準(zhǔn)是１７．３億加侖，２０１６年標(biāo)準(zhǔn)增至１９逡逑億加侖，，２０１７年為２０億加侖；另外，對(duì)于整體生物燃料，２０１６年的使用標(biāo)準(zhǔn)為１８１．１逡逑億加侖Ｐ２；。另?yè)?jù)《中文油世界》稱，美國(guó)延長(zhǎng)了對(duì)混調(diào)商１美元／加侖補(bǔ)貼政策，使得逡逑其生物柴油進(jìn)口量有望增長(zhǎng)。逡逑３５０００邋－｜逡逑網(wǎng)逡逑３００００邋－邐Ｚ邋＾逡逑ｙ邋／／逡逑／／／／／／逡逑２５０００邋－邐＾NB逡逑二邐Ｍ逡逑每邋２００００邋－邐今今邋／／邋／／逡逑＾１。。。。－邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋１１１１逡逑５。。。－邐Ｉ邋Ｉ邋１１１１逡逑２００１邋２００２邋２０的邋２００４邋２如５邋２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４逡逑年度逡逑圖１－５邋２００１－２０１４年美國(guó)生物柴油年度產(chǎn)量逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｔｈｅ邋Ａｍｅｒｉｃａｎ邋ａｎｎｕａｌ邋ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｉｎ邋２００１－２０１４逡逑（３）己西生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀逡逑己西是世界上第二大生物柴油生產(chǎn)國(guó)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE667

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本文編號(hào)：2687080