30.docx

Edyta Cegiełka                                                                                                                       poniedziałek, 19.12.2011r.
Kaja Fac
Paulina Krzemińska

Sprawozdanie z doświadczenia 30:
Otrzymywanie biopaliw

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z możliwościami wykorzystania nowych materiałów w procesach technologicznych oraz pozyskiwaniem i przeróbką odnawialnych źródeł energii.

Opis eksperymentu:

1.       Schemat aparatury:

2.       Opis wykonywanych czynności:

Najpierw przeprowadziłyśmy transestryfikację oleju z metanolowym roztworem KOH w reaktorze przez 21 minut, następnie (po ustaleniu się równowagi) rozdzieliłyśmy warstwy od siebie i do pozostałej w reaktorze warstwy (górnej – nieprzereagowanego oleju) kontynuowałyśmy dozowanie metanolowego roztworu KOH. Drugi etap transestryfikacji trwał 20 min. Podczas pierwszego i drugiego etapu transestryfikacji zbierałyśmy dolną frakcję, a następnie na wyparce odparowałyśmy metanol i uzyskałyśmy czystą warstwę glicerynową. Pozostałą w reaktorze warstwę olejową przemyłyśmy roztworem H2SO4, a następnie kilkukrotnie wodą (aż do uzyskania neutralnego pH). Po zneutralizowaniu estrów, przeniosłyśmy ich warstwę do zlewki z środkiem suszącym, a następnie przesączyłyśmy je pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymaną w przesączu warstwę estrową umieściłyśmy na wyparce obrotowej i odparowałyśmy resztki pozostałego metanolu.

Równolegle przeprowadzałyśmy pomiar własności fizykochemicznych biopaliwa oraz oleju rzepakowego (gęstości w piknometrze, lepkości w aparacie Hopplera oraz temperatury zapłonu w przeznaczonym do tego urządzeniu).

3.       Wyniki naszych pomiarów są załączone w arkuszu wyników, który dołączamy do sprawozdania.

Opracowanie wyników:

1.       Równania zachodzących reakcji:

Transestryfikacja:

Reakcja konkurencyjna (powstawanie mydeł):

2.       Rachunkowe opracowanie wyników zostało przeprowadzone podczas wykonywania doświadczenia. Opracowane wyniki znajdują się w arkuszu wyników.

3.       Wykres Gantta oraz Sankey’a dołączamy do sprawozdania w dalszej części.

Dyskusja otrzymanych wyników:

Wydajność syntezy wynosi 60,43%.

W poniższej tabeli zestawiamy parametry fizykochemiczne, które uzyskałyśmy w naszym doświadczeniu oraz literaturowe wartości:

Wartości literaturowe zostały zaczerpnięte z różnych dostępnych w Internecie publikacji.

Wnioski:

Wadami tej metody jest konieczność wielokrotnego przeprowadzania transestryfikacji dla polepszenia wydajności (jednokrotny proces jest za mało wydajny), ponadto nie możemy przeprowadzić ciągłego procesu oraz separacja produktów w reaktorze zajmuje dość dużo czasu.

Zaletami jest prostota aparatury, to, iż odczynniki są ogólnodostępne oraz to, iż reakcję przeprowadzamy w temperaturze pokojowej.

Aby zregenerować rozpuszczalniki użyte w tym procesie można przeprowadzić destylację mieszaniny poreakcyjnej lub rektyfikację (rozdział będzie jeszcze bardziej dokładny).

Podczas doświadczenia korzystałyśmy z niebezpiecznych dla zdrowia odczynników:

- kwas siarkowy i wodorotlenek potasu – silnie żrący kwas i zasada;

- metanol – toksyczny dla dróg oddechowych, w kontakcie ze skórą i po połknięciu;

- aceton – substancja drażniąca, szczególnie dla oczu;

Przeprowadzany proces nie ma negatywnego wpływu na środowisko, ponieważ tak główny substrat, jak i główny produkt (olej i biopaliwo) są łatwo biodegradowalne i są odnawialnym źródłem energii. Dla jeszcze lepszego zaoszczędzenia energii używanej w procesie (w powiększonej skali) możemy zastosować aparat wyparny wielodziałowy zamiast zwykłej wyparki.

Podsumowując chciałybyśmy zaznaczyć, iż cel doświadczenia został osiągnięty, ponieważ uzyskałyśmy biopaliwo o niższej, niż olej temperaturze zapłonu, które z powodzeniem można zastosować w silniku Diesla.