乙醇与餐饮废油制备生物柴油的工艺研究.pdfVIP

第37卷 ，第2期 安 徽 化 工 Vo1．37·No．2 39 2011年 4月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY ADr．2011 乙醇与餐饮废油制备生物柴油的工艺研究 王 坡 ．汪向阳 (安徽省化工设计院工艺室，安徽 合肥 230009) 摘要：以餐饮废油和乙醇为原料，以氢氧化钾为催化剂，采用酯交换法制备生物柴油。考查了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和温度对原 料转化率的影响。正交试验结果表明，餐饮废油与乙醇酯交换反应的最佳反应条件为：醇油摩尔比12：1，催化剂用量 1．25％，反应温度 78℃，反应时间1．5h。在此反应条件下，餐饮废油转化率达65．12％；在此基础上引入四氢呋喃作助溶剂，转化率可提高至86％～90％。 关键词 ：生物柴油 ；酯交换反应 ；餐饮废油；乙醇 ；助溶剂 doi：10．3969／j．issn．1008—553X．2011．02．012 中图分类号：TK6 文献标识码 ：A 文章编号：1008—553x(2011)02—0039—05 1引言 佳反应参数，并对乙酯生物柴油的性质进行了初步评定。 生物柴油通常是指脂肪酸低碳醇酯 ，即以可再生的 2 实验部分 动植物油脂为原料，在催化剂的作用下与低碳醇发生酯 2．1原料与试剂 交换反应而生成的混合脂肪酸低碳醇酯的总称l11。与石 餐饮废油由合肥市某饭店提供，颜色较深，有微臭。 化柴油相比，生物柴油具有可再生、易降解 、无毒、含硫 95％乙醇、无水乙醇、氢氧化钾、盐酸和高碘酸钾从 量低和废气中有害物质排放量小等优点[21，其既可以作 市场购买，均为分析纯。 为石化柴油的替代燃料，也可以用作石化柴油燃料的添 2-2实验方法 加剂3【】。由于以动植物油脂为原料制备生物柴油的原料 2．2．1餐饮废油的预处理 成本偏高 ]，近年来人们尝试 以各种不同的油料来制备 将餐饮废油加热至 100～105~C，脱水 ，直至没有气 生物柴油 ，大多数研究表明：以餐饮废油 (WasteCooking 泡 冒出；过滤废油，去除悬浮的颗粒杂质。用 95％乙醇和 Oil，简称WCO)为原料制备生物柴油 ，不仅 降低 了生物 废弃油脂按体积比1：2混合，搅拌使之混合均匀，静置 柴油的原料成本，而且使餐饮废油得到了综合利用，解 分层后取底层液，重复操作 2～3次，即可得到低酸值的 决了餐饮废油环境污染和安全卫生问题。 餐饮废油。 目前，国内外学者对餐饮废油与甲醇制备生物柴油 经预处理的餐饮废油性质见表 1。由表 1可见，预 进行了大量的研究 I，但 以乙醇和餐饮废油制备生物柴 处理后的酸值和水分已经达到碱催化酯交换对原料的 油的文献未见报道。乙醇与甲醇相比，具有可再生性 、无 要求fl1]。按公式(1)计算相对分子量 ： 毒、挥发与腐蚀性相对较小、不依赖石化资源等优点嘲；相 相对分子量 = (1) 比于甲酯生物柴油，乙酯生物柴油具有更好的生物降解 能力，而且燃烧后NO及 CO排放量较低㈣。本文利用餐 经计算，餐饮废油的相对分子量为 836．4g／mol，每次 饮废油和乙醇作为原料，以KOH为催化剂，通过酯交换 反应取餐饮废油 83．64g，乙醇和 KOH的用量 以此为标 反应制备生物柴油，通过正交试验优化试验条件 ，探讨最 准计算 。 表 1预处理后 的餐饮废油性质 收稿 日期 ：2011-02—12 作者简介 ：王坡 (1970一)，男 ，工程师 ，从事化学工程设计工作 wangpo@ahshgs