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1、-姓 名唐楠楠学 号1203023002班级12级化工3)班实验类别综合型实验题 目酯交换反响合成生物柴油指 导 教 师 评 语指导教师签章： 年 月 日实验报告正文实验报告容及格式： 1. 实验名称：酯交换反响合成生物柴油2. 班级、 ：12级化工3班 唐楠楠3. 前言 生物柴油是一种环保燃料油，是未来能源的开展方向。与同属清洁车用替代燃料的生物燃料乙醇相比，我国生物柴油生产相对开展缓慢，从我国成品油需求来看，柴油相对汽油更加短缺，在我国开展生物柴油不仅有助于降低车辆尾气污染物排放，也具有缓解柴油资源短缺的现实意义。考虑到废弃油脂是生物柴油的主要原料之一，其产业化开展还能解决废弃油脂再次进入
2、食品领域从而危害群众安康的问题。开展生物柴油，我国有丰富的原料资源，能源植物资源种类丰富多样，主要有豆科，菊科，夹竹桃科等等，目前中国生物柴油的开发利用还处于开展初期，要从总体上降低生物柴油本钱，使其在能源构造中发挥更大的作用，只有向根底开展，从产业构造调整，能源平安和生态环境治理等方面综合考虑。 生物柴油是可再生的油脂原料，诸如植物或动物油脂等经合成所得到的长链脂肪酸甲酯，生物柴油的方法有许多种，其中化学法生产是采用生物油脂与低碳醇，在酸性或者碱性催化剂和高温下发生酯交换反响，生成相应的脂肪酸酯，再经洗涤枯燥即得生物柴油，用于酯交换最常用的是甲醇，除了甲醇以外还可以使用乙醇、丙醇、丁醇、戊醇
3、等，常用甲醇是因为甲醇的价格低，同时碳链短，极性强，能够很快与脂肪酸甘油酯发生反响，且碱性催化剂易溶于甲醇。4. 实验原理脂肪酸甲酯主要是由甘油三酯与甲醇通过酯交换制备，其反响过程如下：油脂甘油三酯先与一个甲醇反响生成甘油二酯和甲酯，甘油二酯和甲醇继续反响生成甘油单酯和甲酯，甘油单酯和甲醇反响最后生成甘油和甲酯。酯交换催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。其中，碱性催化剂包括易溶于醇的催化剂如NaOH、KOH、NaOCH3、有机实验报告正文有机碱等和各种固体碱催化剂；酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂如硫酸、磺酸等和各种固体酸催化剂。碱性催化剂本次实验所用催化剂为碱性催化剂：在碱性催化
4、剂催化的酯交换反响中，真正起活性作用的是甲氧阴离子，反响过程：甲氧阴离子攻击甘油三酯的羰基碳原子，形成一个四面体构造的中间体，然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子，这个阴离子与甲醇反响生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子，后者会进一步转化成甘油单酯，然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进展下一个的催化反响。碱性催化剂是目前酯交换反响使用最广泛的催化剂。使用碱性催化剂的优点是反响条件温和、反响速度快。有学者估计，使用碱催化剂的酯交换反响速度是使用同当量酸催化剂的4000倍。碱催化的酯交换反响甲醇用量远比酸催化的低，因此工业反响器可以大大缩小。另外，碱性催化剂的腐蚀性比酸性催
5、化剂弱很多，在工业上可以用价廉的碳钢反响器，对于高酸值的原料，比方一些废弃油脂，需要经过脱酸或预酯化后才能进展碱催化的酯交换反响。5. 仪器和试剂仪器：烧杯、量筒、漏斗、注射器、碱式滴定管、分析天平、生物柴油机如照片、柴油润滑性能往复试验机试剂：KOH、甲醇使用时应佩戴手套、眼镜、大豆油、PH试液6. 实验步骤、测试方法实验步骤： 1向生物柴油机参加50L大豆油，接通电源，按下电源开关，翻开加热装置并设定加热温度60。 2当大豆油温度加热到60 时，取10ml甲醇、10ml滴定液于烧杯中充分混合，参加3滴PH试液，混合液颜色由无色变为橘黄色；用注射器取出1ml大豆油，参加烧杯中，混合液颜色由橘
