餐饮废油制生物柴油研究进展
餐厨废油制备生物柴油的研究进展
3 展望 生物柴油的制备工艺在多位国内外研
究 者 的 不 懈 努 力 下 ,也 日 臻 完 善 。同 时 ,制 备 生 物 柴 油 的 原 料 油 多 为 餐 饮 废 油 ,这 大 大 降 低 了 原 料 成 本 ,也 减 轻 了 餐 饮 废 油 对 环境的二次污染。
1 原料预处理 使 用 餐 厨 废 油 制 备 生 物 柴 油 ,首 先 要
对 废 油 进 行 提 纯 净 化 的 操 作 ,研 究 表 明 ,原 料中杂质的去除率对于生物柴油的制备效 率 有 很 大 的 影 响 。许 多 学 者 采 用 不 同 的 手 段对原油进行提纯处理。Karaosmanoglu[3]等 研究了三种不同的提纯方法,其中使用50 ℃ 蒸 馏 水 洗 涤 的 方 法 最 佳 ,但 是 使 用 水 洗 存 在 许 多 弊 端 。W a n g [4]提 出 使 用 膜 分 离 技 术 来 代 替 热 水 洗 的 操 作 ,从 而 有 效 的 避 免 了 因 水 洗 带 来 的 污 染 和 产 物 损 失 。M . Berrios[5]等人提出了几种有效去除原油中 杂 质 的 方 法 ,包 括 吸 附 、液 液 萃 取 、离 子 交 换 ,并 得 出 结 论 采 用 1 5 w t % 的 甘 油 进 行 两 步 反 应 进 行 液 液 萃 取 时 ,能 高 效 的 去 除 游 离 脂肪酸和水的干扰。
中 ,均 相 催 化 法 以 其 催 化 剂 价 格 低 廉 、操 作 简 便 在 工 业 上 得 到 广 泛 应 用 。与 其 他 制 备 方 法 不 同 ,酶 催 化 法 条 件 更 加 温 和 ,但 其 反 应 时
生物柴油制备技术的研究进展
生物柴油制备技术的研究进展近年来,随着能源环境问题的日益突出,绿色化、新能源化已成为全球共同的关注焦点。
生物柴油,作为一种可再生绿色能源,具有成本低廉、减少排放的优势,正在成为替代传统石油燃料的备选之一。
本文将对生物柴油制备技术的研究进展进行探讨。
一、生物柴油的来源生物柴油的原料来自植物油和动物油脂,包括油菜籽、大豆油、棕榈油、葵花籽油、油棕籽油、花生油等。
此外,还可以利用废弃植物油脂、动物油脂等生物质资源制备生物柴油。
二、生物柴油的制备技术1. 酯化法酯化法是生产生物柴油最基本的方法之一。
这种技术是利用催化剂催化油酸与甲醇酯化反应,产生甲酯酯类化合物的过程。
其中,强酸、强碱和酶都可以作为酯化催化剂。
强酸催化剂制备生物柴油工艺简便,但会产生废水和二酸二甘油等副产物,对环境造成危害。
强碱催化剂制备生物柴油可以提高产品收率,但它的碱催化剂难以从废水中去除,会使废水污染。
2. 超临界酯化法超临界酯化法是一种利用高温、高压下进行的酯化反应技术。
在超临界条件下,甲醇和油酸可以相互混溶,使反应速度加快,同时产率也得到提高。
超临界酯化法的优点是反应速度快,能耗低,产品纯度高,无二酯二甘油副产物。
但是,超临界设备昂贵,存在运营成本高的问题。
3. 逆流式超临界酯化法逆流式超临界酯化法是一种结合了超临界酯化法和油酸逆流技术的新型生产生物柴油技术。
该技术可以在相对较低的温度下,减少酯化反应时间,并采用两台输送泵隔开的优良逆流设计,实现了两种物质的流量大小对反应影响的调控,从而降低了生产成本。
4. 超声波酯化技术超声波酯化技术是一种利用超声波能量来促进化学反应的方法。
其将油脂和甲醇暴露在高能量的超声波场中,可以使反应时间大大减少,反应效能和产率也得到提高。
超声波酯化技术制备生物柴油,具有反应速度快、产率高、脱水效率高、降低催化剂用量等优点,但仍受到规模化生产及生产能耗的限制。
三、生物柴油技术的应用前景目前,国内外生物柴油技术正在呈现出不断发展的态势,技术层面已不断得到注重和重视。
食堂废油制备生物柴油的研究
Ke y wor s: F o a t ; i d e e ; a a t r t s ay i d o d W se B o i s l Ch r c e si l ss i c An
CL n m b r X7 93 C u e: 9 .
国际油 价 的不 断攀 升使 得生 物 质能 源 的研究 越来越受到人们的关注 ,在液体燃料中,生物柴 油 由 于其 热 量 高 ,且 可 以 以 一 定 比例 与 汽 油 混
( 阳市城 市建 设项 目办公 室 ,辽 宁 沈
摘
沈阳
10 1 ) 10 3
要 :食品废物含 有大量 的油脂 ,本研 究对食 品废 物的 油脂含 量进 行 了连续监 测,以其为原料开展生物柴 油的
制备研 究,并对其组成进行 测试分析 ,同其他原料所得 生物柴油作对 比 ,结果表 明:食 品废 物的平均含油率均超过 了 1% ( 0 干基 )。利 用食 品 、油酸甲酯和亚 油酸 甲酯含 量最 高,分
中 图 分 类 号 :X 9 . 7 93 文 献 标 识 码 :A
Ab ta t F o se c n an a g mo n fwa t i a d ft T i su y mo i r d t e w seo l o tn o a t s r c : o d wa t o t i sl r e a u to se ol n a. h s t d n t e a t i c n e t n f d w se o h i o
c n i u u l , d p e h a t i t r d c i d e e ,a ay e h o o e tt o a e wi h tp o u e y oh r r w o t o s a o t d t e w se ol o p o u e b o i s l n l z d t e c mp n n o c mp r t t a r d c d b t e a n y h
餐饮废油制取生物柴油的研究
餐饮废油制取生物柴油的研究近年来,全球范围内环境污染愈演愈烈,尤其是产能丰富的石油资源的持续消耗,使得石油依赖性严重。
为此,人们提出了许多替代性能源的解决方案,其中有一种受到广泛关注的是利用农村废弃食用油和植物油,通过发酵技术制取生物柴油,即发酵酯液化(FAME)技术。
发酵酯液化技术是一种能够将植物油和动物油中的酸脂转化为柴油的技术,它可以有效降低使用植物油和动物油生产柴油所需要的成本。
研究发现,当植物油和动物油中的甘油类化合物被发酵酯液化技术处理后,就可以转化为含有植物油和动物油的生物柴油。
餐饮废油是一种主要来源于餐饮行业的废弃食用油。
它一般指向为调味和烹饪而使用过后,被丢弃的食用油。
餐饮废油是一种重要的农村废弃食用油,它既能满足农民使用也可以作为预处理工艺的原料,用于生物柴油的生产。
餐饮废油的应用是一个非常复杂的过程,主要分为预处理步骤、发酵步骤、沉淀步骤和后处理步骤。
预处理步骤是分解废弃食用油的过程,有助于提高后续发酵的效率。
发酵步骤则是将分解的脂肪酸转化成柴油的过程,这一步骤是油脂类发酵生物柴油生产过程中最关键的步骤。
沉淀步骤包括油质和油水分离,以及液体和固体成分之间的分离。
最后,在后处理步骤中,将柴油进行精馏提纯,以保证最终产品的质量。
通过以上步骤,就可以成功地将餐饮废油制取成生物柴油,然而,这些工艺步骤受到环境因素的影响会很大,因此如何有效地管理这些环境因素就成为一个重要课题。
首先,可以使用适当的温度和湿度控制,以保持理想的发酵条件,以达到最佳的生物柴油产量。
其次,对发酵废水的排放进行监管和管理,确保其中油脂含量不超标。
最后,可以采取改善技术,如蒸发和冷凝,以降低废水污染,最大限度地减少对环境的影响。
以上,就是有关餐饮废油制取生物柴油的相关研究,总的来说,通过发酵酯液化技术,可以有效地将农村废弃食用油制取成生物柴油,这是一种可替代传统石油的清洁能源,能够为人们提供更多更安全的能源。
废弃油脂生产生物柴油研究进展
废弃油脂生产生物柴油研究进展摘要:本文主要介绍废弃油脂的预处理及用废弃油脂制备生物柴油的方法。
废弃油脂的预处理主要是除去其中的固体杂质、水、降低酸值、降低黏度、脱除颜色等。
废弃油脂制备生物柴油的方法主要有碱催化、酸催化、酶催化、超临界法,本文分别介绍了四种方法的优缺点。
关键词:废弃油脂;生物柴油;预处理;生产方法[Abstract]This paper mainly introduces the pretreatment of the waste oil and manufacturing method of biodiesel from waste oil. The pretreatment of the waste oil include the removal of solid impurity& water, reducing the acid value, lower viscosity and color removal, etc. Method of manufacturing biodiesel mainly include alkali catalysis, acid catalysis, enzyme catalysis and supercritical method, this paper introduces the advantages and disadvantages of four kinds of methods, respectively.[Key words] waste oil; biodiesel; pretreatment; manufacturing method邮箱:58640297@。
1前言生物柴油是以可再生的动植物油脂为原料与低碳醇反应生成的长链脂肪酸的单烷基酯。
近几年来,生物柴油因其特有的优势受到人们的广泛关注。
然而生物柴油的生产成本却非常高,从而使其难以大规模商业化生产。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究
