转酯法生产生物柴油的技术路线

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1、转酯法生产生物柴油的技术路线化学催化转脂法，过程无水洗工艺，通过预处理-脱水-预脂化-脂交换-甲醇蒸发T固液分离-脱水-蒸发-成品。无二次污染，成本低。产品质量稳定，达到欧洲2号标准。采用先提纯后分离升降膜二段式分离技术，同时能生产95%纯度的甘油，属于世界领先技术。在生产过中的副产品甘油,进行综合利用，生产1.3■丙二醇，开发生产化工产品，市场前景广阔•急需甘油综合利用技术。生物柴油素有“绿色柴油”之称，自20世纪70年代全球陷入能源危机后，生物柴油成为热门课题。生物柴油的优势显而易见：首先它是可再生的，各种动

2、植物油脂都可以作为原料，欧美主要用豆油和菜籽油。其次有优良的环保性能，含硫量低，二氧化硫和硫化物的排放比普通柴油减少约30%；含氧量高，点火性能好，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%；不含导致环境污染的芳香族烷痊，废气对人体的损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可减少90%的空气毒性。更为方便的一点是，用生物柴油作为普通柴油的替代品，柴油机不需要做任何改动或更换零件。生物柴油本身可以直接作为汽油添加剂使用，以减少尾气黑烟的排出，同时其较高的闪点也有利于安全运输和储存。目前，国内生物

3、柴油的生产方法主要有化学催化转酯法和生物酶法两种。与化学法相比，生物酶法合成的生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点，具有环境友好性，符合绿色化学的发展方向，近年来已越来越受到人们的关注。但是，传统生物酶法工艺中的反应物甲醇容易导致酶失活，副产物甘油会影响酶的反应活性及稳定性，从而使酶的使用寿命太短、使用成本过高，经济上难以同化学法制备的生物柴油相竞争，这已成为生物酶法生物柴油产业化的关键瓶颈。因此，业界迫切需要开发更为先进的生物柴油生产工艺。针对传统生物酶法工艺的瓶颈问题，清华大学化工系应用化学

4、研究所创造性地提出了利用新型有机介质体系进行酶促油脂原料和甲醇进行生物柴油制备的新工艺,从根本上解除了传统工艺中反应物甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性的负面影响，使酶的使用寿命延长了数十倍。新工艺的几大特点：一是操作简单，单程转化率达90%以上；二是脂肪酶不需任何处理就可直接连续使用，并且表现出相当好的操作稳定性，连续运转9个月，酶活性未出现任何下降趋势；三是新工艺大大降低了生物酶的使用成本，突破了生物酶法产业化的瓶颈;四是新工艺可转化廉价的高酸价废弃油脂，可以大幅降低生物柴油的原料成本。废弃油脂如地沟油、汩

5、水油、酸化油等一般都含有大量的游离脂肪酸和相当一部分的水，因此废弃油脂不能用传统的化学碱法进行转化，而化学酸法对废弃油脂中的中性油脂转化效率低，且设备投资更高、运行能耗大。生物酶法新工艺可以同时催化中性油脂和游离酸的转化，即废弃油脂也可以用来生产生物柴油，大大降低了生物柴油的原料成本。这种酶法新工艺在经济上完全可以和化学法相竞争，而且综合效益更好。生物柴油的规模化发展还将带来一个严峻的问题，即副产物甘油的出路。根据近年来国内外发展情况来看，随着生物柴油的规模化发展，甘油已明显供大于求，价格下降非常明显。清华大学已

6、经成功解决了副产物甘油的深加工问题，率先利用生物转化的方法直接将生物柴油副产物甘油发酵生产高附加值产品1,3■丙二醇，并实现了两个生物转化过程的高效耦合，显著提升了整个过程的综合经济效益。原基动、植物油的高黏度特性，是不适合于柴油发动机的关键因素之一，因此必须改善其流动性。常用的方法主要有溶剂稀释法、热分解法、微细乳法以及酯交换法［4］。目前较为理想的方法是酯交换法。即在一定温度下，将油脂与甲（乙）醇等低级醇类在酸或碱性催化剂下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯（生物柴油），同时副产甘油。但是碱催化酯化的缺点是

7、甘油回收和催化剂脱除困难、反应不完全，以及当油中含有游离脂肪酸和/或水时会生成皂化产物，工艺复杂、能耗高、易造成环境污染，此法仍然存在工艺流程过长、要排放含碱废液、非均相反应、反应速度慢、反应时间较长等缺点。由动、植物油（三甘油酯）经碱作催化脂肪酸酯来制取柴油时，这一过程一般需釆用预处理步骤，从进料中去除游离脂肪酸，因为存在游离脂肪酸会使反应速度降低，并因脂肪酸酯与甘油产物相分离困难，致使产率降低;碱催化剂从甘油除去也很艰难;同时含碱废水必须从过程预以处理，耗能大。通常的化学酯化法生产生物柴油主要问题是成本高，据

8、统计,生物柴油制备成本的75%是原料成本，因此采用廉价的原料及提高转化率、从而降低成本也是生物柴油是否能规模化、产业化的关键之一。若以酶或全细胞为催化剂的生物转酯化法代替传统的化学转酯化法，则可以克服上述某些缺点。生物酶法工艺简单、反应条件温和、选择性髙、醇用量小、副产物少、生成的甘油容易回收且无需进行废液处理，本法的关键是催化剂［5］。脂肪酶能够高效催化醇与脂肪酸甘油酯