6、黄色变为黄色；用量筒量取弱碱参加到碱式滴定管的5ml处，向烧杯中滴加弱碱酯至混合液颜色不再变化，此时混合液颜色由黄色变为蓝绿色，用去碱液0.7ml，所以此时大豆油的酸度为0.7。 3参加KOH的质量g：0.7*10*7.78+7.78*50=440实验报告正文注：7.78为长期实验所得的一个基数由于从市面上购得的KOH的质量为500g，所以用分析天平称取60g除去，瓶中还剩440gKOH。 参加甲醇的体积：50*16%=8L将甲醇参加到生物柴油机附带的白色塑料桶中，再用漏斗将瓶中剩下的KOH参加到白色塑料桶中，盖上桶盖，提起塑料桶摇匀使其中的KOH充分溶解，此时塑料桶体积膨胀，触摸桶壁发现较热
7、。将白色塑料桶通过塑料管连接到生物柴油机，塑料桶中的液体通过生物柴油机置的泵吸入并开场反响，反响一个小时。 4此后沉淀两个小时，沉淀过程中发现生物柴油机排液管的透明管处出现黑色液体甘油，这时应不断将产生的甘油排出，直至透明管的底部没有甘油出现，这时反响已经根本完成。 5翻开生物柴油机上方的盖子，目的是挥发多余的甲醇，利用空气中的水分洗涤，使得生成的生物柴油质量更高。将生物柴油机的循环档旋至最低档，继续反响四个小时即可。测试方法：（1） 酯测试法：取90ml甲醇于量筒中，再向量筒中加10ml产物，读取量筒底部油层的体积为V，产率=100-2V100 【假设产率低于80%则不合格】（2） 取等体积
8、的水和反响产物于烧杯中，观察分界面是否明显。（3） 取一定量的生物柴油于烧杯中，观察油品的透光度是否良好。（4） 测试制取的生物柴油的酸碱度，中性为合格。（5） 利用柴油润滑性能往复试验机测试测试柴油的润滑性能7. 实验数据处理与分析 实验结果、谱图分析实验报告正文由酯测试法测得V=0.5，所以反响产率为99%，观察发现生物柴油的透光度良好，透过生物柴油可以清楚的看到烧杯上的刻度，且油水两相分界层明显如照片，利用PH试液测得生物柴油的PH为7，中性。以上四项说明该设备制得的生物柴油品质良好。8.参考文献1 宋光泉 大学通用化学实验技术 高等教育 2021.032 黄凤洪 生物柴油制造技术 化学
9、工业 2021.043 吴谋成 生物柴油 化学工业，2021.019.感受与建议 经历了一段时间的实验，我觉得自己学到了很多东西，通过自己的动手操作，与导师和研究生学长一同进展了交流探讨，觉得这次实验具有针对性和实效性，让我受益匪浅。 虽然平时在上课的时刻也做过化学实验，可是在实验室做实验和做这种专题实验是极大不同的，这两种是不同的体验，其中第一个方面是心态的不同，平时做实验是遵循实验书的步骤一点一点的进展，是按照别人既定的道路去走，而这次实验是带有神秘感，初始我们只知道做专题实验，另外只知道做酯交换反响制得生物柴油，可是具体的却不知道该怎么样进展，一般来说，我们只是动手做实验，可是相对于这种
10、实验来说，我们更像是完成任务，这种课题能够带着自己的兴趣去研究它，这能使我们更好的去查阅一些资料去了解它，一般的实验中，特定实验都会有污染和不良后果，所以对于是否了解装置以及反响的原理和构造是十分重要的。我们的酯交换反响制得生物柴油显然还是比较环保的，比较绿色的，我们的工艺流程比较少，所以整体的实验流程还是相对较为简单的。当真正投入到这个试验中时，这种感觉还是还是挺微妙的。坚持到最后就是最好的。第二个方面就是操作方面，我们要保证每一个细节尽量准确，另外要保证人身的平安，甲醇有毒，取用时要特别注意，要带防毒眼罩，以免溅到眼睛上，另外要确保反响的完全，及反响油纯度，用酯测试测试其反响率，测试的反响率要到达80%以上，另外油层要有明显的分层，溶液的PH要接近于中性。实验报告正文 本文是在学院化学与材料工程系胡坤宏教师，以及学长的悉心指导下完成。在整个专题训练论文写作过程中，对我队进展了耐心的指导和帮助，提出严格要求，引导我不断开阔思路，为我队答疑解惑，鼓励我们大胆创新，使我们在这一段珍贵的时光中，既增长了知识、开阔了视野、锻炼了心态，又培养了良好的实验习惯和科研精神。在此，我向我们的指导教师及指导学长表示最诚挚的意！. z