废油脂催化转化制取生物柴油的研究最近,全球可再生能源发展的势头越来越显著,成为一个关注的热点。
在这样的背景下,废油脂催化转化制取生物柴油的研究也受到越来越多的关注。
生物柴油可以大大提高当前传统燃料的性能,减少依赖化石燃料,从而降低温室气体排放。
从环境保护的角度出发,研究开发生物柴油燃料已成为当前可再生能源发展过程中非常重要的内容。
废油脂催化转化制取生物柴油是利用废油脂资源制取生物柴油的有效方法,也是未来可再生能源发展的重要内容。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究主要包括:一是研究废油脂的资源,分析废油脂的各种物理、化学性质及其用途;二是催化转化技术研究,分析各种不同催化剂的性质及其将废油脂转化为生物柴油的条件;三是反应过程模拟研究,建立反应过程的模型,绘制反应过程流程图,进行模拟分析;四是反应理论研究,对废油脂催化转化过程进行细致的研究,分析反应温度、催化剂组成、反应条件等的影响;五是反应机理研究,通过实验分析反应机理,明确反应过程中反应物、中间体及最终产物之间的关系;六是催化剂筛选研究,研究常用催化剂及其负载材料在废油脂催化转化过程中的性能;七是反应工艺优化研究,设计最优反应参数、最适用的反应温度,提高反应效率及可靠性。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究,借助现代分析技术,如红外分析、质谱分析、核磁共振等,可实现高效的制备及分析。
此外,可以采用生物质催化剂进行有效的催化。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究有着重要的理论意义及实际应用价值。
可以有效地利用废油脂,将其有效地转化成生物柴油,以满足当前可再生能源发展的环境需求。
研究还可以为未来更高效、更可靠的制备工艺提供依据,在可再生能源发展过程中具有重要意义。
因此,废油脂催化转化制取生物柴油的研究有着极其重要的意义。
废油脂资源的有效利用,有效的催化转化工艺,以及最大程度的减少温室气体排放,将为推进可再生能源发展带来新的机遇。
因此,对于国家、地方政府及各有关部门,应把废油脂催化转化制取生物柴油的研究作为重要的研究课题。
用餐饮业废弃油脂制备生物柴油的研究
用餐饮业废弃油脂制备生物柴油的研究摘要:利用餐饮业废弃油脂在甲醇气相进料情况下合成生物柴油,研究了反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量和反应时间的变化对合成生物柴油的影响。采用正交试验得出餐饮业废弃油脂酯交换的最佳反应条件为反应温度95℃,醇油摩尔比20∶1,催化剂(AR级浓硫酸)用量7%(占油重的7%,下同),反应时间14 h,在此反应条件下生物柴油产率可达到95%以上。关键词:生物柴油;餐饮业废弃油脂;酯交换反应;正交试验Study on the Synthesis of Biodiesel from Waste Cooking OilAbstract: Biodiesel was synthesized from waste cooking oil with gaseous feeding of methanol. The effects of reaction temperature, methanol / oil molar ratio, amount of catalyst and reaction time were studied. According to the orthogonal experiment, the optimal transesterification conditions for waste cooking oil were reaction temperature at 98℃,methanol to oil ratio 20∶1 (mol: mol), dosage of catalyst was 7% of the oil weight and reacting for 14 h. The yield could be over 95% under these conditions.Key words: biodiesel;waste cooking oil;transesterification;orthogonal experiment 生物柴油是目前全球解决能源危机的热点研究方向之一[1]。生物柴油有很多优点,它的原料来自于生物质,均可再生[2];它可以有效降低柴油机的排气污染物,尤其是有毒有机物、颗粒物和CO2等,对环境污染比柴油小[3];它还可以直接用于现有的柴油发动机[4]等。从化学成分上讲,生物柴油是一系列长链脂肪酸甲酯[5]。目前,用餐饮业废弃油脂合成生物柴油的报道较多,例如姚亚光等[6]以浓硫酸为催化剂,用废弃油脂与甲醇(乙醇)反应,合成生物柴油产率达到80%;韩秀丽等[7]在碱性催化剂作用下,用废弃油脂与乙醇反应合成生物柴油,得到的产率最高为91.4%。本试验针对回收的餐饮业废弃油脂,拟以AR级浓硫酸为催化剂,并采用甲醇气相进料的方式,探讨其最佳反应条件,变废为宝,为其日后工业化生产提供依据。1材料与方法1.1主要试剂与仪器AR级浓硫酸(武汉市中天化工责任有限公司)、AR级甲醇(天津市科密欧化学试剂有限公司)、AR级无水乙醇(安徽安特生物化学有限公司)、HH-4数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)、DW-3型数显电动搅拌器(巩义市予华仪器有限公司)。1.2原料油的收集与预处理餐饮业废弃油脂(餐饮油)收集自长江大学周边餐馆,其预处理流程见图1。1.3原料油的分析根据GB/T5530—1998方法测定预处理后的餐饮油的酸值为 4.503 6 mg(KOH)/g。根据GB/T5534—1995方法测得试验所用餐饮油的皂化值为158.39 mg(KOH)/g。根据公式M=56.1×1 000×3/皂化值,式中M为餐饮油的平均摩尔质量;56.1 g/mol为KOH的摩尔质量。计算得餐饮油的平均摩尔质量约为1 063 g/mol。1.4试验步骤将处理好的餐饮油和催化剂按一定比例依次放入装有搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中,用电加热套加热,将甲醇在圆底烧瓶中置于恒温水浴加热汽化,用玻璃管通入三口烧瓶底,加热反应,完毕,冷却,静置分层,用分液漏斗分离,下层为黄色甘油,上层为黄棕色粗生物柴油,取上层粗酯相,用70~80℃水在分液漏斗中洗涤,静置分层分液,取上层液,加活性炭脱色,得黄棕色生物柴油产品,称重,计算产率。反应装置见图2。1.5产率计算生物柴油的产率的计算式为:产率=生物柴油的质量/原料油的质量。2结果与分析2.1单因素对生物柴油产率的影响2.1.1反应温度对生物柴油产率的影响反应温度是影响化学反应进程的重要因素,为了加快反应速率,取水浴温度分别为90、95、98、100和102℃。而甲醇的沸点为64.7℃,一次性将物料混合均匀会使反应器内的实际温度达不到试验设计的温度。先将甲醇汽化,再以鼓泡的方式进入反应器与油脂酯交换则可以很好地解决这个问题。反应温度高于沸点虽然使甲醇挥发至气相中,但是酯交换反应率随着温度的升高而升高,这是由于随着温度的升高,反应物的活性增大,反应速度加快,而且多余的甲醇可做带水剂将反应产生的水带走,促使反应向酯交换方向进行。其他条件,醇油摩尔比为25∶1,催化剂(AR级浓硫酸)用量为7%,反应时间为12 h。试验结果如表1所示。由表1可看出,在其他条件相同的情况下,温度在90~102℃范围内,产率随水浴温度的变化趋势是先上升再下降,在98℃为产率的最高点,可得最佳的水浴温度为98℃。该反应是可逆吸热反应,温度升高使反应速率加快,温度到98℃后对逆向反应更有利,副反应速率也增加,使总反应速率下降,产率下降。2.1.2醇油摩尔比对生物柴油产率的影响试验醇油摩尔比选为15∶1、20∶1、25∶1、30∶1和35∶1。本试验采用加热甲醇鼓泡的方式来加料,加过量的甲醇于圆底烧瓶中,反应终止时用圆底烧瓶中消耗的甲醇的量减去回收瓶中蒸馏出的甲醇的量即得出反应的甲醇的量。其他条件,反应温度为98℃,催化剂(AR级浓硫酸)用量为7%,反应时间为12 h。试验结果如表2所示。由表2可以看出,在其他条件相同的情况下,醇油摩尔比在15∶1~35∶1范围内,产率随醇油摩尔比的变化趋势是先上升后趋于不变,可得最佳醇油摩尔比为25∶1。因为酯交换反应是可逆反应,采用过量的甲醇可以推动反应平衡向正反应方向移动。而醇用量增加将使反应物油脂的百分比浓度下降,总的酯交换反应速度下降。2.1.3催化剂用量对生物柴油产率的影响目前碱性催化剂是普遍使用的生产生物柴油的催化剂,而当油脂中含有大量的游离脂肪酸和水时,游离脂肪酸虽有利于发生酯交换反应,但是游离脂肪酸与碱性催化剂会发生中和反应,使得催化性能减弱,特别是当反应原料油是低级油时(如酸败油、废油、泔水油等),因此用酸做催化剂能使反应更加充分完全[8]。本试验处理后的原料油酸值已大大下降,但为了避免酯化反应,本试验选用AR级浓硫酸做催化剂,根据文献资料,催化剂用量选为4%、5%、6%、7%和8%。其他条件如反应温度为98℃,醇油摩尔比为25∶1,反应时间为12 h。试验结果如表3所示。由表3可以看出,在其他条件相同的情况下,催化剂用量为4%~8%范围内,产率随催化剂用量的变化趋势是先上升后趋于不变,可得最佳催化剂用量为6%。2.2.4反应时间对生物柴油产率的影响反应时间关系到生产周期的长短,酯交换反应率刚开始随着反应时间的增加而增加,但当超过一定时间后,酯交换反应率明显下降,后趋于稳定。反应时间选为6、8、10、12和14 h。其他条件如反应温度为98℃,醇油摩尔比为25∶1,催化剂(AR级浓硫酸)用量为7%。试验结果如表4所示。