生物柴油技术的研究进展

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1、2010年第2期甘肃石油和化工2010年6月生物柴油技术的研究进展黄剑锋，孙世林，黄建荣(1．中国石油兰州化工研究中心化工所，甘肃兰州730060；2．西藏高争建材股份有限公司干法分厂，西藏拉萨851400)摘要：生物柴油有改善生态环境、缓解能源消费压力、含氧量高、降低空气毒性和致癌率以及生物降解性高等诸多优点，近年来已成为各个国家竞相研究的热点，对我国来说，发展生物柴油具有良好的前景。综述了国内以餐饮废油脂、动植物油脂和工程微藻等为原料生产生物柴油的技术研究进展及主要装置的生产能力，分析了在我国发展生物柴油需要解决的问题。关键词：国内；生物柴油；餐饮废油；酶；超临界1前言近些年来。由

2、于不可再生资源日益减少和环境法规的压力，生物柴油由于其可再生、清洁和安全等特点发展成为倍受国内外关注的焦点和能源新宠。我国以植物油油泥和餐饮业废油回收为原料的生物柴油作为燃料的农业机械已投入试用。中石油、中石化及中海油三大能源巨头分别存南充、贵州及海南的生物柴油项目都已经启动，亚洲能源产业有限公司在徐州建厂，云南、贝州、山东等省纷纷种植适合本土的油料树木，相关产业也已经异军突起。2生物柴油的特点生物柴油与石化柴油相比有以下优点：十六烷值较高，大于49(石化柴油为45)，抗爆性能优于石化柴油；含氧量高于石化柴油，可达11％，在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少，燃烧、点火性能优于石化柴油

3、；不含芳香族烃类成分而不具致癌性，并不含硫、铅、卤素等有害物质；无须改动柴油机，可直接添加使用；生物柴油的闪点较石化柴油高，有利于安全运输、储存；不含石蜡，低温流动性好，适用区域广泛[q]。生物柴油是典型的“绿色能源”，生产生物柴油的能耗仅为石油柴油的25％，可显著减少燃烧污染排放；生物柴油无毒，生物降解率高达98％，降解速率是石油柴油的2倍；生产生物柴油适用的植物可以改善土壤，保护生态，减少水土流失；利用餐饮废油脂生产生物柴油，可以减少废油直接进人环境或重新进入食用油系统，有较大的环境价值和社会价值[4]。3我国生物柴油原料来源及其生产方法在国外，用于规模生产生物柴油的原料有大豆(美

4、国)、油菜籽(欧盟国家)、棕榈油(东南亚国家)。日本、爱尔兰等国以植物油下脚料及食用回收油为原料生产生物柴油，成本较石化柴油低。美国、英国等西方国家正尝试使用一种高油脂的工程微藻来生产生物柴油。食用回收油价格低廉。取材广泛，亦是许多国家研究和利用的对象。中国目前主要以废餐饮油脂、动物脂肪和木本油籽为生物柴油的生产原料。收稿日期：2010—03—22作者简介：黄剑锋(1980一)，女，甘肃民勤人，工程师，研究方向为分离工程。发展动态甘肃石油和化工2010年第2期3．1废餐饮油脂生产生物柴油废餐饮油脂俗称垃圾油、地沟油、潲水油、下脚油等，以动植物油脂为主，据不完全统计，我国每年产生的废餐饮

5、油脂达500万t以上。其中少部分被回收加工成脂肪酸等工业原料。大部分被直接排入下水道或重新流入餐饮市场，严重危害环境和消费者的健康吲。将餐饮废油转化成生物柴油，不仅市容环境问题得到解决。而且是一条变废为宝、节约能源、减少污染的有效途径。3．1．1均相催化法利用废餐饮油脂生产生物柴油，酸碱均相催化技术的研究已经趋于成熟。彭荫来、杨帆等[6]先通过用物理精炼或甲醇预酯化的方法预处理原料。然后以少量的Na0H催化剂在6O℃常压下进行初步酯交换反应，再通过一个分离器连续地除去初反应产生的甘油，使反应继续进行，两步反应能获得高达99％以上的转化率。张传龙等[7】将餐饮废油通过过滤除渣、加热除水与

6、脱酸预处理。然后进入醇盐理论比为1．5倍的碱性催化体系反应，最后静置去上层油相，在70℃蒸馏精制、清洗、烘干即得生物柴油。嵇磊等疆】以硫酸为催化剂对高酸值餐饮废油进行预酯化，同时加固态吸水剂吸附酯化反应生成的水。再以质量比为1：1的NaOH和KOH溶液为催化剂对酯化后的油脂进行两步酯交换反应制得生物柴油，酯收率最高可达96．33％。3．1．2固体酸、碱催化法·欧仕益等[9]以硫酸铁为催化剂，在70---95cC搅拌反应2．0～6．0h，分离出硫酸铁，然后加入适量的KOH，在65"~95oC搅拌0．5～2．0h，通过分层、水洗、离心分离皂脚和粗品、真空蒸馏得到精制生物柴油。该法转化率达9

7、7％。牟英等[o】以固体酸FeEl3催化游离脂肪酸的酯化反应后。再加入碱催化剂催化转酯反应，甲醇和乙醇都可以实现两步法生产生物柴油。预处理的醇油比为(6~20)：l，催化剂为油质量的1％--~6％；在60~90℃搅拌反应2．0---6．0h，然后洗涤静置分层取油相，然后加入质量分数为l％～2％的碱催化剂，醇油摩尔比为(5~10)：1，在60~80oC搅拌反应，然后精制处理即可。莫春礼等[n用0．5～1．0倍量98％的浓硫酸在75~85cC条件下