生物柴油的生产技术研究.doc

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1、生物柴油生产技术研究*何东平张世宏齐玉堂金顺友罗杰袁晓洲（武汉工业学院，430023武汉市常青花园中环西路特1路）摘要：本文主要针对生物柴油的生产技术进行了研究。在甲醇与油脂摩尔比3.5～5.5的范围内，反应温度60～80℃的条件下，使用催化剂NaOH为油重的0.5～1.1%，通过正交实验得出最较为理想的反应条件：醇油摩尔比为5.5:1，催化剂加入量为油重的0.8％，反应温度60～70℃。通过两步连续反应使生物柴油得率达到90%以上，生物柴油总甘油含量在0.35%以下，同时得到副产品—粗甘油。关键词：生物柴油技术研究0前言生物柴油既可作生物

2、燃料，又可作柴油机燃料的添加剂。近20年来，由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物，已引起世界各国的广泛关注。目前，欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油，而日本则通过回收废食用油来制备生物柴油。欧洲已建立生物柴油工厂，规模最大的生物柴油工厂在意大利，生产能力达250000t／年。1985年奥地利建立了以常温、常压新工艺生产菜籽油甲酯的中试装置，并从1990年起以菜籽油为原料工业化生产生物柴油。同年，生物柴油在拖拉机中广泛试用，得到了一致的好评，成为生物柴油成功走向市场的里程碑。1996年德国和法国建立了生物柴油的工业化生产装置。并在V

3、olkswagen、Audi等小轿车中使用生物柴油作为发动机燃料，同年，欧洲还成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会，这表明了又一个新兴工业的形成。1991年奥地利标准局首次发布了生物柴油的标准，世界其他—些国家，如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国等国，也相继建立了生物柴油标准。2001年我国的原油产量为1.65亿t，而石油产品消费2亿多t，我国柴油消费2000年达6600t，大于汽油消费的3600t，2002年二者差距继续扩大。发展生物柴油能够缓解柴油供应紧张，生物柴油是用含植物油或动物油作为原料的可再生资源，是优质的石化柴油替代品

4、。生物柴油是可再生能源，而石油资源是可耗尽的，它和柴油相比，具有润滑性能好，储存、运输、使用安全、抗爆性好、燃烧充分等优良性能。目前世界各国开发新作者简介：何东平（1957-），男，湖北省汉川市人，硕士，教授。主要从事油脂及植物蛋白的教学及科研工作。*该文是2003年武汉工业学院院立科研项目能源，期望能在维持工业发展的同时，减少温室气体的排放量。生物柴油不仅具有可再生的特点，而且生物柴油可生物降解，发展生物柴油有益于保护生态环境。1生产技术原理酯化法生产生物柴油，采用脂肪酸与甲醇在催化剂的存在下进行酯化反应，生成脂肪酸甲酯。反应式为：NaO

5、HRCOOH+CH3OHRCOOCH3+H2OR为C7~17的烷基或烯烃基。采用油脂加工过程中得到的植物油脂为原料，强碱催化剂可以作为油脂与甲醇进行酯交换反应的催化剂。反应一般在甲醇回流温度下进行，在加压下的搅拌反应器中进行，反应过程中生成的甲酯很容易与水和作为催化剂的硫酸的分离，在较长的反应时间后可以得到很高的转化率，但不能使脂肪酸甘油酯达到很高的转化率。其工艺过程如图：酯化反应器NaOH甲醇分离酯化反应器油脂分离、洗涤、干燥中和、分离、蒸馏生物柴油NaOH甲醇甘油2生物柴油的质量指标生物柴油代替石化柴油在柴油机中使用，需要达到合适的技术

6、质量指标，目前生产和使用生物柴油的国家，直接采用石化柴油的技术质量标准，但生物柴油有一些特殊的性能和参数。根据专利DE4209779（或US5354878）的介绍，作为高级柴油机的燃料，非常重要的在酯基转移后，总甘油含量要低于0.2%，最好低于0.15%，游离甘油含量应在0.01%以下，酸价不超过0.2，甘油三酯残留物应接近0。为此德国制定了EDIN51606生物柴油技术质量标准。但对另外一些国家而言，他们并不使用纯的生物柴油作为柴油机燃料，而是根据技术经济情况，利用生物柴油与石化柴油互溶的特点，将生物柴油和石化柴油混合作为柴油机燃料，也称

7、为生物柴油。如美国生产和使用B20（含20%的生物柴油和80%的石化柴油）生物柴油制品，并可以通过调整适当的比例，保证产品达到要求严格的环保标准，也不影响生物柴油制品的使用性能。这样对生物柴油的技术要求就可以适当放宽。但拥有高质量的生物柴油，才能配制出高质量的生物柴油制品。3生物柴油的研制本研究使用大豆油为原料，用NaOH作为催化剂与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油，并重点对反应配比及反应温度对生物柴油中总甘油含量的影响进行了研究，同时探讨降低生物柴油中游离甘油的方法。3．1主要原料与试剂大豆油：分子量按885计算；甲醇：无水，99.5%；N

8、aOH：固体烧碱，95%；浓硫酸：98%；10%碘化钾溶液过碘酸钾溶液：称取过碘酸钾2.3g溶于100ml1N的硫酸溶液（将28ml比重1.84的硫酸，缓慢注入972ml水中），