由表4可以看出,在其他条件相同的情况下,反应时间在6~14 h范围内,产率随反应时间的变化趋势是先增加后减少,可得最佳反应时间为12 h。随着反应时间的增加,产物浓度增加导致逆反应开始进行,当反应超过一定时间时,逆反应的速度开始增加,正反应的速度由于反应物量的减少而降低,表现为产率的下降。2.2正交试验2.2.1试验的因素与水平根据单因素试验的结果,按L9(34)正交表组合试验,因素与水平见表5。2.2.2正交试验结果正交试验结果及数据处理见表6。从表6可以看出,反应时间、反应温度、醇油摩尔比和催化剂用量4个因素对生物柴油的产率影响的大小顺序为反应时间>催化剂用量>反应温度>醇油摩尔比。3结论1)单因素影响的试验结果,最佳反应温度为98℃,最佳醇油摩尔比为25∶1,催化剂AR级浓硫酸的最佳用量为6%,最佳反应时间为12 h。2)由正交试验的数据分析可得到理论的最佳反应条件为反应温度95℃,醇油摩尔比20∶1,催化剂(AR级浓硫酸)用量7%,反应时间14 h。以该条件做3次重复试验,得其产率分别为95.8%、96.1%和95.2%,其中有两组比正交试验中9组的都高,因此这个组合是最佳反应条件。参考文献:[1] 张宏军,张佳,刘学.我国油菜田农药的登记及应用概况[J]. 湖北农业科学,2008,47(7):847-851.[2] 冀星,郗小林. 我国生物柴油产业发展展望[J].中国能源,2002(5):16-18.[3] 李细斌,王均国. 发展生物柴油的可行性分析及产业化建议[J]. 湖北农业科学,2008,47(11):1364-1368.[4] 李先文,郑威. 生物柴油的研究现状与展望[J]. 湖北农业科学,2008,47(4):478-481.[5] URBANCHUK J M. An economic analysis of leisalation for a renewable fuels requirement for highway moter fuels[R]. Greenfield:AUS Consultants,2001.[6] 姚亚光,纪威,符太军,等. 基于酸催化的餐饮业废弃油脂与醇类酯化反应试验研究[J].中国农业大学学报,2005,11(3):113-116.[7] 韩秀丽, 马晓建,陈俊英. 利用餐饮业废油制备生物柴油的研究[J]. 粮油加工,2007(7):72-74.[8] AKSOY H A,KAHRAMAN I,KARAOSMANOGLU F,et al. Evaluation of Turkish sulphu olive oil as an altermativa dieselfuel[J]. J Am Oil Chem Soc,1988,65(6):936-938.。
餐厨垃圾生产生物柴油研究进展
编号本科生毕业论文餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展Research Progress of Biodiesel Production of Kitchen Garbage学生姓名马进岗专业生物技术学号090822220指导教师张强学院生命科学技术学院二〇一三年六月毕业设计(论文)原创承诺书1.本人承诺:所呈交的毕业设计(论文)《餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展》,是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计(论文)工作条例》后,在教师的指导下,保质保量独立地完成了任务书中规定的内容,不弄虚作假,不抄袭别人的工作内容。
2.本人在毕业设计(论文)中引用他人的观点和研究成果,均在文中加以注释或以参考文献形式列出,对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3.在毕业设计(论文)中对侵犯任何方面知识产权的行为,由本人承担相应的法律责任。
4.本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本;同意学校保留毕业设计(论文)的复印件和电子版本,允许被查阅和借阅;学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计(论文),可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担!作者签名:年月日摘要随着环境意识的增强和能源危机的影响,人们开始寻找一种能够替代石油燃料并对环境破坏小的新能源。
最近几年石油价格的升高和石油的缺乏,使人们开始思考利用植物油去替代柴油。
同时,餐饮废油不仅污染环境,而且还危害人们的健康,因此餐饮废油的有效利用成为一个值得研究的问题。
以餐厨垃圾为原料进行能源生产,既可以获得清洁能源,又能减少污染物排放,可降低生物柴油的生产成本,是目前研究的热点。
本文综述了餐厨垃圾目前处理现状以及能源化的研究进展,主要介绍了利用餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展情况。
关键词:餐厨垃圾生物柴油脂肪酸酯交换AbstractIncreasing environmental awareness and depletion of energy resources are the driving force for the industry to develop renewable fuels which are environmentally friendly. In the past several years, the increases in petroleum prices and uncertainties of petroleum availability lead to renewed interest in vegetable oil fuels for diesel engines.Today, waste cooking oils are not only polluting the environment, but also doing harm to the health of people. To utilize waste oils environmentally friendly is becoming more and more important for researchers.The kitchen waste as a raw material for the production of energy, can not only obtain clean energy, but also reduce the emission of pollutants and the cost of biodiesel profuction, the focus of current research. This paper reviewed the current status of treatment of kitchen waste and energy development. Mainly introduced the research progress of producing biodiesel with kitchen waste.Key words:kitchen waste;biodiesel;fatty acid;transesterificationII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2餐厨垃圾生产生物柴油国内外研究现状 (2)1.2.1国内研究现状 (2)1.2.2国外研究现状 (3)1.3研究内容 (3)第2章餐厨垃圾 (5)2.1餐厨垃圾危害 (5)2.2餐厨垃圾处理现状 (6)2.2.1焚烧 (6)2.2.2填埋 (6)2.2.3堆肥 (6)2.3餐厨垃圾的利用状况 (7)2.3.1餐厨垃圾生产甲烷 (7)2.3.2餐厨垃圾生产氢气 (7)2.3.3餐厨垃圾生产燃料酒精 (7)2.3.4生产有机肥料、肥皂、化妆品等 (8)2.4餐厨垃圾的回收治理与管理 (8)第3章生物柴油 (9)3.1国内外生物柴油的发展状况 (9)3.1.1国内发展状况 (9)3.1.2国外发展状况 (10)3.2生物柴油的生产方法 (11)3.2.1掺和法 (11)3.2.2微乳法 (11)3.2.3热裂解 (11)3.2.4转酯法 (12)3.3生物柴油的环境效益与社会经济效益 (14)3.3.1生物柴油降低CO2排放 (14)3.3.2生物柴油降低空气污染物的排放 (14)3.3.3生物柴油减少对水体和土壤的污染 (15)3.3.4缓解能源压力,增强国家石油安全 (15)3.3.5转化餐饮废油,保障人民身体健康 (15)第4章餐厨垃圾生产生物柴油 (16)4.1餐厨垃圾加工生物柴油发展优势 (16)4.1.1生产技术成熟 (16)4.1.2管理技术成熟 (16)4.1.3生产原料潜力巨大 (16)4.2餐厨垃圾加工生物柴油原理 (17)4.3餐厨垃圾加工生物柴油生产工艺 (17)4.3.1碱催化酯交换反应 (17)4.3.2酸催化酯交换法 (18)4.3.3脂肪酶催化酯交换反应 (19)4.3.4超临界甲醇流体法 (19)4.3.5加氢工艺法 (19)4.4餐厨垃圾生产生物柴油面临的问题及对策 (20)4.4.1面临的问题 (20)4.4.2对策 (20)第5章结论和展望 (21)参考文献 (23)致谢 (26)第1章绪论1.1研究的目的及意义餐厨垃圾是指家庭、学校、食堂以及餐饮行业的食物废料和残余,是城市生活垃圾的重要组成部分。
[PDF] 餐饮废油制取生物柴油的研究
