廢食用油製造生質柴油 － 以固體觸媒進行預酯化反應之研究

莊普淨

指導教授 ： 黃世傑

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2009年)

摘要

生質柴油為近年來最具環保與發展潛力的替代性能源之一，然而目前生產生質柴油多是以新鮮植物油為主，因此原料成本過高，並有與人爭糧之虞。若是以收集廢食用油做為原料，除了可有效降低成本之外，亦能減少廢食用油對環境的污染，但廢食用油中含有大量的游離脂肪酸，若做為鹼製程的原料油進行轉酯化反應會造成嚴重的皂化現象並使生質柴油的產率嚴重下降，因此需以預酯化反應處理至符合鹼製程的需求。傳統的預酯化製程是以硫酸為勻相觸媒，反應後會殘留於產物之中，增加分離纯化的成本，若能使用固體觸媒則可有效解決反應後分離回收的問題。本實驗將以不同比例之棕櫚酸添加至大豆油中來模擬廢食用油，藉由挑選文獻上數種不同的固體酸觸媒針對游離脂肪酸的預酯化效果進行測試，並將效果較佳者應用於循環式氣泡床式反應器中以利於移除水分。實驗結果以觸媒SZ反應效果較佳，在游離脂肪酸5 %及10 %含量下分別在反應溫度65 oC及75 oC，甲醇流量0.8 ml/min，觸媒用量5 %，循環流量800 ml/min進行預酯化反應，在反應120分鐘後能將酸價分別降至0.47及0.52 mg KOH/g，含水率分別降至0.042及0.049 %，符合鹼製程的需求。

關鍵字

生質柴油 ； 預酯化 ； 固體酸觸媒

並列摘要

無資料

並列關鍵字

biodiesel ； pre-esterification ； solid acid catalyst

參考文獻

美國黃豆協會，(2000)，生質柴油發展與趨勢。

美國黃豆協會，(2005)，防治空氣污染面面觀。

林秉賢，(2008)，廢食用油製造生質柴油(Biodiesel)-新式的生質柴油反應器。

劉晉嘉，(2008)，固體觸媒搭配填充床反應器生產生質柴油之研究。

Agarwal, A. K. and Das, L. M. (2001). Biodiesel development and characterization for use as a fuel in compression ignition engines. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 123(2), 440-447.