菜籽油制备生物柴油性能试验研究与分析
低芥子酸菜籽油分离品在生物柴油中的应用研究
低芥子酸菜籽油分离品在生物柴油中的应用研究引言：随着全球环境问题的加剧以及对传统能源的需求不断增加，生物柴油作为一种可再生能源备受关注。
菜籽油作为生物柴油的主要原料之一，其芥子酸含量较高，低芥子酸菜籽油分离品的研究将对生物柴油的发展产生积极的影响。
本文将对低芥子酸菜籽油分离品在生物柴油中的应用研究进行探讨。
1. 芥子酸对生物柴油性能的影响芥子酸是一种不饱和脂肪酸，当其含量过高时，会影响生物柴油的性能。
芥子酸具有较高的冷凝点以及较高的硫含量，这将导致生物柴油在低温条件下易结冰，同时还会增加尾气排放中的硫含量，对环境造成负面影响。
因此，降低芥子酸含量是提高生物柴油质量的关键。
低芥子酸菜籽油分离品的研究有助于降低芥子酸含量，进而提高生物柴油的性能。
2. 低芥子酸菜籽油分离品的制备方法目前，已经开发出多种制备低芥子酸菜籽油分离品的方法。
其中，常用的方法包括酸脱胶、基因编辑以及酶解法。
酸脱胶法通过酸处理菜籽油，在一定条件下使芥子酸在油中析出，从而实现芥子酸的分离。
基因编辑法则是通过基因工程技术改变菜籽油中芥子酸的含量，使其达到低芥子酸菜籽油的要求。
酶解法则是利用特定的酶对菜籽油进行酶解，分解芥子酸，实现芥子酸的分离。
这些方法在不同程度上可以实现芥子酸的分离，为生物柴油生产提供了可行性。
3. 低芥子酸菜籽油分离品的应用价值低芥子酸菜籽油分离品的应用对于生物柴油生产具有重要的意义。
首先，分离后的菜籽油不仅能够降低芥子酸含量，还能提高生物柴油的抗结冰能力，使其更适合在低温条件下应用。
其次，低芥子酸菜籽油分离品可以降低生物柴油中的硫含量，减少尾气排放中的硫化物，有助于改善环境质量。
另外，低芥子酸菜籽油分离品还可以提高生物柴油的燃烧效率，减少废气排放中的颗粒物，降低空气污染。
此外，低芥子酸菜籽油分离品作为生物柴油的原料，具有较高的生产成本效益，有利于推动生物柴油产业的发展。
4. 低芥子酸菜籽油分离品在实际应用中的挑战和解决方案然而，在低芥子酸菜籽油分离品应用的过程中，仍面临一些挑战，需要找到相应的解决方案。
菜籽油生物柴油的生产方法研究进展
41
Mg-Al
2.0
95.7
无皂化现象,产物中没有凝胶状物析出, 生物柴油与甘油分离容易
42
氨基液体催化剂
3.0
﹥98
避免皂化物产生，甘油和甲酯可快速分离，洗涤产生的废水可大大减少或消除
43
酸催化法适用于油料中酸量较大情况，但产物分离 难，易产生三废，反应周期长，设备要求较高，用于菜 籽油生物柴油的研究比较少。Kusdiana D等[44]发现在酸催 化体系中，水的浓度对反应的影响比碱催化体系大。当 初反应混合物中有5%的水存在时，在酸催化反应体系中， 酯化率减少到6%，而碱催化影响较小，酯化率为70%。 Mittelbach M等[45]发现固体酸随反应条件不同，活性变化 较大，其中硫酸的催化能力最强。
46
3︰1
66
92.5
IM∗: Rhizomucor mieheili Lipozyme IM。
文献 51，52
53 54
55
56
27
57 58 59 60
4 影响中国菜籽油生物柴油产业化发展的因素及对 策
菜籽油生物柴油的生产虽取得了一定的发展，但其 产业化却因各种因素制约而发展缓慢，具体的影响因素 及对策分析如下： 4.1 制备工艺因素
1.1 1 0.8 0.8 0.8 0.5%NaOH 1%KOH 1.0 1.2
6︰1
0.8
8︰1
1.0
4.5︰1
0.8
表 1 碱催化法生产的生物柴油 Table 1 Biodiesel fuel produced from rapeseed by alkali catalyzing method
温度/℃
3 超临界流体法
超临界法是甲醇处于超临界状态（甲醇超临界温度 为 239.4℃，压力为 8.09 MPa）下进行，是一种新颖的生 物柴油生产方法，无需催化剂。但反应设备需承受高压， 生产容量小，严重制约了该方法的工业应用。
生物柴油的制备
由菜籽油制备生物柴油的实验方案化强0601 石磊丁佐纯目录一．文献综述1．生物柴油简介2．目前制备生物柴油的方法3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据二．实验目的三．实验原理1．生物柴油的制备原理2．碘值的测定原理3．酸价的测定原理四．实验用品1．实验仪器2．实验药品五．实验步骤1．生物柴油的制备2．粗产物的处理3．碘值的测定4．酸价的测定六．实验结束七．本实验所参考的文献一览★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。
一、文献综述1、生物柴油简介1.1目前燃料情况能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。
我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。
而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。
1.2什么是生物柴油生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。
1.3生物柴油的优点1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。
1.3.2具有优良的环保特性：①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含苯及其他具有致癌性的芳香化合物。
②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少；③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油；④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。
1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。
②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。
ok利用脂肪酶催化菜籽油与甲醇进行酯交换反应制取生物柴油 (1)
摘要非水相中的酶促酯交换反应广泛应用于油脂的改性。
该反应通过酯交换替换甘三酯中的酰基基团来改善油脂性质。
生物柴油作为一般石化燃料的良好替代品，其发展前景被世界发达国家普遍看好。
本论文从降低生产成本和提高生物柴油品质的角度出发，采用无溶剂系统作为反应体系，利用脂肪酶催化菜籽油与甲醇进行酯交换反应制取生物柴油，简单探讨了生物柴油中甘油含量的测定方法和脂肪酶促酯交换制取生物柴油的反应条件。
采用萃取的方法从生物柴油中提取甘油，用高碘酸钠氧化法对甘油含量进行测定，证明了该方法对甘油含量测定的准确性。
进而又尝试了采用分批加入甲醇的方法来制取生物柴油，发现此法比一次性加入全部甲醇有更高的反应转化率，但是在反应历程的实验中，分批加入甲醇的方法还有待完善。