一 前言 随着全球人口的增加和人民生活水平的不断提高,对能源的需求日趋强劲.但是传统的石油、天然气资源日渐匮乏,石油短缺已影响到国家的能源安全战略.另一方面,随着环保意识的增强,人们逐渐认识到石油作为燃料所造成的空气污染的严重性,特别是光化学烟雾、CO2产生的温室效应等严重破坏了生态平衡.所以寻求清洁替代能源将成为未来世界经济发展的关键.生物柴油以其无毒、可生物降解、尾气中几乎不含SOx等优点成为当今最重要的清洁燃料之一.生物柴油中最主要的成分是脂肪酸甲酯(FAME)。
目前,以动、植物油脂为原料制造生物柴油的成本偏高,将餐饮废油脂回收利用,制造生物柴油是一个很好的方案。
在日本已建立了利用废油脂制备生物柴油的工厂,欧盟各国及中国香港也竞相研究和开发利用餐饮废油脂制备生物柴油。
据不完全统计,我国餐饮业每年产生废油脂达200万吨以上,餐饮废油中含有大量对人体有害的物质,已不能再食用。
目前,在我国部分餐饮废油脂被回收加工成脂肪酸等工业原料,而大部分被不法分子再利用重新流人市场,严重危害消费者的人身健康,或餐饮业主直接将其排人下水道,不仅造成资源的浪费,而且严重污染环境。
对餐饮废油进行预处理后用于制备高附加值的生物柴油,为餐饮废油的再利用开辟一条新的途径,有利于防止餐饮废油对生态环境造成的不利影响,可降低生物柴油的生产成本,为生物柴油的工业化提供有效的依据。
二 国内外研究现状 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餐饮油来制备生物柴油。
对于餐饮废油制取生物柴油的研究董红 高剑峰 谷国利 邓晓艳石河子大学生命科学学院摘 要:传统的石油、天然气资源日渐匮乏,石油短缺已影响到国家的能源安全战略.另一方面,随着环保意识的增强,人们逐渐认识到石油作为燃料所造成的空气污染的严重性,餐饮废油以其良好的环境特性和可生物降解性逐渐引起人们的注意,因此餐饮废油的有效利用成为一个值得研究的问题。
关键字:能源;生物柴油;餐饮废油;脂肪酸甲酯新能源产业3233利用废餐饮油制备生物柴油的研究,处于世界领先地位的是日本的染谷商店集团有限公司和LONFORD有限公司,拥有专利“以废食用油为原料生产柴油、甘油和锅炉用燃料的精制方法”,“用废食用油生产柴油燃料的制造装置”,和“用废食用油制造柴油燃料的制造方法”等。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究
废油脂催化转化制取生物柴油的研究近年来,随着我国经济的迅速发展,能源急需以及环境污染问题日渐凸显,研究替代性能源以及绿色能源变得十分重要。
其中,废油脂催化转化制取生物柴油的研究更是受到国内外科学家的广泛关注。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究的目的是利用废油脂,在催化剂的作用下进行转化,最终获得可用于柴油机燃烧的生物柴油。
与传统柴油相比,生物柴油具有更高的发动机增压比,生物柴油燃烧后,其尾气排放的污染物含量可比传统柴油降低90%以上,不仅可以有效的降低环境污染,还可以降低能源消耗,提高发动机的燃烧效率。
目前,世界各国都在研究废油脂催化转化制取生物柴油的技术,目前有多种催化剂用于进行转化,如金属氧化物催化剂、有机酸催化剂、有机酸催化剂、表面活性剂和离子液体等。
催化剂是影响废油脂转化效率的关键因素,因此学术界针对催化剂的类型、用量等进行了大量的研究。
此外,国内外学者还开展了以废油脂催化转化制取生物柴油的反应机理研究、催化剂组分研究、催化剂结构研究、优化工艺研究等。
废油脂催化转化制取生物柴油技术由于具有低污染、可再生能源以及能源多样性等优势,迅速得到了世界各国的重视,其在发展我国柴油行业以及研究新型柴油催化剂方面具有重要意义。
国内学者通过研究表明,废油脂催化转化制取生物柴油的技术已经达到了实用化的阶段,其发动机动力性能与传统柴油相当,且具有更低的污染物排放。
国内外学者同时开展了关于废油脂催化转化制取生物柴油的多种不同的研究,如催化剂的选择,反应条件的优化,生物柴油的性能等,为进一步提高生物柴油转化效率以及产品质量奠定了基础。
废油脂催化转化制取生物柴油技术仍处于发展阶段,仍需要进一步完善和改进,当前仍存在一些瓶颈,如转化效率较低,产品质量不高等问题。
未来,学者可以采取多种方法优化废油脂催化转化制取生物柴油的整个工艺流程,以进一步提高转化效率以及产品质量。
综上所述,废油脂催化转化制取生物柴油的研究对于绿色能源利用、发展能源行业以及改善环境污染等拥有重要意义,其发展具有重要意义。
废食用油制备生物柴油研究进展
回收废 食 用 油合 成 生物 柴 油的发 展趋 势。 关键词 : 食 用油 : 废 制备 ; 物 柴油 生
Re e c Pr g e s f Bi dis lPr pa a i n r m W a t i e 0 i s ar h o r s o o e e e r to f o se Ed bl l s
程微 藻等 水 生植 物油 脂 以及 动物 油脂 、餐饮 垃圾 油 等为 容 易【] 5。 - - 6
原 料油 通 过酯 交换 工 艺制 成 的可 代替 石 化 柴油 的再 生 性 1 废油 的 主要 危害 . 2 20 0 6年我 国食 用 的 消费 总量 约为 2 0 0 0多万 吨 。 与此 柴油燃料 。 文探讨 了废 食用 油 产生 的机 理及 其危 害 , 本 并 就废食 用 油 回收 制备 生物 柴油 进展 进行 了综 述 。 同时 , 每年 排 放废 食 用 油 已经成 为 一类 环境 污染 物 . 成 造
维普资讯
食 品 科 技
F OOD S ENCE & TE CI eHN0 L 0GY
库 食用 油 制 备 生 勿柴 油 研 究 进 展
杨 凯 刘 军 海 ( 西 理 工 学 院化 学 与环 境 科 学 学 院 陕 西 汉 中 7 3 0 ) 陕 2 0 1
Abs r t Th me h nim a d h z r o wa t e i e is we e ic s e t ac : e ca s n a ad f se d bl o l r d s u s d. Th r s a c p o r s o e ee rh r ges f b o i s l pr p r to we e e iwe i d e e e a a i n r r v e d.An is e e r h r nd r m n w nwa ds d t r s a c te fo o o r we e dic s d lo r s us e a s . Ke r wa t e bl is, r p r to b o i s l y wo d: se di e o l p e a ai n, i d e e
2024年废油脂制生物柴油市场调查报告
2024年废油脂制生物柴油市场调查报告1. 背景介绍生物柴油作为一种可再生能源,受到了越来越多的关注。
废油脂制生物柴油是一种利用废弃的食用油脂作为原料生产的生物柴油。
在环保和能源可持续发展的背景下,废油脂制生物柴油具有重要的市场潜力。
本报告通过对废油脂制生物柴油市场进行调查研究,分析其市场现状、发展趋势及问题,并提出相应的建议。
2. 市场现状废油脂制生物柴油市场目前正处于快速增长的阶段。
许多国家都意识到生物柴油的潜力,采取了一系列鼓励政策和法规来推动市场发展。
在一些国家和地区,废油脂制生物柴油已经成为一种主要的替代燃料,取代传统的石油燃料。
3. 市场规模和份额根据市场调查数据,截至目前为止,废油脂制生物柴油市场规模已经达到XX亿美元,并有望在未来几年内继续保持快速增长。
市场份额方面,目前一些主要生物柴油厂商已经在废油脂制生物柴油领域取得了较大的份额,但仍有许多企业有待进入和发展。
4. 市场发展趋势废油脂制生物柴油市场的发展趋势主要体现在以下几个方面:4.1 环保政策的推动废油脂制生物柴油作为一种可再生能源,更加环保,能够减少温室气体排放,符合国际和国内的环境保护要求。
政府出台的环保政策将是市场发展的重要推动力。
4.2 能源安全需求的增加随着能源安全问题的日益突出,废油脂制生物柴油作为一种替代能源,能够降低对进口石油的依赖,满足国内能源需求。
在一些国家和地区,废油脂制生物柴油已经成为能源安全的重要组成部分。
4.3 技术的不断进步废油脂制生物柴油生产技术的不断进步,使得其生产成本逐渐降低,同时提高了生产效率。
这将进一步推动市场的发展,降低商品的价格,增加市场的吸引力。
4.4 新能源车辆的普及随着新能源汽车的普及和推广,废油脂制生物柴油作为一种新型燃料将有更广阔的市场需求。
预计未来几年,新能源车辆的市场份额将不断增加,进而推动废油脂制生物柴油市场的发展。
5. 市场问题废油脂制生物柴油市场在快速发展的同时,也面临着一些问题和挑战:5.1 原料供应不稳定废油脂制生物柴油的原料主要来自于废弃的食用油脂,而原料供应的不稳定性是制约市场发展的一个重要因素。
餐饮废油催化转化制取生物柴油研究
第25卷 第4期Vol.25 No.4新乡学院学报(自然科学版)Jour nal of X inxia ng Univer sity(Na tural Science Edition)2008年12月Dec.2008餐饮废油催化转化制取生物柴油研究3黄艳芹(新乡学院化学与化工学院,河南新乡453003)摘 要:研究了餐饮废油在甲醇钠的催化作用下制取生物柴油的工艺条件,实验表明其酯交换过程的最佳工艺条件是醇油物质的量比为7∶1、反应时间为1.5h 、催化剂质量为废油的1.5%及反应温度为60℃。
通过对生成的生物柴油作理化性质检测,结果表明,其质量指标完全符合柴油优级品的标准。
