食用油酯交换法制生物柴油班级：12级化工（2）班前言：生物柴油是一种发展迅速的可再生能源,它可以作为传统石化柴油的良好替代品。动植物油、废弃食用油和植物油精炼皂脚都可以作为原料来制备生物柴油。酯交换法是最常用的生物柴油制备方法,目前根据选用催化剂的不同酯交换法又可以分为均相催化法、非均相催化法、脂肪酶法以及超临界法。均相催化法已经研究的比较成熟,广泛应用于工业化生产。非均相催化法、脂肪酶法可以较好地解决催化剂与产品的分离问题,是目前的研究热点。超临界法对原料要求较低,后处理过程简单,有较大的发展潜力。实验原理：试验采用强碱为催化剂制备生物柴油，餐饮废油的杂质、酸值较高且不稳定，直接进行反应会产生皂化反应导致试验失败。所以需先进行预酯化反应，减少原料的脂肪酸含量再进行酯交换反应。酯交换反应：在预酯化后的反应物中加入甲醇钠进行酯交换，反应原理如下：其中生物油脂可以是天然的植物油、动物脂肪、以及食品工业的废油等，用于醇交换的醇除了甲醇还可以使用乙醇、丙醇、丁醇和戊醇等。其中最为常见的是甲醇，这是由于甲醇的价格低，同时碳链短、极性强，能够很快地与脂肪酸甘油酯发生反应，且碱性催化剂易溶于甲醇。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。实验器材：试验仪器：Gc一9A气相色谱仪、HNlol一2A型电热恒温鼓风干燥箱、78Hw—l型恒温磁力搅拌器、MPl2001型电子天平、HH一2型电子、恒温水浴锅、sHz—D循环水式真空泵等。药品：硫酸（98%），无水乙醇，氢氧化钠，餐饮废油实验步骤：1.水化脱胶：将餐饮废油加热至60～70℃，过滤，除去固体杂质，加入原理质量1%的水，在70℃的温度下加热30min，再离心分离，除去磷脂和水。2.预酯化：预酯化的目的是除去餐饮废油中的游离脂肪酸，降低原料油的酸值，以免进行酯交换时因油的酸价过高而导致严重的皂化现象。将一定量的脱胶废油置于装有回流、搅拌装置的四口烧瓶中，水浴加热至一定温度后恒温，加入浓硫酸-甲醇（1:7）溶液，回流6h。反应结束后，将油脂导入分液漏斗中，静置分层，水洗，直至洗涤水呈中性为止。减压蒸馏，去除油中残留的水分。3.酯交换：将一定量预酯化后的油脂止于500ml三口烧瓶中，加热至一定温度后恒温，加入氢氧化钠—甲醇溶液（甲醇和油的摩尔比为6:1，NaOH的量为油质量的0.75%左右）。开动搅拌，在常温下反应1h,冷却、分层、中和（加酸）、洗涤、干燥过滤，得到黄色澄清透明的产品，即生物柴油。存在问题：（1）目前制约生物柴油发展的主要因素是成本,其中主要是原料成本,占总成本的60%～75%[1]。利用餐饮业废油制备生物柴油可使其成本大大降低,但餐饮业废油酸败严重且混有其他杂质,成分十分复杂,特别是它的高酸值,对酯交换法制备生物柴油十分不利。酯交换法要求原料的酸值必须小于1.0，所以实验中需注意溶液的PH值。（2）在实验过程中，要测试酯反应率，需达到80%以上，如果不达到80%的话，则混合液体则没有明显的分层现象，即制备的生物柴油不纯。（3）另外，实验所需要的反应温度、醇油物质的量比以及正确的反应时间也许多加注意，确保反映的准确和最后产品的纯度。2