关键词：无溶剂系统；菜籽油；脂肪酶；酯交换反应；生物柴油ABSTRACTEnzymatic interesterification in non-aqueous phase has been widely used for improving the quality of oil and fats. This reaction provides a useful alternative for replacing the acyl group of glycerides to modify oil and fats. Biodiesel is a good substitute for Petrochemical fuel, and developed country realize that it has good Development foreground. To reduce the product cost and improve the quality of Biodiesel, lipase-catalyzed interesterification of Vegetable oil with Methyl alcohol for Biodiesel production in a solvent free system was explored in this dissertation. The analytical method of Glycerin in Biodiesel and the optimization of reaction conditions were investigated systematically.Glycerin could be extracted from Biodiesel by extraction. And it could be analysised by Sodium Periodata oxidimetry. The accuracy of it has been proved. Trying to join Methyl alcohol by several times in Biodiesel production, we found it was more effective than joining Methyl alcohol by one time. But it need to be improved in the experiment of reaction process.Keywords: Solvent free system; Vegetable oil; Lipase; Interesterification; Biodiesel目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 生物柴油研究进展 (1)1.1.1 生物柴油的化学组成及物理特性 (1)1.1.2 生物柴油生产研究状况 (1)1.1.3 生物柴油的制备方法 (2)1.1.4 生物柴油生产原料 (4)1.2 生物催化与有机合成 (4)1.3 非水相酶学 (5)1.3.1 非水相酶学的兴起 (5)1.3.2 非水相酶催化的优点 (5)1.3.3 无溶剂系统 (6)1.4 脂肪酶的研究与应用 (6)1.4.1 脂肪酶的研究概况 (6)1.4.2 脂肪酶的催化机制 (7)1.4.3 脂肪酶的底物特异性 (7)1.4.4 脂肪酶在油脂工业中的应用 (8)1.5 菜籽油的研究与应用 (9)1.5.1 菜籽油的性质及组成 (9)1.5.2 菜籽油的工业用途 (9)1.5.3 菜籽油甲酯化 (10)1.6 脂肪酶促酯交换反应 (10)1.6.1 脂肪酶促酯交换反应的催化机制 (10)1.6.2 菜籽油酶促酯交换生产生物柴油 (11)1.6.3 反应体系含水量的影响 (11)第二章材料与方法 (13)2.1 实验材料 (13)2.1.1 脂肪酶 (13)2.1.2 主要试剂及原料 (13)2.2 仪器设备 (13)2.3 实验方法 (14)2.3.1 试剂的配制 (14)2.3.2 酸度计的校准 (14)2.3.3 游离甘油含量测定 (15)2.3.4 总甘油含量测定 (15)第三章甘油含量标准曲线的绘制 (17)3.1 水中游离甘油测定方法研究 (17)3.2 菜籽油中游离甘油含量标准曲线的绘制 (18)小结 (19)第四章脂肪酶酯交换制取生物柴油的研究 (20)4.1 菜籽油中总甘油含量测定 (20)4.2 甲醇的添加对酯交换反应的影响 (21)4.3 生物柴油反应历程实验 (21)小结 (23)结论与展望 (24)参考文献 (25)致谢 (30)第一章绪论1.1 生物柴油研究进展1.1.1 生物柴油的化学组成及物理特性柴油分子是由15个左右的碳链组成的,研究发现植物油分子则一般由14～18个碳链组成,与柴油分子中碳数相近。
菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究
菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究随着全球对可再生能源的需求日益增加，生物柴油作为一种可再生燃料，受到了广泛的关注和重视。
而菜籽油馏分作为生物柴油的一种重要原材料，其技术研究具有十分重要的意义。
本文旨在探讨菜籽油馏分制备生物柴油的技术研究现状和未来发展趋势。
一、制备生物柴油的技术路线菜籽油馏分可以通过酯化反应或者转化反应来制备生物柴油，其中酯化反应是较为常见的一种制备方法。
在酯化反应中，菜籽油馏分首先与甲醇或乙醇等醇类发生酯化反应，生成一系列的酯类。
然后，通过油-酯化产物混合液的分离和纯化，我们可以得到纯净的生物柴油。
而在转化反应中，将菜籽油馏分与过氧化氢等氧化剂反应，生成一系列的脂肪酸和其他杂质。
通过脱除杂质和再结晶，我们可以得到高纯度的生物柴油。
二、菜籽油馏分制备生物柴油技术的优缺点菜籽油馏分作为一种原材料制备生物柴油的优点在于具有丰富的资源、高产出量和低成本。
而在制备过程中，菜籽油馏分需要处理一些不纯物质，比如水分和杂质，这些不纯物质会影响生物柴油的纯度和质量。
因此，我们需要消除这些不纯物质，以获得高纯度的生物柴油。
此外，使用菜籽油馏分制备生物柴油还可能存在生产量不足、影响农作物生产和潜在的生态问题等方面的缺点。
三、菜籽油馏分制备生物柴油技术的发展趋势菜籽油馏分制备生物柴油技术的发展趋势主要集中在提高生物柴油的产量和纯度、降低生产成本、减少生产过程中的环境影响等方面。
为了提高产量和纯度，目前研究者主要集中在优化酯化反应条件、改进分离纯化方法、研究新型催化剂等方面。
同时，由于生物柴油生产需要耗费大量的能量，研究者正在探索使用太阳能等可再生能源来替代传统能源，以实现生产过程的可持续发展。
此外，近年来，生物柴油在交通运输领域逐渐受到认可和应用。
世界各地鼓励使用生物柴油作为环保燃料，减少对化石燃料的依赖和减少CO2等排放物的排放量。
因此，在未来菜籽油馏分制备生物柴油技术方面，我们需要更好地探索生物柴油的市场应用和发展前景，以满足社会的需求和发展空间。
菜籽油制备生物柴油的研究现状和发展趋势