关键词:餐饮废油;生物柴油;酯交换;甲醇钠中图分类号:TQ645 文献标志码:A 文章编号:167423326(2008)0420030203Study on Pr oduct ion of Biodiesel by Wa ste Oil ofResta ur ant Catalyt ic Tr ansf or mationHU ANG Y an 2qin(College of Chemistr y and Chemical Engineering ,Xinxiang Univer sity ,Xinxiang 453003,China)Abstract :Biodiesel wa s prepared f rom wa ste oil of restaurant catalyzed by s o dium methoxide.The experiment s show t hat t he optimum experimental co nditions have been dete rmined ,methanol/oil 7∶1,r eaction time 1.5h ,catalyst do sage (on wa ste oil mass) 1.5%a nd the experimental temperature at 60℃.The physical a nd chemical e xamining results indicate that the quality index acco rds with high gra de standard of die sel.Key w or ds :waste oil of re sta ura nt ;biodiesel ;transe sterif ication ;sodium methoxide0引言随着人民生活水平的日益提高,餐饮废油的排放量越来越大。
废油脂催化转化制取生物柴油的研究
废油脂催化转化制取生物柴油的研究近年来,全球能源面临越来越严峻的短缺问题,由于经济和社会发展的需要,对高品质能源的需求越来越大,而石油资源的供给却日益减少,因此有必要寻求替代性能源,满足日益增长的能源需求。
研究人员发现,生物柴油的质量和性能与传统的石油燃料相似,在可生物降解和环境友好等方面具有明显的优势,但是,生物柴油的生产成本较高,影响了其大规模应用,因此,寻求有效、低成本的制备生物柴油技术成为当前热点研究课题。
本研究针对上述问题,提出以废油脂为原料,利用催化转化技术制备生物柴油,从而达到降低制备成本,提高生物柴油制备效率的目的,研究了废油脂催化转化制备生物柴油的过程,研究结果表明: 1.用不同催化剂,可显著提高废油脂的催化转化的效率,即转化率可达到70%以上;2.有效的温度和压力条件下,利用催化剂,可以更有效地促进废油脂的转化,从而有效地降低生物柴油的制备成本;3.当控制反应温度,可以有效延长反应时间,提高反应效率;4.化剂的选择和调整,会影响反应的效率,也是影响生物柴油制备的一个重要因素。
结果表明,废油脂能够通过催化转化技术有效地制备高质量的生物柴油,从而降低制备成本,提高生物柴油的制备效率,为大规模生产生物柴油提供了有效的技术支持。
另外,我研究小组还分析了生物柴油的组成特性,发现该反应产物主要由烷烃和芳香烃组成,且通过催化剂的选择可以改变生物柴油的组成特性,从而改善其燃烧性能。
本次试验表明,通过利用废油脂催化转化技术可以有效地制备生物柴油,从而满足日益增长的能源需求,但是目前应用的技术尚处于试验阶段,尚需进一步改进和完善,以便实现技术的大规模应用。
总之,本研究成果表明:可以通过废油脂催化转化技术有效地制备质量良好的生物柴油,从而降低制备成本,提高生物柴油的制备效率,为大规模生产生物柴油提供了有效的技术支持,但仍需要进一步完善和改进技术,才能实现大规模应用。
以上就是本文关于“废油脂催化转化制取生物柴油的研究”的相关内容,在未来的研究中,研究人员将探索更多进一步优化生物柴油制备技术的新方法,以满足更高质量和效率的能源需求,以期望更好地改善能源短缺问题。
餐饮废油酯交换法制备生物柴油的优化研究
万方数据融技信怠高校理科研究Geophysics,1971,36(4):467~581subsurfaceusingthecon'tlTIOHfocuspointtechnologyLJjExpandedAb—i_2]HagedoomJGAprocessofseisnficreflectioninterpretationlJjstractsofthe67thAnnualIntematSEGMeeting,1997,1822~1825GeophysicalProspecting,1954,2(2):85~127115jCoxBE,VcrschuurDJData—driventomographicinversionof[3]KehoTH,BeydounWBParaxialrayKirchhoffmigration[J]focusingoperators[J]ExpandedAbstractsofthe71thAnnualInternatSEGGeophysics,1988,53:1540~1546Meeting,2001,722~725[4]LanganRT,LercheIandCufferRT.Tracingofraysthrough[16]王成祥,张关泉,刘超颖等速度模型反演的CFP方法[J]石油heterogeneousmedia:anaccurateandefficientprocedure[『]Geophysics,地球物理勘探,2003,38(2):139-1461985.50(9):1456~1465[17]俞国柱,姚姚等共聚焦点(CFP)成像技术i盎'FF[J]石油地球物5ISchneiderWA,RanzingerKA,BalchAH,etalAdynamic理勘探,2002,37(4):412-422programiningapproachtofirsttrave卜timeconlputationinmediawitharbi一【18]王成祥,赵波,张关泉等地下复杂介质地震处理中的CFP技术trarilydistributedvelociries[T]GeoF.hysics,1992,57(1):39—50[I]地球物理学进展,2003,18(1):30~34[6]SchneiderWA,WilliamRobustandefficientupwindfinite—dif、_[19]SchneiderJT,HubralP3DTree—amplitudefinite—offsetnfigra—ferencetravel—timecalculationsinthreedimensionsl7j.Geophysics,1995,60tion[JJ.Geophysics,1993,58:1112~1126(4):1108~111720JCP.AWapenaar,F.J.HerrmannTrue—amplitudemigration[7]狄帮让,顾培成.地震偏移成像分辨率的定量分析[J].石油大学takingfinelayeringintoaccountGeophysics[Jj.Geopyysics,1996,61(3):学报,2005,29(5):23~27,32795~803[8]GazdagJ,SguazzeroP.Migrationofseismicdatabyphaseshiftplus[21]孙建国.Kirchhoff霆_J真振幅偏移与反偏移[J]勘探地球物理进interpolation[J].Geophysics,1990,55:410"421展,2002,25(6):1~5[9]程玖兵,王华忠,马在田频率一空间域有限差分法叠前深度偏[22]徐升.GillesLambar∈复杂介质下保真振幅Kirchhoff深度偏移移[I].地球物理学报,2001,44(3):389~395[J]地球物理学报,2006,49(5):1431~1444『10]RistowD.RuhlT.3-Dimplicitfinite—differencemigrationbv[23]刘定进,印兴耀.傅里叶有限差分法保幅叠前深度偏移方法Ⅲ.multiwaysphtring[T]Geophysics,1997,62(2):554~567地球物理学报,2{)07,50(1):268~276[11]WuR,JinS.WindowedGSP(GeneralizedScreenPropagators)[24]BerryhillJR.Wave—equationdatumingLJJGeophysics,1979,migrationappliedtoSEG/EAEGsaltmodeldata[A].67thSEGAnnud44:1329~1344Meeting.1997,1746~1749125JYilmaz,O.andLucasD.Prestacklayerreplacement.Geophysics[12]DohertySM,ClaerboutJF.Stmctureindependentvelocityesti一[J],1986,5t,1355~1369marion[I]Geophysics,1976,41(5):850~881[26]BeasleyCJ,LynnW.Thezerovelocitylayer:Migrationfromir一[13]WangBin,DannKeh,MalloyJdffEMacrovelocitymodelesti—regularsurfaceslJJ.GeoF’hysics,1989,22(1):35~40marionthroulghmodel—basedglobally-optimizeddepthfocusinganalysis[27]Garys.Mart,Marmousi2:AnelasticupgradeforMarmousi【J。
餐厨废油制备生物柴油的研究进展
废油对环境 的污染危害 。
“ 提 出采 用 固 体 酸 、 体 碱 催 化 剂 两 步 不 易 分 离 , 续 操 作 污 染 较 大 [】 。 等 固 后 1。 6 法 催 化 工 艺 来 制 备 生 物 柴 油 , 种 方 法 不 2 3酶催 化 这 .
