Možnosti přípravy bionafty kyselou katalýzou

Ing. Tomáš Hofírek

Bachelor's thesis

Possibility of preparing biodiesel by acid catalysis

Abstract:

Bionafta je jedním z mnoha obnovitelných zdrojů paliv. Výhodou bionafty je především nižší obsah emisí a také menší opotřebování motoru než při užití nafty fosilní. Bionafta se vyrábí transesterifikací rostlinných olejů nebo tuků a olejů nízké kvality spolu s alkoholem. Reakce může být katalyzována homogenním nebo heterogenním katalyzátorem a to jak kyselým, tak i bázickým. Další možností přípravy může být enzymatická katalýza nebo reakce nekatalyzovaná. Mezi používané kyselé homogenní katalyzátory řadíme především silné minerální kyselin, Lewisovy kyseliny a organické sulfonové kyseliny. Jako heterogenní kyselé katalyzátory lze uvést, oxidy na bázi titanu, zirkonia a cínu, dále zeolity, sulfonované iontovýměnné pryskyřice, sulfonovaný mezoporézní oxid křemičitý nebo sulfonované katalyzátory na bázi uhlíku. Hlavní předností těchto heterogenních katalyzátorů je možnost užití v kontinuální výrobě, vícenásobná použitelnost a zamezení vzniku mýdel bočnou reakcí. V experimentální části byla bionafta připravena pomocí homogenního bázického katalyzátoru a byly stanoveny některé její parametry. Dále byla zkoumána efektivita kyselého zeolitu ZSM-5 v esterifikaci a transesterifikaci kyseliny olejové resp. řepkového oleje.

Abstract:

Biodiesel is one of many renewable fuels. The advantage of biodiesel is mainly lower content of emissions and engine wearing out smaller than when using fossil diesel. Biodiesel is produced by transesterification of vegetable oils or fats and oils of low quality and alcohol. The reaction can be catalysed by homogeneous or heterogeneous catalyst, acidic as well as basic. The enzymatic catalysis or preparation without catalyst are other possibilities of biodiesel production. Strong mineral acids, Lewis acids and organic sulfonic acids are used as homogeneous acid catalysts. As the heterogeneous acid catalysts, materials based on oxides of titanium, zirconium and tin, furthermore zeolites, sulfonated ion-exchange resin, sulfonated mesoporous silica and sulfonated catalysts based on carbon can be used. The possibility of continuous use in production, multiple usability and avoiding of soap formations are the main advantages of these heterogeneous catalysts. In the experimental part, biodiesel was prepared by homogeneous basic transesterification and some its parameters were determined. The efficiency of acid zeolite ZSM-5 in the esterification of oleic acid and transesterification of rapeseed oil was tested.

Keywords

Bionafta, Transesterifikace, Kyselá katalýza, Volné mastné kyseliny

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 6. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 28. 8. 2012
• Supervisor: doc. Ing. Martin Hájek, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Bachelor programme / field:
Chemistry and Technical Chemistry / Chemistry and Technical Chemistry