发展现状的考察 ， 提出了用常压 、 连续反应－ 分离一体化 的生产 技术 ， 以纳米 固体酸 、 催化法 制备生 物柴 油的研发 碱
方向， 指出了以菜籽油为原料制备 生物柴油的发展优势 。 关键词 ： 菜籽油 ； 生物柴油 ； 催化 剂 ； 工艺 中图分类号 ：Ｅ６ ７ Ｔ ６ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １— ２ ６ ２０ ） ８— ６ １— ４ １７ ３ ０ （０ ６ ０ ０ ２ ０
广 阔。
我 国石 油 资 源 相 对 比较 贫 乏 ， 需 缺 口较 大 。 供 我 国 自 １９ ９３年成 为石油 净 进 口国以来 ， 口量 每 年 进
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菜 籽 油 制 备 生 物 柴 油 的 研 究 现 状 和 发 展 趋 势
王 运 ， 文利柏 ， 郑新 生， 韩鹤友 ， 余桂莲
（ 中农业大学 理学院 ， 华 湖北 武汉 ４０ ７ ） ３备生 物柴 油的研究 现状和 发展趋 势 ， 通过对 各种 制备 方法 的 系统 比较 和 国内外
ＷＡＮＧ ｕ Ｙ ｎ， Ⅳ Ｌ —ａ ， ｉｂ ｉ ＺＨＥＮＧ ｎ ｓ ｅ ｇ， Ｘｉ —ｈ ｎ ＨＡＮ — ｏ ｙＵ ｉｌａ Ｈｅ ｙ ｕ， Ｇｕ —ｉ ｎ
（ ｏｅｅｏ ｃ ｎｅｏ ｕｚｏ ｇＡ ｒ ｕｔｒ ｎｖｒ ｔ， ｈｎ４０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ Ｈ ｇ ｆ ｉ ｃ ｆ ａｈｎ ｇｉ ｌ ａ Ｕ ｉ ｓ ｙ Ｗｕａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｓｅ Ｈ ｃ ｕｌ ｅｉ
ｓ ｐ ｒｔｏ ｏ ｔ ｕｏ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｒ ｓ ｎｄ ｎ ｎ ｏ ｉ ｃｄ ａ ｅ ｃ ｔ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ － ｅ ａ ａｉ ｎ ｃ ｎ ｉ ｕｓｔ ｃ ｏｏ ｙ ｕ ｄ ｒｎ ｒ ｌｐ ｅ ｓ ａ ａ ｏ ｓ ｌ ａ ｉ ／ｂ ｓ ａ ａｙ ｔ ， ｎ ｅ ｅｏ ｎ ｄ ｈ ｐ ｎ ｄ ａ ｔｇ ｎ ｂ ｏ ｉｓ ｌｐｒ ｄ ｃ ｉｎ ｆｏ ｒ ｐ ｓ ｅ ｉ． ｉ ｇ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｉ ｉ ｄ ｅ ｅ ｏ ｕ ｔ ｍ ａ ｅ ｅ ｄ ｏ ｌ ｏ ｒ Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｅ ｅ ｄ ｏｌ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｐ ｓ ｅ ｉ；ｂｉｄ ｅ ｅ ；ｃ ｔ ｌｓ ；ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｉ ｓ ｌ ａａｙ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究一、前言随着环境污染和能源危机的加剧，如何提高能源利用效率、降低能源消耗量，加强清洁能源的利用成为全世界关注的焦点。
在这一背景下，生物柴油作为一种可替代传统石化柴油的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭的优点，且其燃烧产生的温室气体排放量和有害物质排放量低于石化柴油。
因此，制备生物柴油已经成为国内外科学家研究的热点。
目前，生物柴油制备的方法主要有两种，一种是通过生物质、动植物油等天然资源制备生物柴油。
另一种则是通过利用微生物的代谢工程合成生物柴油。
不同的制备方法具有不同的优点和缺点。
作为常见的可用于生产生物柴油的油源之一，菜籽油在制备过程中容易降解，易氧化、酸价高、粘度大，且含有一定的杂质。
如何制备纯净的生物柴油成为了提高生物柴油利用效率的重要方法。
二、超声波制备生物柴油的研究现状超声波技术作为一种能够在液体中引起高频振荡的物理过程，已经在生物能源的制备领域中得到了广泛的应用。
其主要优点是可以快速、高效地加速液态反应过程，提高传质和反应速率，同时还可以降低生产成本。
因此，超声波技术已经被应用于处理有机物的氧化、酯化、加氢处理，以及生物质的制备等领域。
超声波法制备生物柴油是一种基于超声波技术的化学反应过程。
该方法主要依靠超声波的频率与能量作用，打破物料的表面张力，促进反应物的混合与传质，进而提高反应的效率和速率。
目前，国内外许多学者通过超声波技术制备生物柴油，大量的实验表明，超声波技术能够构建高效、安全、环保的生物柴油制备方法，且该方法可以大幅降低制备成本。
三、菜籽油超声波法制备生物柴油的研究1.超声波法制备菜籽油生物柴油依据文献，我们得知利用菜籽油合成生物柴油的过程是：首先将菜籽油和甲醇混合，加入催化剂进行反应。
此时，加入超声波后可通过高频振荡产生的超声波促进催化剂、甲醇与菜籽油之间的混合，在较短的时间内使反应达到饱和，从而降低反应时间和催化剂的用量，提高了生物柴油的产率。
菜籽油制备生物柴油性能试验研究与分析
菜籽油制备生物柴油性能试验研究与分析摘要：本文是对菜籽油制备的生物柴油的理化性能及燃烧性能进行测试研究。
以菜籽油为原料，通过酯交换法制备生物柴油，与0#柴油部分理化性能指标的对比，通过对比各项指标都已达到国家指标，对三种掺混比例生物柴油混合燃料进行了发动机台架试验，结果表明:掺烧生物柴油的混合燃料时燃油消耗率、CO排放略有升高，HC排放明显低于0#柴油。
菜籽油制备的生物柴油可以满足替代石化柴油的要求。
关键词：菜籽油；生物柴油；柴油发动机；排放Abstract: in this paper the preparation of rapeseed oil is the physico-chemical properties of the biodiesel and combustion performance testing research. To rapeseed oil as raw material, through the ester exchange method for biological diesel, and 0 # diesel part of the performance indexes of physical and chemical contrast, through comparing various indicators have reached national indexes, the three kinds of the mixing proportion of biodiesel fuel mix the diesel engine test, the result shows that the content of the mixed fuel burn biodiesel fuel consumption, CO emissions when a slightly increased, HC emissions significantly lower than 0 # diesel. The preparation of rapeseed oil biodiesel can meet the requirements of the alternative petrochemical diesel.Keywords: rapeseed oil; Biodiesel; The diesel engine; emissions0 引言随着社会经济的发展，国民生活水平的提高，车辆在人们的日常生活当中越来越普及，大量使用石化燃料的同时也带来了许多问题，如石化柴油含有多有害物质，通过燃烧后直接排入大气层，对环境和人类的生存有着破坏作用，石化能源又是不可再生能源，面临着能源枯竭等问题。
