廢食用油與高酸油製造生質柴油(Biodiesel)之反應參數探討

董懷仁

指導教授 ： 黃世傑

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00073

摘要

摘要
生質柴油的生產原料通常是可食用的植物油，而生質柴油的生產成本70~80%來自原料花費，因此若能使用廢食用油與高酸油等其他成本較低的油脂當作原料油，可大量減少生質柴油的成本。但是廢食用油與高酸油中含有大量的游離脂肪酸(FFA)，如果使用鹼觸媒會與游離酸形成皂化物，若使用酸觸媒則反應時間又太長，所以本實驗以酸觸媒先酯化游離酸再以鹼觸媒轉酯化三酸甘油脂。由於廢油中的組成太過複雜，以添加棕櫚酸於大豆油中的方式，調配出與廢食用油(5%FFA)與高酸油(40%FFA)相同酸價的大豆酸油，分別針對廢油中的兩種主要成分：游離脂肪酸和三酸甘油脂，進行酯化反應。酯化反應可分為兩步驟，第一步為預酯化反應，以酸觸媒硫酸催化游離脂肪酸；第二步是以鹼觸媒氫氧化鈉催化三酸甘油脂的轉酯化反應。預酯化反應的較佳參數為轉速200rpm、反應溫度62.5℃、醇酸比20(molar ratio)以及0.1%硫酸，以大豆酸油所求出的游離脂肪酸反應級數為1.4、甲醇反應級數為2，速率常數介於0.0023-0.0534 L．mol-2.4．min-1之間。預酯化反應後以水洗方式將油中的游離脂肪酸與硫酸洗出，再以溫度120℃蒸發一小時後進行鹼催化轉酯化反應。廢食用油轉酯化反應的較佳參數為醇油莫耳比6與1%的氫氧化鈉；而高酸油轉酯化反應較佳參數為醇油莫耳比4與0.5%的氫氧化鈉。

關鍵字

生質柴油 ； 轉酯化反應

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Biodiesel ； Transesterification

參考文獻

美國黃豆協會, (2000) 生質柴油發展與趨勢.

Alcantara, R., Amores, J., Canoira, L., Fidalgo, E., Franco, M. J. and Sidi, H. (2000) Catalytic production of biodiesel from soy-bean oil, used frying oil and tallow. Biomass Bioenergy 18(6), 515-527.

ASTM International, (2005) Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration. ASTM D 6304-04.

Boocock, D. G. B., Konar, S. K. and Sidi, H. (1996) Phase diagrams for oil/methanol/ester mixtures. JAOCS 73(10) : 548-559.

Canaki, M., Gerpen, J. V. (1999) Biodiesel production via acid catalysis. Trans. ASAE 45(5) : 1203-1210.