麻疯籽油醇解反应甲酯转化率的气相色谱测定

对用气相色谱法测定中性麻疯籽油与甲醇醇解反应生成甲酯的转化率进行了探讨,提出用峰面积归一化定量比较法测定甲酯转化率,并用内标法进行验证。结果表明:峰面积归一化定量比较法不需内标物就可以用于测定甲酯转化率。在试验条件稳定的情况下,该法简便易行,重现性较高。这对中性油脂在酯交换过程中甲酯转化率的控制和测定有极大的帮助,对生物柴油的制备也有着重要的意义。

高酸值麻疯籽油甲酯化工艺的研究

用直接甲酯化法和水解后酯化法两种工艺对高酸值麻疯籽油的甲酯化进行了探讨。认为直接甲酯化法更容易操作,能耗更小,酯化较彻底,得到的甲酯产品颜色浅。直接甲酯化法应分3步进行:酸催化甲酯化→脱水干燥处理→碱催化甲酯化。这对高酸值油的顺利甲酯化有重要意义。

固体酸碱两步法催化麻疯籽油制备生物柴油反应过程的研究

以麻疯籽油为原料,对固体酸SiO_2/Zr(SO_4)_2-Ti(SO_4)_2、固体碱K_2CO_3/MgO-Al_2O_3两步法催化麻疯籽油制备生物柴油的反应过程进行研究,即第一步以固体酸为催化剂,催化麻疯籽油中的游离脂肪酸和甲醇预酯化,第二步以固体碱为催化剂,催化麻疯籽油与甲醇进行醇解反应。利用单因素实验及正交实验对固体酸碱两步法催化麻疯籽油制备生物柴油的反应过程进行优化。研究结果表明,固体酸催化预酯化的最佳条件为:催化剂用量2%,醇油摩尔比12:1,反应温度75℃,反应时间2 h,在此条件下酸值由10.47 mgKOH/g降为0.70 mg KOH/g。碱催化醇解反应的最佳条件为:催化剂用量为2%,醇油摩尔比为12:1,反应温度为65℃,反应时间2 h,醇解转化率稳定在95%左右。固体酸—碱两步法适用于催化麻疯籽油制备生物柴油,实验结果为实现麻疯籽油生物柴油的工业化生产奠定了一定的理论基础。

制油方法和精炼过程对麻疯籽油品质的影响

为更好地了解油脂加工过程对麻疯籽油品质的影响,对比研究了浸出和压榨2种制油方法对麻疯籽油理化指标、脂肪酸组成的影响,并研究了浸出麻疯籽油在精炼过程中的品质变化。结果表明:2种制油方法制备的麻疯籽油在理化指标上存在较大差异,但在脂肪酸组成上并没有显著差异;与压榨法相比,浸出法制备的麻疯籽油具有较高的酸值、碘值、过氧化值、皂化值以及磷脂含量;麻疯籽油中的主要甘三酯为LOO(17.86%),LLO(16.02%),POL(14.06%),POO(7.14%),LLP(6.58%),OOO(6.44%),St OL(6.38%);此外,精炼对麻疯籽油的主要脂肪酸组成基本没有影响,但精炼后麻疯籽油的酸值、过氧化值、碘值和皂化值均明显降低。

TiO_(2)催化剂改性方法对光热催化麻疯树籽油制备生物燃油的影响

为改善TiO_(2)在光热催化过程中催化效率不高及回收困难等问题,分别使用固体分散法和溶胶凝胶法将TiO_(2)与HZSM-5分子筛结合,并负载活性金属Pt制备Pt/TiO_(2)-HZSM-5催化剂,对两种催化剂进行X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附、高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外-可见光(UV-Vis)、X射线荧光(XRF)及吡啶-红外(Py-IR)表征,并用于光热催化麻疯树籽油加氢制备生物燃油中,考察两种改性催化剂的催化效果。结果表明:两种制备方法均可使TiO_(2)成功分散在HZSM-5分子筛表面,TiO_(2)的比表面积增加,HZSM-5分子筛孔容和孔径改变;改性后的催化剂衍射峰出现明显红移,对可见光的吸收能力提高,酸性位点增加;相比溶胶凝胶法,固体分散法制备的Pt/TiO_(2)-HZSM-5活性金属Pt分散度较好且无团聚现象,粒径更小,催化性能更优;在反应温度100℃、氢压0.4 MPa、反应时间12 h条件下,使用固体分散法制备的Pt/TiO_(2)-HZSM-5光热催化麻疯树籽油制备生物燃油的原料转化率达93.20%、C_(8)~C_(17)烷烃选择性达54.92%,该催化剂的重复利用实验结果表明,催化剂再生后C_(8)~C_(17)烷烃选择性随着再生次数的增加而下降,可再生能力有待加强。