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究
·49·可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第1期2010年2月Vol.28No.1Feb.2010前言酯交换反应在油脂改性、有机中间体的合成方面应用较广。
在传统的酯交换工艺中多采用化学催化剂，如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠或浓硫酸等，采用这些催化剂时，要求对原料进行预处理，反应完毕须对产物进行中和、洗涤处理，工艺复杂，环境污染严重，催化剂不能回收[1]。
固体碱催化剂具有反应条件温和、产物易分离、可循环使用等优点，是新一代环境友好的催化材料。
超声波可以极大地提高非均相反应的速率，实现非均相反应物间的介质均匀混合，加速反应物和产物的扩散过程，控制颗粒的尺寸和分布，促进固体新相的生成[2]。
将固体碱催化剂和超声波同时用于制备生物柴油，是一种高效、安全、无污染的生产方法，既符合环境的要求，也有利于工业化生产。
1试验内容1.1仪器与试剂试验仪器包括SC 型多频声化学发生器（成都九洲超声仪器有限公司）、SXL-1008型程控箱收稿日期：2010-01-07。
基金项目：“辽宁省高校创新团队支持计划”项目（2006T001）。
作者简介：刘琳（1965-），女，教授，博士，主要从事石油化工产品的研究工作。
E-mail ：liulinln@菜籽油超声波法制备生物柴油的研究刘琳1，朱江丽1，沈德芬2，邢锦娟1，钱建华1（1.渤海大学辽宁省功能化合物的合成与应用重点实验室，辽宁锦州121003；2.沈阳航空工业学院，辽宁沈阳110136）摘要：以菜籽油和甲醇为反应原料，以KNO 3/Al 2O 3为催化剂，采用超声波法制备生物柴油，考察了超声波频率、醇油物质的量比、催化剂用量等条件对反应的影响。
试验结果表明，该反应的最佳条件：超声波频率为30kHz ，醇油物质的量比为7∶1，催化剂用量为菜籽油质量的2.0%。
在此条件下，生物柴油产率为94%。
所得生物柴油的主要性能指标均符合德国的生物柴油标准。
%89%82催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油
实验部分
１．１主要试剂 菜籽油，上海嘉里食品工业有限公司；甲醇，分 析纯，衢州巨化试剂有限公司；氟化钾，分析纯，国药 集团化学试剂有限公司；氧化镧，分析纯，上海跃龙 化工厂；碘化钾，分析纯，无锡市展望化工试剂有限 公司；高碘酸钾，分析纯，国药集团化学试剂有限公 司；硫代硫酸钠，分析纯，浙江杭州萧山化学试剂厂．
置过夜，分离出下层甘油，即得到上层生物柴油． 通过测定生物柴油中总甘油和游离甘油的含量 来计算该酯交换反应的转化率．其中甘油含量的测 定方法参考文献［５］． 酯交换反应过程可表示为：ＴＧ＋３ＣＨ。ＯＨ＝
３ＭＥ＋Ｇ Ｌ．该过程中，ｌ ｍｏｌ甘油三酸酯（ＴＧ）转化 为３ ｍｏｌ脂肪酸甲酯（ＭＥ）和１ ｍｏｌ的甘油（ＧＩ。）．１
ｍｏｌ甘油三酸酯的分子质量与３ ｍｏｌ脂肪酸甲酯的 分子质量相当．这样就可以认为，反应中酯层的总量 没有改变．原料油脂的总质量仇。等于反应生成的 酯层的总质量卅。，样品中未反应的甘油三酸酯对应 的甘油（ＧＬ）质量为ｚ，则未反应的甘油三酸酯的质 量优：一Ａ缸／９２．所以，转化率Ｘ＝（１一～ｋ／９２ｍ－）× １００％，其中Ｍ为菜籽油的平均分子质量［６］．
第４期
胡
凯，等：ＫＦ／Ｌａｚｏ。催化剂催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油
４３９
因为生物柴油的制备过程中有水产生，ＣａＯ在 水中不稳定，而稀土具有与ＣａＯ相近的碱性，又是 我国的丰产元素，所以本研究采用Ｌａ：ｏ。作为催化 剂载体，制备了ＫＦ／Ｌａ：０。固体碱催化剂，通过菜籽 油与甲醇的酯交换反应制备了生物柴油．考察了 ＫＦ负载量、醇／油摩尔比、催化剂用量、反应时间对 酯交换反应的影响，确定了最佳反应条件，同时对催 化剂进行了初步表征，探讨了催化剂表面碱中心强 度和数目对酯交换反应的影响． １
１０
利用植物油脂生产生物柴油技术和方法的研究进展
＊ 通讯作者 ， － ｉ ｚｏ ｘ６ ＠ｍｍ￣ｉｃｒ； ｌ（２ ）２ ０ ６ ０３ ９ Ｅｍａｌ ｈｕ ｒ３ ： ａｌ ｏｎ Ｔｅ：０ １ ６２ ８ ６ ．０８ ．
庄 静 ，周 熙 荣 ， 超 才 ，王伟 荣 ，李延 莉 ， 龙 弟 ， 小芳 孙 顾 钱
（ 海市农业科学 院作物育种栽培研究所 ， 上 上海 ２ １０ ） ０ １６
摘
要： 介绍 了 目前 国内外 利用植物油脂特别是菜籽油生产生物柴油 的主要技 术与方法的最新研究进展 。
关 键 词 ：生物 柴 油 ； 物 油 ；菜籽 油 植
１ 从植 物 油脂 生 产 生 物 柴 油 的方 法 和工 艺
１ １ 化 学 法 生 产 生 物 柴 油 ．
化学法 的研 究起 步 最早 ， 一般 采 用 生 物 油脂 与 甲醇或 乙醇 等 低 碳 醇 ， 酸 性 或 者 碱 性 催 化 剂 和高 温 在
（３ ￣２０℃ ） ２０ ５ 条件下发生酯交换反应（ ｒ ｓ ｔ ｉｃ ｉ ）生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯 Байду номын сангаас Ｔ ａ ｅ ｅ ｆａｏ ， ｎ ｓ ｒｉ ｔ ｎ 再经洗涤干燥
摩尔 比 ５ ：。Ｏｉ ｉ 等… 采用碱催化法 ， ６ １ ｌｅ ａ ｖｒ 利用大豆油和蓖麻 油 ， 通过改变 温度 （Ｏ Ｏ℃） 反应 时间 ３ ～７ 、
（ ～３ｈ 、 化剂 浓度 （ ．％ ～ １ ５ 、 和 乙 醇 的摩 尔 比 （ ： ～ １ ９ １ ）催 Ｏ５ ． ％） 油 １３ ： ）研 究 生 物 柴 油 的 生 产 技 术 。结
