毕业设计（论文）PPT答辩-植物籽油制备生物柴油.ppt

植物籽油制备生物柴油的 工艺研究,专业：化学工程与工艺 班级：化工075 姓名：李腾飞 指导老师：李欣,第一章：本研究的内容及意义, 1.2主要技术指标 1.单因素法初步确定酸催化酯化的最优工艺参数； 2.采用box-behnken法确定酸催化酯化的最优工艺参数； 3.碱催化法催化酯交换反应制备生物柴油。, 1.1本研究的内容 以油树籽油为原料油，采用酸、碱催化剂经“两步法”工艺将“油树”籽油转化为生物柴油，即先用酸催化剂催化油树籽油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯，经过预酯化反应将原料油的酸值降低到碱催化剂适宜的范围后，再以碱催化剂催化脂肪酸甘油酯经酯交换反应生成生物柴油。通过试验设计讨论该反应的最优工艺参数。, 1.3 本研究的意义 生物柴油是由动、植物油脂或长链脂肪酸与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂的作用下转酯化反应生成的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，生物柴油以其无毒、可生物降解、尾气中几乎不含sox等优点成为当今最重要的清洁燃料之一。 当前世界，石化燃料的枯竭和环境污染的加剧两大因素决定了新的替代型能源的出现已经是必然趋势，生物柴油作为最重要的可再生液体燃料之一，具有能量密度高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能，还具有可再生、环境友好及良好的替代性等优点，目前世界上超过95%的生物柴油制备是以食用油为原料的，尽管现阶段存在生产成本过高等缺点，但是通过合理开发利用，可以有效缓解石化柴油供应紧张局面。包括中国在内的许多国家已将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向，利用可再生农、林等植物油资源发展生物炼油和石化工业实现可持续发展的一条重要途径，有着广阔的应用前景。因此，生物柴油的研究成为国内外学者研究的热点。 本研究以“油树”籽油和甲醇催化合成生物柴油，是因为“油树”产于河南各山区，生于山坡和山谷杂木林中，不占用耕地，并且辽宁、河北、山东、山西、陕西、湖北、湖南、福建、广西、贵州、四川、云南等地均有分布，分布广泛。“油树”种仁含油约27%28%，出油率约为25%30%，过去常作为食用油。但因其口感不佳，目前主要用于作为工业用油。本课题拟以“油树”籽油为研究对象，探索其制备生物柴油的最优工艺参数，为我国生物柴油的开发利用和今后发展提供参考。,第二章 实验部分, 2.2 主要进行的工作 1.测出原料酸值及皂化值，确定其平均分子量 2.采用单因素法，根据产物酸值来确定最优工艺范围 3.采用box-behnken法确定酸催化酯化的最优工艺参数, 2.1 实验装置,第三章 实验结果与分析, 3.1测出的原料油的品质如下：,原料油的品质, 3.2单因素法的实验结果为：,1.反应温度的影响 在醇油比为8:1，催化剂用量为0.8%,反应时间为180min的条件下，不同温度对产物的酸值的影响如图所示。随着温度的升高，在60后，酸值下降比较明显。由于甲醇的沸点为64.7，温度高于甲醇的沸点时，甲醇开始回流，不利于甲醇与原料进行酯化，故反应温度初定为60。,2.醇油比的影响： 在反应温度为55，催化剂用量为0.8%,反应时间为180min的条件下，不同温度对产物的酸值的影响如图所示。随着醇油比的升高，酸值下降比较明显。这是由于甲醇用量的增加导致平衡向右移动，有利于反应的进行。尤其是醇油比高于10:1时，酸值呈现一直下降的趋势，考虑到生产成本，催化相同量的原料，甲醇用量越少越好，故醇油比初定为6:1。,3.催化剂用量的影响： 在反应温度为55，醇油比为8:1,反应时间为180min的条件下，不同温度对产物的酸值的影响如图所示。随着催化剂用量的增加，酸值呈现先下降后上升的趋势，在催化剂用量为0.6%时达到最低，故催化剂的用量初定为0.6%。, 3.3模型的建立与显著性检验, 3.31多元回归拟合分析,应用design expert软件进行多元回归拟合分析，可以得到生物柴油合成与各因素变量的二次方程模型。,box-behnken设计试验因素和水平,方差分析表, 3.4响应面分析,醇油比和反应温度对产物酸值交互影响的三维曲面图和等高线图,醇油比和催化剂用量对产物酸值交互影响的三维曲面图和等高线图,反应温度和催化剂用量对产物酸值交互影响的三维曲面图和等高线图, 3.4.1 最佳反应时间的确定, 3.4.2 提取工艺条件的确定 为进一步确定最佳点，在模型浓度范围内选择出发点，使用快速上升法进行优化，可以得到生物柴油合成的最佳方案为：醇油比为6.55:1，催化剂用量为0.80%，反应温度为62.48，在此工艺条件下产物酸值的预测值为0.2884。 为检验响应曲面法所得结果的可靠性，采用上述优化提取条件合成生物柴油，在此条件下实际测得的酸值为0.2896，与理论预测值相比，其相对误差约为0.42%。因此，基于响应曲面法所得的优化工艺参数准确可靠，具有实用价值。 由于之前估计的皂化值与所测出的实际皂化值之间