高丽君 毕业论文开题报告生物柴油脱酸 - 副本

石油化工学院本科生毕业论文开题报告论文题目：油品脱酸研究Ⅰ—吸附法系名称：应用化学专业：工业分析学生姓名：高丽君学号：0601020726指导教师：李剑2010年4月5日 本课题研究的意义、国内外研究现状和发展趋势生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油与常规柴油相比，具有下述无法比拟的性能：①具有可再生性能。原料来源广泛易得，可从根本上摆脱对石油能源的依赖；②具有优良的环保特性。无毒，比10%食用盐水还小；能生物降解；基本无硫和芳烃；③具有较好的低温发动机起动性能，使用区域广阔；④具有较高的运动粘度，更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，降低机件磨损；⑤含氧量高，燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少，点火性能优于石化柴油；⑥安全性好，闪点高于100℃，不属于危险品；⑦十六烷值高，燃烧性能优于普通柴油，不同醇为原料制备生物柴油对十六烷值的影响较小。国内外对于生物柴油的研究现状及发展趋势：(1)美国美国是最早研究生物柴油的国家之一，20世纪90年代开始生产并商业应用。美国联邦政府、国会以及有关州政府通过政令、法规和补贴等措施鼓励生物柴油的生产和消费。1980年制定了国家能源政策，目的在于促进本国可再生能源的应用。1992年的能源政策措施规定，到2010年止，计划以非石油的替代燃料代替总进口石油燃料的10%。美国政府对使用生物柴油者给予环境贷款，除此之外还成立了国家生物柴油委员会专门解答有关生物柴油的各种问题。 (2)欧盟欧盟是全球最大的生物柴油生产地，生产原料主要是菜籽油，其次还有少量的葵花油和大豆油。同时欧盟也是全球最大的生物柴油消费地，其消费份额已占到成品油市场的5%。2001年生物柴油产量已超过100万吨，2003年达到176万吨，2004年提高到193万吨，2005年进一步提高到370万吨。2007年欧盟生物柴油产量预计达到610万吨，计划2010年达到800～1000万吨，占柴油市场份额的5.75%，预计到2020年将达到20%。(3)日本日本1995年开始研究生物柴油，由于植物资源相对贫乏，日本主要以食用废油为原料生产生物柴油。日本每年的食用油脂消耗为约200万吨，而废弃的食用油达40万吨，约占20%。1999年建成了煎炸油为原料油生产生物柴油（259L/d）的工业化试验装置。目前生物柴油年产量可达40万吨，售价与石化柴油相当。2004年5月，日本Mitsui公司宣布在南非建设10吨/年生物柴油装置，并于2006年投产。(4)中国中国由于油料产量和价格等因素，对生物柴油的科研和开发起步较晚。中国政府从2000年才开始正式重视生物柴油的研究和开发。在2001至今由中国工程院和国家经济贸易委员会牵头，组织石油化工研究设计院、农业部新能源处、中石化设计研究院和国家计委能源所、中石化集团、中国油品检验中心等各相关部门和单位就有关生物柴油在中国的开发利用以及标准制定等进行了多次论证研究。在国内已报道的生物柴油生产装置已有多条，主要分布在河北、福建、四川等地 ，但目前全国的实际年生产数量估计也仅约几万吨。从报道来看，由于中国油脂原料价格的原因，与目前国际上普遍通行的采用植物油脂为原料不同，各生物柴油生产厂家均将主要的原料来源瞄准了餐饮业的废油如地沟油，泔水油，油脚以及不可食用的木本油料，如麻风树籽油等。同时由于工艺技术和投资的原因，大多以间歇式生产工艺为主，年产量几百至几千吨。就目前而言，中国生物柴油生产技术应该处于初级阶段。对于生物柴油脱酸的研究，现在还处于初级阶段。所以相关的文字论述很少。但是，我们已经知道，生物柴油中大部分的酸属于脂肪酸。对于脱脂肪酸，我们已有一定的研究。所以我们可以借鉴脂肪酸的脱酸方法，找到适宜的生物柴油的脱酸方法。脂肪酸脱酸方法：（1）混合油碱炼法[1]混合油碱炼法是指将浸出法得到的混合油，通过添加或蒸发部分溶剂，调整混合油到一定的浓度，进行碱炼，除去皂脚后，再脱除溶剂的精炼工艺。