了用 菜籽油 和大 豆油 制成 的生 物 柴油 以及 正 常和低 硫含 量 的 ２种 石化 柴 油 排 放 的气 体 的诱 变性 ， 结果 发 现 ２种生物 柴油 和低硫 石 化 柴油 气体 排放 物碳 黑 和多 核芳 香 化 合物 比正 常 石 化 柴 油要 低 。Ｃ ｒｏ ｅ ａｄｎ 等 】 研究 了生物 柴油 （ 甘蓝 型 油菜 和埃 塞 俄 比亚芥 ） 与石 化 柴油 对 发 动机 性 能 的影 响 ， 果 表 明废 气 及 颗粒 物 结 的释 放 比石 化 柴油低 ， 大 部分 颗粒 物是 可溶 的 。生产 生 物柴 油 的原 料 来 源 较 为 丰 富 ， 且 如美 国的 大豆 油 、 动物 脂肪 ， 欧洲 的油 菜籽 油 、 物脂 肪 ， 动 日本 的动物 脂肪 ， 来西 亚 的棕 榈 油 ， 国的 大豆 油 、 弃 烹调 油 。 马 中 废 因此 ， 为可再 生 能源 ， 作 生物 柴油 将 成为 替代 能源 的主要 来源 之一 。
脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化
脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化随着环保意识的日益提高和能源危机的严重化，生物柴油作为一种绿色能源备受关注。
菜籽油在生物柴油生产中具有广泛的应用，但其高质量生产的成本较高、效率较低，同时菜籽油中的游离脂肪酸含量较高，容易引起催化剂的失效等问题，因此需要对脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺进行优化。
优化催化剂的选择是脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油的重要环节之一。
一般来讲，脂肪酶可以分为水溶性脂肪酶和有机溶剂脂肪酶两种类型。
其中有机溶剂脂肪酶多用于聚合物的合成，而水溶性脂肪酶则适用于催化生物柴油的合成。
在实验条件下，通过对比研究，发现水溶性脂肪酶能够有效提高菜籽油转化率、降低游离脂肪酸含量，并且具有较好的重复性和催化效率，因此应作为优化催化剂的首选。
优化反应条件是脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油的另一个重要环节。
反应时间、催化剂用量、反应温度等反应条件都对催化菜籽油制备生物柴油的转化率、选择性和纯度等有着重要的影响。
一般来说，随着反应时间的延长，菜籽油的转化率会逐渐提高；但是时间过长会导致生物柴油中的杂质增多，降低其质量。
此外，催化剂用量也是影响反应结果的关键因素。
催化剂用量过多会导致催化剂失活并降低产品收率，而用量过少则会影响反应速率，从而影响产品质量。
在反应温度方面，菜籽油和催化剂的亲热性随着温度升高而增大，使得反应速率加快，但是过高的温度也会导致产品收率下降和产物生长情况不良。
因此，通过对这些关键参数的优化，可以得到高效率、高收率、高选择性、高纯度的生物柴油。
此外，还可以通过优化菜籽油的预处理方法，进一步提高生物柴油的产率和质量。
一些研究表明，在酸碱催化剂引发的预处理中，碱处理可以有效降低菜籽油中游离脂肪酸的含量，有利于提高生物柴油的转化率和产量；酸处理则有助于降低游离脂肪酸的含量，并能够降低催化剂的失效。
此外，还可以采用微波辅助提取、超声波处理等方法对菜籽油进行预处理，在提高生物柴油产率的同时，降低能耗，提高生产效率。
溶剂法从油菜籽制备生物柴油的工艺研究
2008年1月第23卷第1期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and O ils A ss ociati onVol.23,No.1Jan.2008溶剂法从油菜籽制备生物柴油的工艺研究王鲁峰 陈 果 李小定(华中农业大学食品科技学院,武汉 430070)摘 要 研究了用不同溶剂从油菜籽中浸出菜籽油,并直接反应制备生物柴油的工艺条件。
考察了溶剂种类、提取时间、油菜籽粉碎粒度等因素对菜籽油提取率的影响。
结果表明,以甲醇环己烷为溶剂,在浸出菜籽油的同时进行酯交换反应制得的生物柴油效果较好。
测定了生物柴油的酸价、碘值、密度、脂肪酸组成等指标。
关键词 生物柴油 油菜籽 甲醇 环己烷 浸出 目前,我国生产生物柴油主要采用化学方法,即用天然油脂与低碳醇发生酯化反应,生成相应的脂肪酸酯类化合物,在经后期处理即得生物柴油产品。
生物柴油生产最重要的原材料为植物油,约占生产成本的70%～80%。
与其他油料作物相比,油菜种植范围广,发展潜力大,菜籽油的脂肪酸组成适宜于生产生物柴油。
用油菜籽生产生物柴油可较好地协调我国粮食安全与能源安全的矛盾,因此,油菜是我国生物柴油产业化最理想的原料之一[1]。
用油料作物为原料生产生物柴油的普通方法为先用压榨等工艺制取植物油,再用植物油加工成生物柴油。
为简化工艺,降低生产成本,本文探讨了用溶剂法提取菜籽油并直接反应生产生物柴油,为工业化生产提供理论依据。
1 材料与方法1.1 材料与试剂油菜籽由华中农业大学油菜基地提供。
油菜籽含水量为7.36%,粗脂肪含量为41.27%。
甲醇、正己烷、环己烷等试剂均为分析纯。
1.2 实验仪器索氏提取仪500mL/1000mL:四川蜀牛;QSY-2型电热恒温水浴锅:北京医疗设备厂;N-1000旋转蒸发仪:EYE LA上海爱朗仪器有限公司;SHB-2型循环水式真空泵:郑州长城科工贸有限公司;98-2-B磁力搅拌电热套:上海泰斯特仪器有限公司;基金项目:国家“十五”重大科技专项(2001BA501A20)收稿日期:2006-10-27作者简介:王鲁峰,男,1983年出生,硕士,食品科学通讯作者:李小定,男,1968年出生,副教授,食品科学GC-9A气相色谱仪:日本岛津。
碱催化食用油制备生物柴油的实验
1.2 生物柴油的优点 生物柴油是一种无污染并且可再生资源，可以作为柴油的优质替代燃料，生物柴油与常
规柴油的相比情况见表 1.2，从此表中，可以得出其具有许多非常显著的优点：具有无毒、可 生物降解、可再生性能、优良的环保特性、较好的安全性能、良好的燃烧性能、十六烷值高、
和国外相比，我国的生物柴油研究还处于起步阶段，但发展迅猛。目前在我国已研制成 功利用菜籽油、大豆油、米糠下脚料和野生植物小桐籽油等为原料生产生物柴油的工艺。许 多企业像海南正和、四川古杉、福建卓越新能源发展公司等都拥有了自主知识产权的技术， 已经实现生物柴油的工业化，为我国的生物柴油的快速发展奠定了良好的基础。面对这样的 情况，尽快建立生物柴油相关的质量、生产流程生产方面的国家标准，保证优质产品进人市 场工艺设计以及安全随着生物柴油的竞争力不断提高，政府的扶持和全世界汽车车型柴油化 的趋势加快，生物柴油的应用前景将更加广阔[13]。
菜籽油制取生物柴油报告及方法
分析以上方法，从原料﹑催化剂以及其经济性等方面考虑，我们选择以氧化钙催化菜子油酯交换生产生物柴油的方法。
此方法使用非均相催化剂不仅可以克服均相酸碱催化的缺陷,而且催化剂分离简单,反应条件温和,催化剂可重复使用,环保无污染，原料易得等优点。
3、实验部分3.1 原料和仪器菜子油[市售仁精制处理后的皂化值（KOH）183.8mg/g,酸值（KOH）0.43mg/g,平均相对分子质量923, 密度921.0kg/m3];其他实验试剂均为分析纯。
YXJ-1离心沉淀器，江苏金坛国华仪器厂；SP-6800色谱分析仪，山东鲁南化工仪器厂；GC-1690气象色谱仪，科晓仪器公司。
3.2 固体碱催化剂的制备采用浸渍法制备固体碱CaO/MgO催化剂。