麻疯树籽油溶剂萃取脱酸工艺的研究

用溶剂萃取麻疯树籽油中的游离脂肪酸,以降低其酸值。通过实验得到的最佳工艺条件为:以甲醇为溶剂,油与甲醇比为1∶2.0(W/V),温度32℃,萃取次数4次,每次萃取时间10min。在最佳条件下可将低温压榨麻疯树籽毛油酸值从10.48mgKOH/g降低到0.47mgKOH/g,基本达到后续工序对油品质的要求。该工艺与常规的碱炼脱酸相比,操作简单,毛油炼耗大大降低,且萃取后的甲醇可回收再利用,同时可直接得到质量好的副产品脂肪酸,有利于后续工序的进行。

生物柴油制备中原料麻疯树籽油预酯化条件的研究

生物柴油一般是通过天然油脂经过碱催化酯交换反应制得。以攀枝花地区的麻疯树籽油为原料,研究了KOH催化酯交换过程对原料油酸值的要求,以及麻疯树籽油性质对浓硫酸催化预酯化过程的适应性。研究发现,KOH催化酯交换过程中,原料油的酸值应控制在1.5 mgKOH/g以下以避免引起产品皂化;预酯化过程中,用油重1%的浓硫酸催化,当甲醇用量为油重12%时,原料油的酸值应小于20 mgKOH/g;随着原料中水分含量的增加,预酯化转化率下降;磷脂含量对于预酯化转化率影响不大,但应在1%以下才能便于后续分离。

麻疯树籽油超声波辅助酯交换反应的研究

以野生植物麻疯树籽油为原料,经脱胶、脱酸及脱水处理后进行超声波辅助酯交换反应,在超声波频率25 kHz,反应温度65℃,催化剂用量为油重的1.0%,醇油摩尔比7∶1,反应时间60m in条件下,麻疯树籽油酯交换转化率达到93.79%。在相同反应时间内和相同醇油摩尔比条件下,超声波辅助酯交换反应比无超声波反应的酯交换转化率高,同时也降低了催化剂的用量。

麻疯树籽油甲酯化工艺的研究

以低温压榨麻疯树籽油(经过水化脱胶、溶剂萃取脱酸和脱水,使油脂酸值在1 mgKOH/g以下,水分在0.1%以下。)为原料,甲醇钠作催化剂,考察了甲酯化反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间对麻疯树籽油甲酯转化率和得率的影响。经正交实验确定甲酯化最佳条件为:反应温度65℃,醇油摩尔比7∶1,反应时间60 min,催化剂用量为油重的0.9%。在最佳反应条件下,甲酯转化率为95.09%,产品得率为88.88%。反应产物经水洗、脱水并过滤后,即得脂肪酸甲酯。

高酸值麻疯树籽油制备生物柴油的杂多酸催化预酯化研究

以探索生物柴油制备中预酯化的绿色技术为目的,研究了杂多酸H3PW12O40催化预酯化高酸值麻疯树籽油。以单因素实验考察了酯化反应中各因素对酯化率的影响,得到H3PW12O40催化预酯化的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间3 h,醇油物质的量比9∶1,催化剂H3PW12O40用量1%。在最佳条件下,麻疯树籽油的酯化率为96.1%,酸值(KOH)降至0.61 mg/g。提出了高酸值麻疯树籽油制备生物柴油中杂多酸催化预酯化的工艺路线,分析显示工艺具有一定优势。

尿素包合法分离麻疯树籽油脂肪酸甲酯的研究

研究了尿素包合法分离麻疯树籽油脂肪酸甲酯中饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯的工艺条件。结果表明:采用95%乙醇作助溶剂,尿素与脂肪酸甲酯的质量比0.75∶1,包合温度10℃,包合时间20 h,经一次尿素包合后不饱和样品中不饱和脂肪酸甲酯相对含量从原料中的75.88%增加到95.95%;饱和样品中饱和脂肪酸甲酯的相对含量从原料中的23.85%增加到65.73%;二次包合后得到不饱和样品中不饱和脂肪酸甲酯的相对含量增加到98.92%。

固体碱催化剂X/Y/MgO/γ-Al_2O_3的研发及其催化麻疯树籽油制备生物柴油中试工艺条件的优选

通过大量筛选试验,优选出了高活性的固体碱催化剂X/Y/MgO/γ-Al2O3(Ⅰ),并对其制备条件和再生进行了优化和研究。同时以贵州产麻疯树籽油为原料,用上述催化剂通过酯交换反应制备生物柴油,进行了100 L反应釜中试放大。初步探索了酯交换反应制备生物柴油的中试工艺条件,得到中试的最佳工艺条件:催化剂加入量为麻疯树籽油质量的1%、醇油摩尔比10∶1、反应温度63~68℃、反应时间3 h。中试产品中甲酯的含量和收率均达96.50%以上,各项指标均达到欧洲标准EN 14214。

固体酸催化麻疯树籽油制备生物柴油

采用新型固体酸SO_4^(2-)/TiO_2-SiO_2替代传统的液体酸、碱催化剂,催化较高酸值麻疯树籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油。考察了搅拌速度、固体酸催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度、助溶剂等因素对产物中甲酯含量的影响。结果表明,固体酸催化剂对麻疯树籽油酯交换具有较好的催化活性和稳定性,产物与催化剂易于分离。在反应温度110℃,醇油摩尔比12∶1,固体酸催化剂用量为油质量的4%,搅拌速度600r/min,助溶剂正己烷与甲醇体积比1∶2条件下,反应3h产物中麻疯树籽油甲酯含量达到96.8%,反应10次甲酯含量维持在95%。