催 化 剂 。 中 非 均 相 碱 催 化 剂 因 其 反 应 条 第 二步 , KO 其 以 H为催 化 剂 ) 研 究表 明 , 一 , 第 件 温 和 、 反应 少 、 物 易分 离 等 优 点 被 广 步催 化时 , 油 比6 1 硫酸 用量 0 6 %, 应 副 产 醇 :, .8 反 泛 使 用 。 ey i ̄ 以棕 榈 油 为 制 备 原 料 , F l ca8 ] 等 温 度5 ℃, 应 时 间6 mi l 二 步 催化 时 , l 反 0 n第 K0 H与膨 润 土 比 1 4 醇油 比6 1 反 应温 度 甲醇 与 第 一 步反 应 所 得 产 物 的 摩 尔 b 9 1 :, :, Y .: , 3 ℃, 0 反应 时 间 3 的 条件 下 , 到 生物 柴 油 h 得
植物 油 脂 等 经 过 酯 交 换 反 应 得 到 的 可 代 替
石 化 柴 油 的再 生 燃 料 。 与传 统 燃 料 相 比 , 生 物 柴 油 燃 烧 后 产生 的 废 物 更 少 , 环 境 的 对
第 以 的 催 化 剂 包 括 非 均 相 碱 催化 剂 和 非 均 相酸 步 催 化 的 方 法 ( 一 步 , 硫 酸 为 催 化 剂 ;
酶催化 法 和超 临界 催化 法 制备 生物柴 油的 优缺 点 , 并对 生物 柴油 未 来发展 前景做 出 了展 望 。 关 键词 : 厨度 油 生物柴油 制备 工艺 霹交换 法 研究进展 餐
废餐饮油制备生物柴油研究现状与应用前景
最近几年石油价格的升高和石油的缺乏, 使人 们开始思考利用植物油去替代柴油。 %’&& 年德国聂 尔公司以菜籽油为原料提炼成洁净燃油, 称为生物 柴油 。其突出的特点是环保性和可再生性, 引起了 发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视。德国是 生物柴油利用最广泛的国家, 每年生产和消费生物 柴油 %*% +,。 生物柴油具有优良的环保特性,含硫量低、 含 氧量高, 汽车在行驶过程中二氧化硫和硫化物的排 生物柴油中不含对环境会造成污染 放量低 。同时, 的芳香族烷烃, 因而废气对人体损害远远低于石化 柴油。与石化柴油相比, 使用生物柴油可降低 ’"的空气毒性。 废餐饮油是餐饮业的副产品, 主要成分为脂肪 酸三甘油酯
・ ・ 51
谭力红
装置, 因此该工艺尚无工业化应用的报道。 但酸催化 工艺不受游离脂肪酸含量影响,更适用于以废弃食 用油脂为原料制备生物柴油过程。酸催化法的酯化 反应是以废弃食用油脂为原料制备生物柴油的研究 重点。 谢国添把经过预处理的废餐饮油作原料,反应 温度为 !"#$" %, 油和醇的物质的量的比为 &’&(#&’ 以质量分数为 ")#*) 的催化剂, 经过 &( + 的反 &", 应时间, 得到粗生物柴油, 然后在真空度为 ,(-(!"#,
(-($" ./0 下收集 &*(#1&( %的馏分,制备的生物
柴油与 ( 柴油技术指标相当 。
2 31(4
宋庭礼等同样以废餐饮油作原料,油与醇的物 质的量的比为 &’1( ,催化剂的质量分数为 &-1) , 反 应时间为 ! +, 此时转化率为 !!-5)31&4。林华超以硫 酸为催化剂, 6(#!" %时进行酯化反应,然后分相, 脱色得到生物柴油 。汪勇等以酸催化酯化反应得
餐饮废油制取生物柴油的研究
餐饮废油制取生物柴油的研究
随着现代社会的发展,汽油的消耗量日益增加,而汽油的供应量却渐渐减少。
因此,有必要寻求替代燃料来减少人们对汽油的依赖性。
为此,利用餐饮废弃油来制备生物柴油成为了研究的重点。
目前,研究证明,可以从餐饮废弃油中提取生物柴油。
餐饮废油的成分主要为中碳酸酯、烷、脂肪酸、蜡醇等,由于其中包含大量有机物,可用于生物柴油研究。
首先,将餐饮废弃油进行深度低温精炼,再进行深度燃烧,以从油中提取烃类混合物。
然后,将烃类混合物与添加剂一起进行反应,以制备生物柴油。
另外,为了提高生物柴油的利用率,还可以添加一些添加剂,如甘油、硫酸铵等,以改善生物柴油的性能。
此外,在深度精炼、深度燃烧和反应的过程中,也可以加入一些催化剂,以促进反应的速度,从而提高生物柴油的产量。
从以上可以看出,从餐饮废弃油中提取生物柴油的方法不仅能够降低人们对汽油的依赖性,而且还能够利用更多的资源,有利于保护环境。
因此,此类研究显得极为重要。
然而,此方法也存在一些问题。
可以从餐饮废弃油中获得的生物柴油的质量和产量受到很多限制。
此外,餐饮废弃油容易含有污染物,如有机磷、铅等,可能会对生物柴油产量产生负面影响。
此外,质量和产量的调控可能也是一个问题。
因此,进行这项研究,必须尽量解决这些问题,从而提高生物柴油的质量和产量。
同时,要重视生物柴油的应用水平,避免被污染物影响。
只有这样,餐饮废弃油才能成功地被用来制备生物柴油,有助于保护环境以及减少人们对汽油的依赖性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第42卷第22期2014年11月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.42No.22Nov.2014餐饮废油制生物柴油研究进展*马洪霞,葛纪龙(常州轻工职业技术学院轻工工程系,江苏 常州 213164)摘 要:简述了餐饮废油(WCO)转化为生物柴油的反应原理,比较了利用WCO 转化制备生物柴油的各种方法,主要有均相转化法(包括酸催化法㊁碱催化法和酸碱两步催化法)㊁非均相转化法(包括固体碱催化法㊁固体酸催化法)㊁酶催化法㊁超临界转化法等,分析了不同方法的特点㊂关键词:餐饮废油;生物柴油;酯交换中图分类号:O62 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2014)022-0023-03*基金项目:江苏省高等职业院校高级访问工程师计划资助项目(项目编号2013FG013)㊂作者简介:马洪霞(1977-),女,讲师,硕士,主要从事废弃油脂回收利用和生物柴油生产工艺研究等工作㊂Advances in Production of Biodiesel from Waste Cooking Oil *MA Hong -xia(Department of Chemical Engineering and Light Industry,Changzhou Institute ofLight Industry and Technology,Jiangsu Changzhou 213164,China)Abstract :The principle of transferring waste cooking oil (WCO)into biodiesel was described.The different methods of producing biodiesel with WCO and their process characteristics were reviewed,such as homogeneous catalytic transesterification of alkali catalyzed,acid catalyzed and two -step catalysis methods,heterogeneous catalyzed transesterification of solid base catalysis and solid acid catalysis,enzymatic catalyzed transesterification and supercritical transformation.Key words :biodiesel;waste cooking oil;transesterification生物柴油是指以动植物油或其水解的脂肪酸为原料,与一元醇(常用甲醇)通过醇解或酯化生产的脂肪酸一元酯(FAME)㊂生物柴油的性能可与石化柴油媲美,而且燃烧充分㊁污染物排放少㊁可降解性好㊂但生物柴油的生产成本较高,其中原料成本占了70%~95%[1],而使用经过一定处理的废弃油脂作为原料,将是一个很好的解决方法㊂据中国食用油网报道,我国2013年消耗油脂约3200万t,其中约500万t 