以轻质MgO为载体, 醋酸钙为钙源, 并配制成质量分数为22.6%的醋酸钙溶液MgO载体经过500℃煅烧8h,v(醋酸钙液) : v(MgO)=3:4用玻璃棒充分搅拌均匀放置老化1h 后, 挤成条状, 置于坩埚中,80℃干燥8h .再经700 ℃煅烧24h. , 即制得固体碱CaO/MgO催化剂。
放人密封袋, 保存在干燥器中待用。
3.3 酯交换反应在1000ml 装有回流装置的四口烧瓶中，加入经精致处理过的菜籽油500ml、甲醇125ml，搅拌加热达到反应温度后，加入固体碱CaO/MgO催化剂，定时取3ml反应产物只预装有2mlNaH2PO4浓度为0.17mol/l水溶液的式样瓶中，摇匀，使采出的反应产物立即终止反应，并迅速放入冰箱冷冻，备用，反应数小时后结束。
采用气相色谱仪检测混合脂肪酸甲醋的含量。
色谱工作参数：氢火焰离子检测器,50m×32mm 毛细管柱, 固定相SE 一 3 , , 炉温280 ℃检测器温度300 ℃, 进样器温度300 ℃, 进样量为0.1ul,内标法( 内标物；己二酸二己醋1)计算混合脂肪酸甲醋的含量。
三、实验所需药品和仪器：药品：菜子油（约2kg）﹑氧化钙（分析纯）﹑甲醇(分析纯) ﹑氢氧化钾固体仪器：烧杯（七个）﹑量筒（一个）﹑容量瓶（一个）﹑分液漏斗（一个）铁架台（两个）﹑恒温水浴槽（一个）﹑冷凝管（一支）﹑三口烧瓶（一个）﹑烘箱（一个）﹑马福炉（一个）﹑玻璃棒（一支）﹑电子天平（一个）﹑PH试纸﹑温度计（一支）﹑离心机（一个）﹑天平（一个）﹑电动搅拌器（一个）四、实验原理目前工业生产生物柴油主要是应用酯交换法，酯交换法是将动植物油中的脂肪酸甘油三酯与低分子醇发生酯交换反应，使其转化为脂肪酸单酯，作为生物柴油，从而达到降低其分子两、改善其性能的目的。
菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用
菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用随着环境污染的日益加重，石油资源的日益枯竭，世界各国都在寻找新的替代能源，其中生物能源展现出了巨大的潜力。
作为最有希望替代传统石油的生物柴油，一直是能源领域的研究热点。
本文将着重探讨菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用。
一、菜籽油菜籽油是一种从植物油中提取的非常健康的油，适用于烹饪、油炸、腌制和烤肉等。
而且，菜籽油还在生物柴油的生产中扮演着重要的角色。
除了其低成本外，菜籽油的每蒸发净化后可以被利用为质量基准，从而得出更纯净的柴油产品。
二、甲醇生物柴油制备技术甲醇生物柴油制备技术是生产生物柴油的重要方法之一，其制备过程是通过甲醇和植物油进行化学反应，产生与传统柴油相似的燃料。
这种生产方式在生物柴油产业中具有较大的应用前景。
三、菜籽油甲醇合成生物柴油的研究随着生物柴油产业的逐渐成熟，菜籽油甲醇合成生物柴油的研究也备受关注。
在这种制备中，菜籽油中的不饱和脂肪酸化学反应相对较少，其可转化为其它有用化合物的机会也减少了。
生产菜籽油甲醇合成生物柴油的过程如下:首先，菜籽油酯通过催化剂转化为菜籽油甲醇酯，然后在酸催化剂的作用下加压脱甲醇，形成生物柴油。
由于甲醇生物柴油制备技术具有很高的效率和生产成本表现优良，因此制备生物柴油的菜籽油甲醇合成方法是非常具有前途的。
四、菜籽油甲醇合成生物柴油的应用生物柴油是一种完全可再生的燃料，它可以用于各种液体燃料发动机。
这种燃料可以用于混合燃料、地热燃料、煤炭和沙子上的燃料等领域。
菜籽油甲醇合成生物柴油作为一种低污染、环保的燃料，对于环境的改善和促进社会的可持续发展有着积极的作用。
应用该燃料不能仅仅为了实现可持续发展，还可以减少世界各国对石油的依赖，保证能源供应的稳定性，进而保障国家的经济与社会的发展。
总之，菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用具有灿烂的前景。
我们必须在理解它的实用性和影响力的同时，认真投入研究工作，促进其发展，为全球能源结构的调整和生态环境的长远发展做出贡献。
设计实验 生物柴油的制备及表征
生物柴油的制备及表征一：实验目的(1) 了解餐饮废油化学法制备生物柴油的原理和操作方法。
(2) 熟练掌握离心分离、回流、减压蒸馏等操作技术。
二：实验原理本次实验通过酯交换反应由植物油制备生物柴油。
用菜籽油代替废油。
酯交换法：目前工业生产生物柴油的主要方法是酯交换法,即用各种动物和植物油脂与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低碳醇在催化剂作用下反应而成.因甲醇价格低廉,故常用甲醇.酯交换法又包括:酸或碱催化法、生物酶法、工程微藻法和超临界甲醇法。
以甲醇为例：催化剂一般为酸、碱或酶，其中碱性催化剂包括NaOH 、KOH 、各种碳酸盐以及钠和钾的醇盐，酸性催化剂常用的是硫酸、磷酸或盐酸皂化：原来指动植物油脂与碱作用而成肥皂(高级脂肪酸盐)和甘油的反应，现在指酯与碱作用而生成对应的酸(或盐)和醇的反应。
是C H 2 C H 2C H C O O R ' C O ORCOO R "3 C H 2O H+ C H 3 CO OR C H 3 C OO R 'C H 3COOR "C H 2 C H 2 C HO H O HO H+ 生物油脂一种水解反应。
三：实验材料及仪器仪器：三口烧瓶、圆底烧瓶、带搅拌功能的电热套、球形冷凝管、直形冷凝管、温度计、烧杯、分液漏斗、铁架台、锥形瓶(250mL)、试剂瓶、容量瓶、称量瓶、玻璃棒，PH试纸。
药品：甲醇、正己烷、固体氢氧化钠、菜籽油.四：实验步骤1、先将三口烧瓶和锥形瓶做干燥处理，取甲醇4.6克（5.8毫升）放到锥形瓶中，后称取0.2克氢氧化钠并使之溶解在甲醇溶液中。
2、先向三口烧瓶中加入20克菜籽油，称取40克正己烷（61毫升）做共溶剂并加到烧瓶中。
3、当氢氧化钠完全溶解于甲醇溶液中后，将其加到三口烧瓶中，磁子搅拌。
4、恒温水浴加热，温度保持在60—65度左右，流1.5—2小时。
5、停止加热后，冷却。
取出三口烧瓶，将其中的产物移至分液漏斗中，静置（2.5—3小时是否有快捷方法？），分液，上层为生物柴油，正己烷和甲醇 下层主要为甘油。
氧化钙催化菜籽油酯交换制备生物柴油
氧化钙催化菜籽油酯交换制备生物柴油摘要以菜籽油和甲醇为原料, 在固体碱催化剂的作用下, 通过酯交换反应制得生物柴油( 脂肪酸甲酯)。
以氧化钙为催化剂, 通过正交试验得到该反应的最佳工艺条件: 温度60度, 催化剂用量为菜籽油质量的1%, 醇油比为10 ：1( 物质的量比), 反应时间3 h, 甘油收率达80. 8%。
正交试验由文献和预试验可知, 影响碱催化酯交换反应的因素主要有温度、催化剂用量、醇油比和反应时间。
为了寻找氧化钙催化酯交换反应的最佳工艺条件, 本试验设计了三水平四因素正交试验。
各因素和水平分别为: 温度( A ) : 60、65、70 ℃ ; 催化剂用量( B ) (与原料油的质量比, 下同) : 1% 、1. 5%、2%;醇油比( C 物质的量比, 下同): 6:1、8:1、10:1; 反应时间( D) : 2. 5、3、3. 5 h。
