连续化生产生物柴油的反应器与工艺的研究进展

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1、连续化生产生物柴油的反应器与工艺的研究进展摘要生物柴油作为一种可再生、对环境友好的可替代能源，将成为解决能源危机的主要选择。本文综述了连续化生产生物柴油的原料、催化剂、合成方法和工艺等相关研究进展，具体对相关反应器进行了对比。介绍了国内生物柴油技术的应用及产业发展概况，并对生物柴油在中国的应用前景进行了展望。关键词生物柴油；连续化生产；反应器ProgressinreactorsforcontinuousbiodieselproductionprocessesAbstractBiodieselasakindofrenewab

2、leandenvironmentallyfriendlyalternativeenergy,willbecomethemainchoicetosolvetheenergycrisis.Inthispaper,thecontinuousproductionofbiodieselrawmaterials,catalyst,synthesismethodandprocessrelatedresearchprogress,andonspecificrelatedreactorwerecompared.Introducedthedo

3、mesticbiologicaldieseltechnologyapplicationandindustry,andthegeneralsituationofthedevelopmentofbiodieselinChina'sapplicationprospect.Keywordsbiodiesel；continuousproduction；reactor随着人们生活水平的提高，世界的汽车保有量正逐渐上升，而不可再生石油资源供应紧张趋势日益凸显出来，国际油价不断攀升就是最好的证明。现如今，石油资源短缺已成为全球共同面临的巨

4、大挑战,与此同时,化石燃油的消耗量逐年递增并带来严重的环境问题。绿色的、可再生替代能源的研发已成为许多国家共同的选择,作为生物质能源的生物柴油无疑是其中一个重要热点[1]。所谓生物柴油是由动植物油脂与甲醇通过酯交换反应生成的长链脂肪酸甲酯类物质,是理想的石化柴油替代品[2]。因此作为可再生、绿色环保的替代燃油,生物柴油受到世界各国的普遍重视。我国生物柴油的发展尚处在初期阶段，生物柴油主要用于农用动力机械及公路、水路及铁路运输动力机械方面。我国于2002年开始研发和生产生物柴油，同年9月，福建省龙岩市建成了2万吨/年生物柴油

5、装置，标志着我国生物柴油生产实现了产业化[3]。2006年国内掀起一股生物柴油建设的浪潮。但是，目前国内生物柴油发展面临一些瓶颈问题，包括生物质资源品质不佳、收集困难；催化与转化效率低下，过程能耗和水耗高；生物转化工艺难以低成本规模化放大以及产品品质不佳。要实现生物柴油大规模连续高效、稳定的生产，考察生物柴油的反应器与生产工艺十分重要[4]。生物柴油的制备方法主要有4种：直接混合法、微乳液法、高温热裂解法和酯交换法，前两种属于物理法，后两种属于化学法。目前工业生产生物柴油主要是应用酯交换法，以各种天然的植物油和动物脂肪以及

6、食品工业的废油为原料，加入低碳醇和酸、碱或酶催化剂[4]。为了生物柴油的产业化和可持续发展，生物柴油使用连续化生产。下面从以下几方面对连续化生产生物柴油的反应器与工艺作介绍。1生物柴油的原料与工艺生物柴油生产成本高，其中原料成本占75%以上。原料油的高价格导致生物柴油的价格居高不下，与柴油相比没有竞争优势[5]。因此可以从采用连续化工艺与使用价格低廉的原料两方面来降低成本。1.1能用于生物柴油生产的原料极其丰富，包括植物油（草本植物油、木本植物油、水生植物油）、动物油（猪油、牛油、羊油、鱼油等）和工业、餐饮废油（动植物油或

7、脂肪酸）等。而废油脂是最经济的生物柴油原料。每年来自食品加工和动植物加工的废油脂几百万吨，植物油加工的油脚通过硫酸酸化处理回收的酸化油，主要以游离脂肪酸为主，酸价高达150～190mgKOH/g。而从动物油脂加工厂来的脂肪，主要以甘油三酯为主，动物油脂的特点是含饱和脂肪酸较高。而从餐饮业来的废油脂，主要是动植物油脂的混合物，根据我国食用油消耗量估算，每年有100万吨左右。政府在废油脂回收中已经有很多措施保证废油脂不被误用，回收的废油脂作为生物柴油原料有环保、卫生及食品安全上的意义。目前，我国生物柴油的主要原料是这些废油脂[

8、6]。1.2采用连续化工艺可以大大增加原料转化率，而高转化率对生物柴油生产至关重要，不仅影响生产效率，还可避免残留的甘油酯与甘油对柴油发动机造成严重的污染问题。采用连续化反应器可明显提高生产效率，降低成本，是生物柴油大规模工业化生产的趋势。2连续搅拌釜式反应器连续搅拌釜式反应器提高了过程的连续性、操作弹