偏矽酸鋰觸媒催化大豆油及廢食用油轉酯化反應之研究

Translated title of the thesis: Study on Catalyzed Transesterification Reaction of Soybean Oil and Waste Cooking Oil over Lithium Metasilicate
  • 陳 瑩蓁

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

隨著科技日新月異,人類對於能源的使用量日益上升,其中以化石燃料為主,雖然帶給人類便利的生活,但過度的開發使用,卻也造成能源缺乏、環境破壞與氣候變遷等問題。因此,尋求乾淨、低汙染的再生能能源已成為非常重要且迫切的議題。其中生質能源因其無毒、二氧化碳排放量低、生物可降解,而廣受到大家的重視,被視為未來能取代化石能源的陽光燃料。 生質柴油為一種替代石化柴油之能源,主要由動、植物油脂或廢油透過轉酯化反應而得,由於轉酯化反應速度較慢,常加入適當之觸媒來加速反應的進行,因此觸媒的選擇,對於轉酯化反應相當重要,其中因異相觸媒在分離以及後續處理上的便利性,並且可回收重複使用,因此在本實驗中採用異相觸媒來進行轉酯化反應。 本研究使用天然矽藻土並利用水熱合成法來製備偏矽酸鋰觸媒,作為催化大豆油或廢食用油轉酯化反應。探討觸媒對於轉酯化的反應參數,以找出最合適的反應條件,亦探討油料中含有游離脂肪酸對於反應的影響,以及觸媒回收可重複使用的次數,此外,也對反應後所得的產物進行物理化學性質分析,最後並將反應製程放大,以模擬工廠批次反應的生產。 由實驗結果可得知,偏矽酸鋰觸媒直接使用在轉酯化反應就有極佳的催化效果,在最佳條件下反應1小時即可達到90%以上的產率,且可重複使用至少19次,仍有85%以上的產率,在游離脂肪酸含量為5 24 wt%下,反應4小時後,具有85%以上的產率,而反應後所得的產物,其密度、黏度、酸價與碘價皆在美國物質試驗標準 (ASTM D6751-15cε1)的範圍內,且將反應放大後,使用廢食用油反應8小時,可達到80%的產率,未來將有機會可取代鹼性勻相觸媒,運用在工廠上,催化轉酯化反應。
Date of Award2017 Jul 28
Original languageChinese
SupervisorBing-Hung Chen (Supervisor)

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