第二章 文獻回顧
2.3 其他影響轉酯化反應因素
三酸甘油酯及醇類為轉酯化反應製備生質柴油的原料，不同進料油其三酸甘 油酯組成含量有差異，此會影響產物甲基酯組成含量，進而影響生質柴油性質。
另外，以不同醇類進行反應也會影響生質柴油性質。
Ertan Alptekin 等人使用不同植物油(Sunflower、Soybean、Canola、Corn 及 Cottonseed)，分別與甲醇進行轉酯化反應生成甲基酯，並測量這些甲基酯的燃油性 質，量測結果如 Table 2.5 所示。此文獻亦將不同植物油生成的甲基酯與市售柴油 依不同比例(2%、5%、10%、20%、50%、75%)混合。結果發現，密度及黏度隨著 甲基酯混合含量增加而上升。流動點部份，除了芥花油甲基酯之外，其他甲基酯 亦隨甲基酯混合含量增加而上升。但就整體來說，在市售柴油中填加 20%的甲基 酯，對市售柴油的燃油性質並無重大影響[30]。
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Table 2.5 Some Fuel Properties of Methyl Esters and Diesel Fuels[30]
Properties Method Methyl Ester Diesel Fuels SFOME SOME CROME COME CSOME S.E N.D Pour point
(oC)
ASTM
D97 -1 0 -1 -8 6 -6 <-21 Acid value
(mgKOH/g)
AOCS
Cd 3a-64 0.14 0.16 0.17 0.16 0.09 - - Ester content
(%) Free glycerin
(%) 0.016 0.020 0.013 0.010 0.019 - - Calculated
cetane index
ASTM
D4737 60.9 60.1 60.9 61.5 60.3 57.8 55.8 Flash point
(oC)
ASTM
D93 157 139 192 107 149 58 55 SFOME〆Sunflower oil methyl ester
SOME〆Soybean oil methyl ester CROME〆Corn oil methyl ester COME〆Canola oil methyl ester CSOME〆Cottonseed oil methyl ester S.E〆Shell-Extra Diesel (commercial) N.D〆Normal Diesel (commercial)
24 的動黏度(Kinetic viscosity)，使油品更適合用於柴油引擎。作者預測 1-丁醇的反應 性差於異丙醇，因此直接使用硫酸催化，於 110oC、48 小時後可得 97.5%的產率。
各甲基酯之動黏度與密度亦呈現於 Table 2.6[31]。
Table 2.6 Effects of Alcohol Type on Ester Conversion, Kinetic Viscosity, and Density[31]
Catalyst Alcohol (alcohol:oil)
Kinetic viscosity (mm2/s)
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N. Saravanan 等人使用硫酸作催化劑，探討甲醇、乙醇及 1-丁醇對 Mahua 油(內 含 14%FFA)進行轉酯化反應之影響，並針對轉酯化後所生成的酯類進行燃油性質 分析。由實驗結果顯示，1-丁醇在不同醇油比、不同觸媒含量、不同反應時間等參 數下均有最高產率，此結果是因為反應溫度為各醇類之沸點，1-丁醇沸點最高 (117oC)，因此在各實驗參數中，產率皆為最高々而甲醇因為沸點最低(65oC)，於各 個實驗參數中，產率較為偏低。Table 2.7 為原 Mahua 油及各酯類的燃油性質分析 [32]。
Table 2.7 Fuel Properties of Mahua Oil Esters[32]
Properties Mahua Oil Methyl ester Ethyl ester Butyl ester Kinematic viscosity
@40oC, mm2s-1 37 7.2 6.8 4.7 Specific gravity
@35oC 0.895 0.875 0.865 0.854 Flash point oC 208 145 150 160
Fire point oC 225 155 162 170 Gross heating value
(MJ kg-1) 41 42.3 43.2 44.5
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Hanny Johanes Berchmans 等人針對自由脂肪酸含量高(15%FFA)的痲瘋樹油 (Jatropha Curcas L. Seed Oil，CJCO)，分別利用一步驟液體鹼觸媒反應以及兩步驟 先酸後鹼反應來進行催化。實驗結果顯示，使用一步驟液體鹼觸媒進行催化時，
於醇油比 70%w/w、氫氧化鈉含量 3.3%w/w、反應溫度 65oC、反應時間 2 小時後，
僅得產率 55%。而使用兩步驟反應時，其第一步驟先利用硫酸對自由脂肪酸進行 酯化反應，於醇油比 60%w/w、硫酸含量 1%w/w、反應溫度 50oC、反應時間 1 小 時後，自由脂肪酸濃度小於 1%且酸價為 2mgKOH/g-oil々接下來，第二步驟利用 氫氧化鈉對油中的三酸甘油酯進行轉酯化反應，於醇油比 24%w/w、氫氧化鈉含量 1.4%w/w、反應溫度 65oC、反應時間 2 小時後，可獲得甲基酯產率 90%。由此可