2）酯化脱酸酯化脱酸是利用脂肪酸与甘油或甘一酯的酯化合成反应，达到降低油脂中FFA含量的目的。酯化脱酸法可大大提高油脂产出率，降低油脂炼耗。根据油脂酯化使用的催化剂可分为化学法和酶法。3）蒸馏法脱酸[2]该法是借助于甘油三酯与FFA相对挥发度不同，在高真空的条件下，蒸馏出油脂中的FFA，以降低油脂中的FFA的过程。常用方法有水蒸汽蒸馏法和分子蒸馏法。（4）溶剂法脱酸溶剂法脱酸包括有机溶剂脱酸法[3]和超临界CO2脱酸法[4]。有机溶剂脱酸是利用甘油酯与脂肪酸在一些有机溶剂中的溶解度的不同，可有效分离油脂中的FFA。FFA在乙醇、甲醇中的溶解度远大于甘三酯。发现随着乙醇浓度的增加，对油脂中FFA的脱除率也增加，但同时中性油的损失量也加大。超临界CO2是利用FFA与甘三酯在超临界CO2 中的溶解性能的差异，通过对萃取温度和压力控制，来脱除油脂中的FFA。常用的方法有分压萃取法、两级分离法和精馏柱分离法。（5）膜分离脱酸法[5]根据甘油酯与FFA分子量大小的差异，可利用膜分离技术对油脂中的FFA进行有效分离。Sengupta用截留分子量为10000D的聚砜膜超滤混合油浓度为28％的大豆油，混合油在超滤前添加0.14%的氨水(浓度为33%)中和其中的FFA，磷脂和生成的皂被膜截留。此法可使磷脂去除率达99.6%,FFA去除率达96.8%。而用PEBAX纳滤膜对溶于丙酮溶液中的甘三酯与FFA混合油(1：1)的甘三酯截留率达95%-99.9%,而对FFA的截留率仅有55%-62%。聚酰胺(截留分子量500D-600D)、醋酸纤维膜(截留分子量500D)对FFA的截留率大于90%。在石油资源日趋枯竭和需求量日益扩大的双重压力下，大力发展生物柴油对经济可持续发展、推进能源替代、减轻环境压力、控制城市大气污染具有特别重要的战略意义。本课题主要研究使用铁系吸附剂作为脱酸剂使自制的生物柴油脱酸，通过考察剂油比、反应时间、反应温度对脱酸效果的影响，找到使用铁系吸附剂脱酸的最佳条件；利用吸附容量试验及吸附剂再生试验表征了此吸附剂的好坏。因为，现在我国对于生物柴油脱酸方法的研究很少，如果本实验找到了适宜脱酸剂及脱酸条件，对于我国生物柴油生产具有重要的理论意义和现实意义。参考文献[1]杨文倩，唐晓东，邹雯炆等.柴油脱酸工艺研究新进展[J].精细石油化工进展.2007,8(3):35～39[2]唐晓东，徐荣，段启兵.复合溶剂萃取法用于直馏柴油脱酸研究[J].西南石油学院学报.1996,18(1):105～110[3]钱俊青，方型长.稻壳吸附剂应用于大豆油脱磷与脱酸[J].浙江工业大学学报.1998,26(4):293～296[4]邵荣，钱仁渊，秦金平.超临界CO2萃取技术在油脂和脂肪酸分离中的应用[J]. 中国油脂.2001，26(2)：9～12[5]汪勇，王兴国.膜分离技术在油脂工业中应用[J].粮食与油脂.2001,10(2)：2～5 二、本课题的主要研究内容与主要创新点本课题主要研究使用铁系吸附剂作为脱酸剂使自制的生物柴油脱酸，通过考察剂油比、反应时间、反应温度对脱酸效果的影响，找到使用铁系吸附剂脱酸的最佳条件；利用吸附容量试验及吸附剂再生试验表征了此吸附剂的好坏。研究内容：（1）使用不同吸附剂对同种生物柴油脱酸。根据脱酸率，找到最佳的吸附剂。（2）通过考察剂油比、反应温度、反应时间对脱酸效果的影响，找到脱酸条件。（3）将脱酸剂进行重复使用，考察它的稳定性及饱和容量。（4）利用表面活性剂AEO3为脱附剂，对饱和了的脱酸剂进行再生试验。主要创新点：使用铁系吸附剂作为生物柴油的脱酸剂，脱除生物柴油中的脂肪酸。将此方法用于已制备好的生物柴油脱酸。 三、课题进度安排3月1日～3月22日查阅中英文资料，文献综述及外文翻译3月23日～4月5日开题4月6日～4月13日准备药品、调试装置4月14日～5月24日实验5月25日～6月1日整理补充数据6月2日～6月14日撰写论文6月15日～预答辩四、指导教师意见指导教师签字：年月日 四、教研室意见教研室主任签字：年月日