试验结果见表1从表1中可以看出, 各影响因素对酯交换反应的影响大小依次是: C > B > D > A, 其中醇油比对反应的影响最大, 温度和反应时间的影响相当。
如果单纯从甘油收率来考察, 最优反应条件组合是A3 B1C3D1; 但是从表中我们还可以看出,在60℃反应时, 效果和70℃时反应差不多, 我们可以适当延长反应时间来弥补这个差异, 达到相当的转化率。
综合, 选定最佳反应条件: A1B1C3D2。
关键词生物柴油; 环境友好; 固体碱催化剂; 氧化钙; 酯交换反应。
前言生物柴油是一种可再生的清洁能源, 有“再生燃油”之称, 其主要成分是以动物油、植物油、煎炸废油等为原料与甲醇进行酯交换反应获得的脂肪酸甲酯。
使用生物柴油与使用石化燃料相比, 具有以下优点: 优良的环保特性, 较好的润滑性能, 较好的安全性能, 具有良好的燃烧性能, 可再生性能好。
使用生物柴油的柴油机系统基本不需改动, 可与石化柴油任意比混合。
生物柴油的制备方法主要有物理处理法、化学反应法和生物合成法。
生物柴油的研究与开发
生物柴油的研究与开发生物柴油是一种使用植物油、动物油或废弃油脂等生物质材料制成的可再生燃料，它是一种天然的、可再生的燃料，逐渐成为如今全球范围内的替代传统化石燃料的主要方向之一。
同时，生物柴油的生产过程中不会产生二氧化碳等有害物质，具有很好的环保性能。
本文将介绍生物柴油的研究与开发，以及其优点和发展前景。
一、生物柴油研究与开发的历史生物柴油的研究与开发始于20世纪60年代，当时人们开始关注传统的化石燃料减少以及环境污染问题。
最早的生物柴油由油菜籽油制成。
此后，不断有科学家和工程师加入到生物柴油的研究队伍中，为生物柴油的发展做出了巨大的贡献。
二、生物柴油的优点生物柴油的使用对环境的影响非常小，与传统的石油燃料相比，生物柴油的使用能够减少排放的废气和有害物质，保护环境。
此外，生物柴油的成本相对较低，其制备过程利用了植物油等生物质材料，可以减少依赖化石燃料的程度，因此能够减少传统燃料带来的环境和经济的影响。
同时，在许多国家，政府也明确表示鼓励使用生物柴油，通过财政激励等方式，促进了生物柴油市场的发展，加速了生物柴油技术的发展和生产的推广。
三、生物柴油的发展前景目前，生物柴油的使用已经逐渐成为可再生能源领域的一个重要方向。
随着环保、健康和经济性等的需求日益增加，生物柴油作为一种天然的、可再生的燃料，其市场需求也逐渐增加。
生物柴油在发达国家中得到了广泛的使用和推广，而在我国，目前生物柴油的应用率还较低，不过在政策的支持下，生物柴油行业发展的前景是非常广阔的。
尽管生物柴油的使用优点明显，但仍然需要进一步的研究来完善生产技术，提高生物柴油的产量和质量，并降低制造成本。
同时，在生产过程中产生的废弃物等问题也需要解决。
可以预期的是，随着技术的不断发展和市场的不断扩大，生物柴油将会成为未来的一个主流燃料选择。
总之，生物柴油作为一种可再生的燃料，具有很好的环保性能和经济性能，是一种有着广阔前景的可持续发展的替代化石燃料的可行方案。
菜籽油制备生物柴油及其理化性能的研究
菜籽油制备生物柴油及其理化性能的研究
雷猛;许世海;魏小平
【期刊名称】《后勤工程学院学报》
【年(卷),期】2004(020)004
【摘要】研究了植物油(菜籽油)在NaOH催化作用下与甲醇反应制备生物柴油的工艺条件,考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等条件对反应的影响,实验结果表明该反应较适宜的条件为:反应温度50℃、醇油摩尔比6:1、催化剂用量为原料油质量的0.8%、反应时间为20min.对所得生物柴油的主要性能指标进行了考察,发现除粘度较大外,其主要性能指标与我国0#柴油相接近,掺入少量柴油后完全可以作为柴油机燃料使用.
【总页数】5页(P59-63)
【作者】雷猛;许世海;魏小平
【作者单位】后勤工程学院,军事油料应用与管理工程系,重庆,400016;后勤工程学院,军事油料应用与管理工程系,重庆,400016;后勤工程学院,军事油料应用与管理工程系,重庆,400016
【正文语种】中文
【中图分类】O621.25+6.4
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菜籽油制备生物柴油性能试验研究与分析摘要：本文是对菜籽油制备的生物柴油的理化性能及燃烧性能进行测试研究。
以菜籽油为原料，通过酯交换法制备生物柴油，与0#柴油部分理化性能指标的对比，通过对比各项指标都已达到国家指标，对三种掺混比例生物柴油混合燃料进行了发动机台架试验，结果表明:掺烧生物柴油的混合燃料时燃油消耗率、co排放略有升高，hc排放明显低于0#柴油。
菜籽油制备的生物柴油可以满足替代石化柴油的要求。
关键词：菜籽油；生物柴油；柴油发动机；排放abstract: in this paper the preparation of rapeseed oil is the physico-chemical properties of the biodiesel and combustion performance testing research. to rapeseed oil as raw material, through the ester exchange method for biological diesel, and 0 # diesel part of the performance indexes of physical and chemical contrast, through comparing various indicators have reached national indexes, the three kinds of the mixing proportion of biodiesel fuel mix the diesel engine test, the result shows that the content of the mixed fuel burn biodiesel fuel consumption, co emissions whena slightly increased, hc emissions significantly lower than0 # diesel. the preparation of rapeseed oil biodiesel can meetthe requirements of the alternative petrochemical diesel. keywords: rapeseed oil; biodiesel; the diesel engine; emissions0 引言随着社会经济的发展，国民生活水平的提高，车辆在人们的日常生活当中越来越普及，大量使用石化燃料的同时也带来了许多问题，如石化柴油含有多有害物质，通过燃烧后直接排入大气层，对环境和人类的生存有着破坏作用，石化能源又是不可再生能源，面临着能源枯竭等问题。
各国相继寻找清洁、安全、可再生、可替代石化柴油的新能源。
生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工业微藻等水生植物油脂及动物油脂、废餐饮油等为原料，通过物理或化学的方法制成的甲脂或乙脂燃料，可用来替代石化燃料来满足工业、民用等要求。