成为废弃油脂㊂一些餐饮废油(WCO)经过处理又流向人们的餐桌,由于含有大量的腐败因子和致癌物质,对人体的危害极大㊂而经过预处理的WCO 比新鲜油的价格要便宜至少一半,这会大幅降低生物柴油的生产成本㊂WCO 制备生物柴油,既可以缓解能源危机,又符合节能减排和可持续发展的需要,意义重大㊂目前,利用WCO 制备生物柴油的方法主要有:均相转化法㊁非均相转化法㊁酶催化法㊁超临界转化法等㊂1 均相催化法甘油三酯和游离脂肪酸(FFA)是WCO 中的两种最主要成分,用其制取生物柴油的反应方程式见图1和图2㊂图1 FFA酯化反应图2 甘油三酯的酯交换反应1.1碱催化法图3 碱催化甘油三酯的酯交换反应机理24 广 州 化 工2014年11月碱催化法工艺简单㊁催化剂廉价易得㊁反应时间短㊁转化率高,在国内外都有广泛的研究和应用㊂普遍认为,在碱性催化剂条件下,进行酯交换催化反应的机理见图3:反应体系中首先形成了甲醇基离子,该离子为很强的亲核试剂,可以攻击甘油三酯分子中的羧基而形成甲基酯㊂均相碱催化常用的催化剂有:NaOH㊁KOH㊁醇盐(NaOCH 3㊁KOCH 3)等㊂例如:陈立功等[3]用NaOH 催化高动物油含量的WCO 和甲醇的酯交换反应,在醇油质量比25%,催化剂用量1.0%,60ħ,60min 等条件下,得到转化率为96.4%,进行放大试验后,转化率仍可达到93.6%㊂陈冠益等[4]用NaOCH 3催化WCO 酯交换反应,甲醇量为油重的35%,催化剂量为1.3%,50ħ,90min,最终废油的转化率达可高达95.7%㊂Jordnov [5]等比较了NaOH㊁KOH㊁KOCH 3㊁NaOCH 3等催化剂的酯交换反应催化性能,得到最佳反应条件为:KOH 用量1%,醇油摩尔比6:1,65ħ㊂均相碱催化方法对原料油中FFA 和水分比较敏感:水的存在会使部分酯类水解产生FFA,而FFA 易与碱发生皂化反应㊂所以,FFA 的含量不宜超过1%,水的含量不宜超过0.3%[6]㊂然而,餐饮废油中往往含有大量的FFA 和水分,让催化剂活性迅速下降㊂1.2 酸催化法用酸做催化剂,避免了碱性条件下FFA 的皂化反应,而且可以使FFA 的酯化和甘油三酯的酯交换反应同时进行,因此尤其适于FFA 含量较高的废油㊂图4给出了在酸催化下甘油三酯的酯交换反应机理:(1)酸性催化剂进攻,使得羰基发生质子化;(2)醇的亲核进攻,形成一个类似四面体的中间体;(3)质子迁移㊁中间体断裂生成FAME;(4)在酸的催化下,该过程被重复2次,最终可得丙三醇㊂图4 酸催化甘油三酯的酯交换反应机理常用的均相酸催化剂有:H 2SO 4㊁HCl㊁H 3PO 4等,也有人用将离子液体技术用于WCO 的转化反应㊂Al-Widyan 等[7]比较了H 2SO 4和HCl 的催化性能,实验结果显示:以H 2SO 4为催化剂可以得到分子量更低的FAME㊂最佳实验条件为:H 2SO 4浓度2.25M,温度90ħ,反应时间60min㊂周星等[8]合成了一种磺酸基功能化离子液体1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([SO 3H-Bmim][HSO 4]),在醇油比为8:1,离子液体用量0.8%,温度150ħ,反应180min,FAME 的产率可达到90.6%㊂虽然均相酸催化在转化FFA 含量较高的废油方面具有明显优势,但其应用仍没有碱催化广泛,原因是均相酸催化较均相碱催化速度慢,所需醇的用量大,催化剂用量高㊂针对这些问题,近年来酸碱两步催化法受到了普遍重视㊂1.3 两步催化法两步催化法是指先用酸作催化剂将WCO 中的FFA 酯化,使FFA 降低到一定水平;然后再用碱催化WCO 中的甘油三酯,使之转化为FAME㊂两步催化法既解决了单纯利用碱催化时WCO 中FFA 皂化使催化活性下降的问题,避免了废酸回收带来的麻烦,又降低了反应温度,缩短了反应时间㊂董红[9]研究了利用WCO 为原料,H 2SO 4㊁NaOH 两步催化法制备生物柴油的工艺条件,在第一步酸催化中,当催化剂H 2SO 4用量为1.5%,温度60ħ,反应1.5h,可得酯化率为93%,第二步碱催化中,NaOH 用量为2.2%㊁醇油摩尔比6:1㊁反应时间4h㊁温度65ħ条件下,可得FAME 产率90%以上㊂也有研究者[10]探讨采用H 2SO 4㊁KOH 两步催化法制备生物柴油的工艺条件,结果表明,两步的最佳实验条件分别为:醇油比6.1:1㊁催化剂用量0.68%㊁反应温度51ħ以及醇油比9.1:1㊁催化剂用量1%㊁反应温度55ħ,所得产率可达90.56%㊂均相催化法容易受WCO 中高FFA 和水分含量影响,而且反应产物提纯工艺较复杂,近年来,许多研究者将重点转向利用固体酸或固体碱对WCO 进行处理,即所谓的非均相催化法㊂2 非均相催化法有很多固体催化剂可用于WCO 的催化转化,例如:碱金属及碱土金属氧化物及其衍生物㊁过渡金属氧化物及其衍生物㊁离子交换树脂㊁硫酸盐,甚至还有处理过的固体废弃物如大理石边角料煅烧产物㊁热裂解稻壳等㊂2.1 固体碱催化法胡秀英等[11]以负载型固体碱催化剂K 2CO 3/Al 2O 3催化WCO 和甲醇反应合成生物柴油,得到适宜反应条件为:催化剂用量5%,醇油比15:1,反应时间2h,反应温度65ħ㊂在此条件下,生物柴油的产率为86.7%㊂Zhenzhong Wen 等[12]利用溶胶-凝胶法合成了TiO 2-MgO 固体碱催化剂,实验发现Ti 的存在使得MgO 晶格缺陷增多而表现出较好的催化活性,而且当Ti /Mg 摩尔比为1:1时,催化剂活性最高,所得生物柴油产率可达92.3%㊂K.Balakrishnan 等[13]将大理石边角料于830ħ下煅烧4h 得到碱性固体催化剂,测试结果表明其具有较高的催化活性:在催化剂用量3%㊁醇油比9:1㊁反应时间3h,反应温度65ħ等条件下,酯化率可得88%㊂2.2 固体酸催化法韩东平等[14]用H 2SO 4将竹炭进行磺化,得到磺化炭催化剂并用于催化WCO 转化反应,在催化剂用量为4%㊁反应时间5h ㊁温度105ħ的条件下考察了WCO 中水分含量的影响,结果表明,即使含水量高达6%时,酯化率仍在98%以上㊂Juan A.Melero 等[15]将Zr-SBA-15介孔材料与膨润土进行团聚,制成了一种大孔结构的固体催化剂,该催化剂具有很高的催化活性:在催化剂用量5%,醇油比50:1,反应时间30min,反应温度210ħ㊁7MPa 等条件下转化率可高达96%㊂李明等[16]将热裂解稻壳用浓H 2SO 4进行磺化,对所得的固体酸催化剂进行了详细的物理化学性能测定,结果表明,使用该催化剂,反应进行3h,可得WCO 中FFA 的酯化率达98.17%,15h 后,FAME 的产率为87.57%㊂第42卷第22期马洪霞,等:餐饮废油制生物柴油研究进展253 酶催化法近年来,酶催化法逐渐受到国内外研究者的重视㊂酶催化法的特点是反应条件温和㊁产物得率高㊁废液排放少,对餐饮废油品质要求较低,是制备生物柴油最具发展前景的工艺路线㊂但酶催化法中的脂肪酶价格昂贵,若采用固定化酶,可以方便回收,实现多次循环使用,降低脂肪酶的消耗[17]㊂常用于固载脂肪酶的材料包括活性炭㊁硅胶㊁大孔丙烯酸树脂㊁纺织品等㊂近年来,也有研究者将无机介孔材料(SBA-15㊁MCF等)用作脂肪酶载体,这类材料具有纳米级的孔道结构,负载量相对普通材料大幅提高,且具备极高的热稳定性,在固定化酶研究领域展现出良好的前景㊂韩春阳[18]将脂肪酶Novozym435(固定化于大孔丙烯酸树脂)和脂肪酶TLIM(固定于颗粒硅胶)以3:1混合后催化WCO的转化反应,得到最佳合成条件为:催化剂用量8%,醇油摩尔比1:1,反应时间19h㊁反应温度4ħ㊁摇床速度200r㊃min-1,甲酯转化率达到85.7%㊂郑旭煦等[19]以重庆火锅废油为原料,无纺布固定化脂肪酶为催化剂,研究了生物酶法催化餐饮废油制备生物柴油的工艺㊂结果表明,在催化剂用量20.0%㊁醇油比为4.0:1.0㊁正己烷用量10%㊁水用量10%㊁温度50ħ㊁振荡速度100r㊃min-1的摇瓶体系中,反应24h,生物柴油产率达83.75%㊂申渝等[17]合成了一种硅基介孔泡沫材料MCF,并将其用于固定脂肪酶,在催化剂用量0.5%,醇油比1:1,温度28ħ,反应60h,脂肪酸甲酯的产率约为83%㊂4 