自制固体酸催化剂在大豆酸化油制备生物柴油中的应用研究

自制固体酸催化剂在大豆酸化油制备生物柴油中的应用研究

固体酸催化合成生物柴油的实验研究 徐光辉烈，马俊林，赵连臣，张大磊★ （辽宁省营口市市府路88号，） 摘要：制备了4种固体酸催化剂，并以大豆酸化油为原料，评价了其对生物柴油的催化活性和重复使用性，确定了合成生物柴油的工艺条件。 关键词：固体酸催化剂；大豆酸化油；生物柴油；0 引言 目前，生物柴油大多采用酸或碱为催化剂，在均相条件下通过酯交换反应合成。所用的酸或碱一般为浓硫酸或NaOH、KOOH。若采用碱为催化剂，原料油和醇必须严格脱水，否则易形成乳化液。另外，原料油中的游离酸对碱性催化剂的活性有很大的损害。 若采用浓硫酸作催化剂，虽然对原料油水分、游离酸含量无特殊要求，但其腐蚀性强，对设备要求高，对有机物还有碳化作用，使反应体系颜色加深，使后处理工艺复杂化。另外，采用液酸或液碱作催化剂时，在后处理过程中会排出大量污水，造成环境污染。因此，开发新型催化剂、降低生产成本、解决环境污染问题是目前生物柴油研究领域的热点问题。自1979年Hion制备出第一个S042-/MxOy型固体酸S042-以来，固体酸催化剂在酯合成工业中越来越受到重视，也给生物柴油合成工业带来了希望。

固体酸催化剂不仅克服了无机强酸、碱催化剂的缺陷，而且催化效果好，可重复使用性高，也符合日益提高的环境保护要求。固体酸的种类很多，包括有机磺酸、粘土、硅酸铝、金属氯化物、硫酸盐、五氧化二磷、人工沸石以及一些由液体强酸固化而成的固体超强酸。本文制备了4种固体酸催化剂，并以大豆酸化油为原料，研究了这4种催化剂催化合成生物柴油的工艺条件，获得了满意的结果。作为一种新型的酯化催化剂，。 /实验部分1.1固体酸催化剂的制备固体酸催化剂LNS1、LNS2、LNS3、LNS4、LNS5、LNS6、LNS7、LNS8、LNS9、LNS10、LNS11、LNS12、LNS13、LNS14、LNS15、LNS16、LNS17、LNS18、LNS19、LNS20、LNS21、LNS22、LNS23、LNS24、LNS25、LNS26、LNS27、LNS28、LNS29…4，其合成方法及表征已在另一篇文章中报道。1.2生物柴油的合成方法取100%大豆酸化油投入带有搅拌回流装置的三颈瓶中，加入适量甲醇和催化剂，加热回流一定时间。 然后过滤静置,分出下层液体,上层为脂肪酸甲酯(粗酯)。经中和、水洗、蒸馏后即得合格生物柴油。固体酸催化剂的催化活性以产物转化率来表征。2结果与讨论2.1固体酸催化剂的催化活性。

催化剂的活性代表了它的使用价值，我们以脂肪酸甲酯的转化率为指标，表征实验中得到的四种催化剂对酯化和酯交换反应的催化活性。Ｍ作者简介：徐光辉(1967-)。男，副研究员。从事生物质能利用技术的研究与开发。通讯作者：张大雷(1963・)，男，博士，研究员，副主任，硕士生导师，主要从事生物质能利用技术研究。E － m ａ il： ｚd l＠ in ｓｎ ｙ ｓ． ∞ｍ