国内目前对生物柴油的生产和应用也进行了开发，已成功研制出利用菜籽油、光皮树油、麻风树油、大豆油、米糠油脚料、工业猪油、牛油等作为原料，经过甲醇预酯化再酯化作用，生产制备出的生物柴油，不仅可以作为代用燃料在柴油发动机上直接使用，而且还可以作为柴油清洁燃料的添加剂。
从生物柴油的理化性质可以看出生物柴油对环境是友好的，生物柴油所含的双键数目少，分子中含氧量较高，含碳支链数目少或没有，这使得生物柴油有较好的燃烧特性，燃烧比较完全。
石化柴油燃烧过程产生的主要污染物是：烟尘颗粒、sox、co、hc以及nox等。
与石化柴油相比，生物柴油的燃烧尾气中除nox浓度稍微升高外，烟尘颗粒、sox、co、hc的排放明显下降[1,2]。
此外，生物柴油中不含有芳香烃，燃烧后不会产生芳香烃和pah。
而且生物柴油还具有无毒、可生物降解等优点。
本文对菜籽油制成的生物柴油进行理化性能指标测试、发动机燃烧试验，对排放性能进行研究。
从而进行分析掺烧生物柴油尾气成分，得出更经济、更环境友好的掺烧比例。
1 材料与方法1.1 试验材料市购菜籽油、甲醇（分析纯）、磷酸（分析纯）、氢氧化钠（颗粒状）1.2 实验原料和方法1.2.1 生物柴油的制备本试验采用酯交换法制备生物柴油[3]，即通过甲醇将原料油中的脂肪酸甘油酯的甘油基取代下来，形成碳链较短脂肪酸甲脂和甘油。
其反应原理如下：c3h5(rco0)3+3ch3oh=3rcooch3+c3h5(oh)3首先，取一定量的菜籽油置于烧杯中，水浴加热至60℃，将按比例混合好的甲醇氢氧化钠溶液倒入烧杯中，开始搅拌、并计时，待反应结束后将烧杯在室温的条件下静置分层，上层为生物柴油与甲醇的混合物，下层为甘油与未反应的脂肪酸甘油酯的混合物，收集上层液体并用磷酸溶液滴定至中性，加入温水洗涤3—4次，静置分层后除去下层的水相，将上层淡黄色液体在常压下进行蒸馏，以除去甲醇和水分,待蒸馏结束后，过滤除去杂质，即得淡黄色的澄清液体生物柴油。
1.2.2 生物柴油理化性能指标试验设备：tsy—1109/1109a石油产品运动黏度测定仪、tsy-1103a石油产品半自动闪点测定仪、tsy—1115石油产品铜片腐蚀测定仪、tsy—1110原油和液体石油产品密度测定仪、tsy—1106a石油产品馏程测定仪等仪器。
试验方法：根据各个实验仪器使用方法及国家标准的要求进行测试。
1.2.3 生物柴油台架试验实验装置：zx195柴油发动机、dsz-2转速数字显示仪，d-150水力测功仪，fc2210智能油耗仪、nha505废气分析仪、烟度计。
试验方法：本试验是在海拔1900m，相对湿度为60%，实验室温度为25 ℃的实验室中进行的，将柴油机油箱中注入0#柴油并进行5分钟热机，让柴油发动机在2000r/min的转速下改变发动机的负荷，分别在0%、20%、50%、80%、100%五个阶段通过所接仪器对hc、co和油耗等测试，记录所得数据，然后将油箱中的油全部放尽；将掺混10%生物柴油的混合燃料分别加入油箱中同样空机运行几分钟，保证混合燃料充满整个油路，然后进行测试、数据采集；同样的方法将掺混20%生物柴油的混合燃料进行试验、数据采集；最后做100%生物柴油的试验，并进行数据采集。
2 试验结果与分析2.1 部分理化性能指标对比从表二中可以看出b100生物柴油的部分理化性能指标与0#柴油相接近，其中，运动黏度在石化柴油的范围内，接近于上限，所以雾化情况要略差于石化柴油；b100生物柴油的密度、铜片腐蚀接近于0#柴油；在闪点方面，生物柴油要高出0#柴油74℃，故在运输、储存过程中要比0#柴油更加安全、稳定。
表二b100生物柴油与0#柴油2.2 燃油消耗率从图2中可以看出在2000r/min的工况下，掺混不同比例生物柴油的混合燃料燃油消耗率总体趋势是随负荷的升高而升高，当负荷在100%时，b10、b20、b100生物柴油燃油消耗率比0#柴油燃油消耗率分别高出9.8%、9.8%、15.4%。
造成这种情况是因为生物柴油的热值要比石化柴油的低，在同一工况下掺混生物柴油的比例越高燃油消耗率越高。
图2 2000r/min不同负荷燃油消耗率2.3 hc排放从图3中可以看出hc排放在满负荷情况下随转速增加而下降，且hc排放明显低于0#柴油的排放，在2000r/min满负荷的工况下b10、b20、b100hc排放比0#柴油分别低了48.7%、52.4%、66.8%，且随着生物柴油掺混比例的升高而降低，造成这种现象是因为生物柴油中芳香烃含量很少，十六烷值比较高，理论上讲芳香烃含量越少，则其滞燃期越短，hc排放越低；十六烷值较高时，燃油着火性能较好，滞燃期短，其未燃烧碳氢和裂解碳氢均少。
另外，生物柴油含有10%的氧，使生物柴油燃料比石化柴油更有利于燃烧，从而减少hc化合物的排放。
因此，掺混生物柴油的混合燃料由于芳香烃含量减少、十六烷值高、含氧量增加，使得混合燃料在柴油机中燃烧的hc排放相对降低[5～8]。
图32000r/min满负荷hc排放2.4 co排放从图4中可以看出掺混生物柴油比例越高时co排放在2000r/min 的工况下随负荷升高而升高，当负荷达到100%时co排放高于石化柴油，co是燃油燃烧的中间产物，根据发动机co形成的机理[3,4]：当混合气过浓(大负荷时或者发动机启动时)，将因缺氧所致；或者燃烧温度过低(混合气过稀)，co进一步氧化的速度减慢，虽然生物柴油含有10%的氧，但由于生物柴油的黏度远远大于石化柴油，严重影响了生物柴油在柴油机中的雾化性能，使其燃烧不完全，从而造成co排放增加。
而且，当燃用生物柴油和柴油混合燃料时，生物柴油里面仍有一定的甲醇、甘油和钠盐等杂质未除净，也会造成燃料燃烧的不充分。
高负荷时，co的排放急剧上升是因为在高负荷高转速时，柴油机的喷油量增加使局部缺氧加剧，燃油不能充分燃烧，从而生成更多的co[9～11]，因而导致了在2000r/min满负荷工况下混合燃料的co排放比石化柴油的要高，且掺混比例越高排放比例也越高。
图4 满负荷co排放3 结论1）通过部分理化性能指标的对比，生物柴油闪点比0#柴油高，可以看出生物柴油在运输储存方面要比石化柴油0#柴油安全；由于运动黏度比0#柴油的高，所以在雾化方面要比0#柴油差些。
2）通过zx195柴油机燃用0#柴油和分别掺混20%、50%、100%生物柴油的混合燃料的排放对比试验可知：菜籽油为原料油制备的生物柴油在燃油消耗率方面比0#柴油略有升高；在hc排放方面明显低于0#柴油，co排放量略高于0#柴油，综合测试显示掺混比例为20%生物柴油的混合燃料最为理想[12,13]。
参考文献：[1] 吴贵福，贾元华，姜东华.柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究[j].内燃机，2009,6：43-45.[2] 范焱虎. 三种生物柴油理化性能指标对比分析及柴油机试验研究[d].云南农业大学硕士论文，2011（6）.[3] 玄伟东. 桐油制备生物柴油工艺研究及柴油机性能试验分析[d].云南农业大学硕士论文，2009（6）.[4] 孟祥梅.废油脂制取生物柴油的工艺优化及发动机试验[d].天津大学硕士论文,2006(2).。