【摘要】： 生物柴油是一種環(huán)境友好型可再生能源,優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品。它具有可再生、可生物降解、無毒、不含硫和芳香烴、燃燒排放物中致癌物和粉塵較少等優(yōu)點,已成為全球可再生能源領(lǐng)域的研發(fā)熱點。生物柴油作為環(huán)境友好型和可再生能源受到越來越多的關(guān)注,但產(chǎn)業(yè)化的瓶頸是原料問題。原料成本占生物柴油生產(chǎn)總成本的60～75%,所以植物油尤其是非食用油倍受關(guān)注。 烏桕(Sapium sebiferum(L.)Roxb.)是非食用油,并且可以生長在荒地,屬于我國四大木本油料作物,具有含油量高的特點(出油率高達40%)。大力種植烏桕油料作物,發(fā)展成為生物能源供應(yīng)地,可以增加農(nóng)民收入,提高農(nóng)民生活水平,又能帶動農(nóng)村及周邊地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展。 本論文分別采用物理(蒸汽脫白)和化學(溶劑浸出)方法進行油脂脫蠟,得到純凈的梓油,并對其理化指標進行了測定。采用固體堿催化法制備生物柴油,著眼于篩選出適合于制備生物柴油的開發(fā)廉價、制備簡單、高活性、活性持久、易再生、制備過程環(huán)保、易與產(chǎn)物分離的環(huán)境友好型固體堿催化劑。通過X-射線光譜元素分析法、熱重分析法、紅外光譜法和X-射線粉末衍射法對催化劑進行表征分析和機理研究,確定催化劑產(chǎn)生活性位的分解溫度、產(chǎn)生催化劑表面活性位點基團及催化效果間的關(guān)系。將海泡石固體堿催化劑應(yīng)用于烏桕梓油制備生物柴油,并對其性能及成分進行測定和分析。利用統(tǒng)計軟件(響應(yīng)曲面)對生物柴油制備工藝進行優(yōu)化,以求獲得最佳的生物柴油制備條件,降低生物柴油的制備成本。 1.本論文通過分析對烏桕梓油理化指標(酸價、碘價、皂化值)進行了測定,并采用GC/MS對其脂肪酸組成進行了測定分析,結(jié)果表明烏桕梓油主要含有六種脂肪酸。 2.利用X-射線光譜元素分析法、熱重分析法、紅外光譜法和X-射線粉末衍射法對該催化劑進行表征分析和機理研究,確定催化劑產(chǎn)生活性位的分解溫度、產(chǎn)生催化劑表面活性位點基團及催化效果間的關(guān)系。通過表征手段推斷出催化劑活性位產(chǎn)生的原因可能是:甲醇吸附于CaO表面上而形成親核基團(CH_3O~-),而后攻擊酯鍵上的碳原子:另外,CaO吸附原料、空氣中的水而形成的OH也是反應(yīng)途徑之一: 3.采用中心組合設(shè)計固體堿催化烏桕梓油制備生物柴油實驗,利用統(tǒng)計軟件Design-Expert優(yōu)化實驗得到數(shù)學模型為: Y=97.47-0.78X_1+0.62X_2-0.35X_3-1.03X_4-0.94X_1~2-6.05X_2~2-1.68X_3~2-0.86X_4~2+ 0.035X_1X_2+0.0025X_1X_3-0.45X_1X_4-1.39X_2X_3+0.75X_2X_4-0.34X_3X_4 最優(yōu)工藝條件:反應(yīng)時間(165.04 min)、反應(yīng)溫度(65.26℃)、催化劑用量(9.87%(w/w))和醇油摩爾比15.53:1。在此條件下,理論的脂肪酸甲酯含量為97.86%。通過驗證實驗得出脂肪酸實際含量為97.86±0.34%。經(jīng)過實驗值與模型值對比,平均誤差為±0.34%。因此,采用中心組合設(shè)計優(yōu)化得到的最佳生物柴油合成工藝條件是準確可靠的,得到的最優(yōu)數(shù)學模型的擬合度好。 4.為了評價烏桕梓油生物柴油質(zhì)量,對酸值、粘度、十六烷值和冷凝點進行了測定并與我國0~#柴油進行了對比。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2734503