用于麻疯树籽油醇解的CaO/MgO固体碱催化剂的制备

采用等体积浸渍法制备了CaO/MgO固体碱催化剂,并将该催化剂用于麻疯树籽油酯交换以制备生物柴油。催化剂的最佳制备条件为:Ca(Ac)2浓度12%、浸渍时间6h、煅烧温度700℃。在实际反应体系中,催化剂粒度为80目时催化活性较高。在优化条件下,采用该催化剂催化麻疯树籽油与甲醇反应生成脂肪酸甲酯,转化率达到84.37%。

离子液体催化麻疯树籽油制备生物柴油工艺

离子液体作为绿色液体催化剂具有优良的性能而倍受关注,然而关于离子液体催化合成生物柴油的报道很少。文中以N-甲基咪唑、吡啶为原料,合成N-(4-磺酸基)苄基吡啶硫酸氢根盐离子液体,其结构经IR,1HNMR所证实;以该离子液体为催化剂,催化麻疯树籽油合成生物柴油。在单因子实验基础上,通过正交试验法对反应温度、催化剂的用量、反应时间和醇油摩尔比等影响合成生物柴油的因素进行了优化,同时也对离子液体的稳定性进行了检验。实验结果表明:在反应温度140℃、醇油摩尔比为15∶1、反应时间6 h和催化剂用量为油质量的5%工艺条件下,生物柴油产率可达89.9%,且离子液体的稳定性好,可循环使用5次。此方法制备的生物柴油的主要质量指标与国内外生物柴油生产标准接近。

固体酸SiO_2-Ti(SO_4)_2-Zr(SO_4)_2催化麻疯树籽油醇解反应的研究

通过溶胶-凝胶法制备了Si O2载体,所得载体再通过浸渍法制备得到负载Ti(SO4)2和Zr(SO4)2的复合型固体酸催化剂Si O2-Ti(SO4)2-Zr(SO4)2,利用热重分析(TG-DTG)和傅里叶红外光谱(FTIR)对催化剂的特性进行初步表征。此外,以转化率为指标,研究了复合型固体酸催化剂在麻疯树籽油醇解反应中的催化活性,并考察催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对醇解反应的影响。TG-DTG分析结果表明,催化剂的焙烧温度应选择300℃,此条件下可以制备催化活性较好的催化剂;FTIR表征结果表明,浸渍Ti(SO4)2和Zr(SO4)2后,该活性物质成功负载到Si O2载体表面。单因素实验结果表明最佳反应条件为:反应温度120℃,催化剂用量5%,醇油摩尔比15∶1,反应时间5 h;在此条件下,麻疯树籽油的转化率最高可达92.53%。

响应面法优化酶法提取麻疯树籽油工艺研究

该文报道酶法提取麻疯树籽油工艺,在单因素试验基础上,利用Box–Benhnken中心组合试验和响应面分析法(RSM),对影响麻疯树籽出油率关键因素进行优化探讨。结果表明,纤维素酶具有较好酶解能力,最佳工艺条件为:加酶量2.1%、酶解温度43℃、料液比1∶5(g/mL)、酶解时间3 h,麻疯树籽油得率可达80.71%,较无酶条件下得率提高20%。

麻疯树籽油制备生物柴油的工艺研究

试验研究了乙醇钠催化下麻疯树籽油与乙醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。通过正交试验和单因素试验发现,酯交换反应的最佳工艺条件为:催化剂用量为油重的1.5%,醇油物质的量比为15∶1,反应温度为78℃,反应时间为120 min;在此反应条件下,橡胶籽油转化率为89.28%。

溶剂萃取脱酸前后麻疯树籽油脂肪酸组成分析

用实验方法对脱酸后麻疯籽油中析出白色结晶物现象进行分析,认为该现象是因麻疯树籽油在溶剂中萃取脱酸时,处于分散状态各种脂肪酸在较低温度下(约为5-8℃左右)处于固体脂肪酸和液体脂肪酸熔点之间,固体脂肪酸凝固点高,呈晶体,液体脂肪酸凝固点低,呈液态,脂肪酸组成发生变化所致。用气相色谱法分析萃取脱酸后白色结晶物和液体麻疯籽油脂肪酸组成,有助于麻疯籽油进一步开发利用。

麻疯树籽油甲醇解反应体系相图的测绘

为提高反应效率和分离效果,对生物柴油反应体系相行为进行了研究。通过实验分别测定了甲醇-甘油-脂肪酸甲酯和甲醇-脂肪酸甲酯-麻疯树籽油的三元相图。结果表明,脂肪酸甲酯的存在可有效提高麻疯树籽油在甲醇中的溶解度,因此可在一定程度上改善传质效果;甲醇在甲酯相和甘油相之间的分配系数受到温度和甘油含量的显著影响,在低温下可更为彻底地分离甘油副产物,并降低甲醇回收的能耗。