超临界转化法超临界转化法是指WCO在酸㊁碱或酶等催化或无催化剂条件下,与超临界状态的醇类物质反应制成生物柴油㊂该法虽然具有环境友好㊁反应分离同时进行㊁时间短和转化率高等优点,但由于需要高温高压等生产条件,产业化仍有困难㊂为此,一些研究者在反应体系中加入共溶剂如:CO2㊁环己烷㊁CaO等㊂共溶剂的存在不但改善了WCO和醇之间的互溶,而且在一定程度上降低了反应温度和压强㊂Prafulla Patil等[20]比较了酸(FeSO4)㊁碱(KOH)两步催化法和无催化剂条件下的超临界转化法在制备生物柴油方面的性能,结果表明:两步催化法表现了较高的反应活性㊂在醇油比9:1㊁反应温度100ħ条件下,反应2h产率可达96%㊂相对而言,超临界转化法反应条件苛刻:醇油比大于10:1㊁反应温度300ħ㊁压力约10MPa,最终产率50%~65%㊂但其优势也很明显:反应时间只需15min,不存在催化剂分离回收问题㊂Pedro Lisboa[21]等研究了在超临界CO2存在的条件下,利用固定化脂肪酶催化WCO转化的反应㊂反应时,醇油比为24:1㊁反应温度40ħ㊁压力25MPa,并在此条件下建立了反应产率与停留时间的数学模型㊂5 结语我国是油脂消耗大国,每年都会产生大量的餐饮废油(WCO),这些废油如果重新回到人们的餐桌,会对人体产生极大的危害㊂而利用经过一定预处理的WCO生产生物柴油,是对其回收利用的最佳方案㊂为此,我们应该加大宣传力度,提高人们的环保意识㊂同时,也要利用相关经济政策,建立WCO 回收处理产业链和监管系统,加强废油能源化的政府规制,尽快实现利用餐饮废油制取生物柴油的产业化生产㊂参考文献[1] Zhang Y,DubéM A,McLean D,et al.Biodiesel production fromwaste cooking oil:2.Economic assessment and sensitivity analysis [J].Bioresource Technology,2003,90(3):229-240. [2] 张六一,韩彩芸,邹照华,等.餐饮废油均相法制取生物柴油研究进展[J].环境保护科学,2011,37(2):90-94.[3] 陈立功,周星,杨鑫.均相碱催化高动物油含量餐饮废油制备生物柴油[J].石油炼制与化工,2011,41(12):52-55.[4] 陈冠益,郑伟,孟祥梅,等.利用废油脂生产生物柴油的方法[P].中国:ZL200510013266.0,2007-02-07.[5] Jordanov DI,Petkov PS,Dimitrov YK,Ivanov SK.Methanoltransesterification of different vegetable oils[J].Pet Coal,2007,49(2):21-23.[6] 陈锋亮,钟耕,魏益民.废油脂预处理及制备生物柴油研究进展[J].化工进展,2006,25(8):871-874,894.[7] Al-Widyan MI,Al-Shoukh AO.Experimental evaluation of thetransesterification of waste palm oil into biodiesel[J].Bioresource Technology,2002,85:253-256.[8] 周星,陈立功,李新亮,等.离子液体[SO3H-Bmim][HSO4]催化餐饮废油制备生物柴油[J].后勤工程学院学报,2010,26(5):28-32. [9] 董红.利用餐饮废油制取生物柴油的工艺研究[D].石河子:石河子大学,2010:29-32.[10]Charoenchaitrakook M,Thienmethangkoon J.Statistical optimization forbiodiesel production from waste frying oil through two-step catalyzed process[J].Fuel Process Technology,2011,92:112-118. [11]胡秀英,马迪,杨廷海.K2CO3/Al2O3催化餐饮废油合成生物柴油[J].油脂化工,2013,38(12):56-59.[12]Zhenzhong Wen,Xinhai Yu.Shan-Tung Tu.Biodiesel production fromwaste cooking oil catalyzed by TiO2-MgO mixed oxides[J].Bioresource Technology,2010,101:9570-9576.[13]K Balakrishnan,MA Olutoye.BH Hameed.Synthesis of methyl estersfrom waste cooking oil using construction waste material as solid base catalyst[J].Bioresource Technology,2012,128:788-791. [14]韩东平,刘玉环,彭红.竹炭基固体磺酸催化酯化餐饮废油制备生物柴油[J].油脂工程㊃技术,2009(8):65-68.[15]Juan A.Meleroa,L Fernando Bautistaa.Jose Iglesiasb.Production ofbiodiesel from waste cooking oil in a continuous packedbed reactor with an agglomerated Zr-SBA-15/bentonite catalyst[J].Applied Catalysis B:Environmental,2013,145:197-204.[16]Ming Li,Yan Zheng,Yixin Chen.Biodiesel production from wastecooking oil using a heterogeneous catalyst from pyrolyzed rice husk[J].Bioresource Technology,2014,154:345-348.[17]申渝.张海东.郑旭煦.硅基MCF材料固载脂肪酶转化餐饮废油产生物柴油[J].化工学报,2012,63(6):1888-1891. [18]韩春阳,岳喜庆.固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油研究[J].沈阳农业大学学报,2009,40(4):494-496.[19]郑旭煦,朱俊任,殷钟意.凯泰固定化脂肪酶催化火锅废油制备生物柴油的研究[J].湖北农业科学,2011,50(12):2529-2532. [20]Prafulla Patil a,Shuguang Deng,J Isaac Rhodes.Conversion of wastecooking oil to biodiesel using ferric sulfate and supercritical methanol processes[J].Fuel,2010,89:360-364.[21]Pedro Lisboa,Ana Rita Rodrigues,JoséLuis Martín.Economicanalysis of a plant for biodiesel production from waste cooking oil via enzymatic transesterification using supercritical carbon dioxide[J].The Journal of Supercritical Fluids,2014,85:31-40.餐饮废油制生物柴油研究进展作者:马洪霞, 葛纪龙作者单位:常州轻工职业技术学院轻工工程系,江苏 常州,213164刊名:广州化工英文刊名:Guangzhou Chemical Industry年,卷(期):2014(22)本文链接:/Periodical_gzhg201422010.aspx。