2020年(生物科技行业)生物柴油的生产技术研究

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生物柴油的生产技术与效益分析

生物柴油的生产技术与效益分析

生物柴油的生产技术与效益分析生物柴油代表了一种环境友好的可再生能源,广泛用于交通运输领域。

生物柴油的生产依靠生物质转化,具有低碳排放、可再生、近零排放等特点。

本文将探讨生物柴油的生产技术和效益分析。

一、生物柴油的生产技术生物柴油生产技术主要分为生物化学法和生物物理法两类。

生物化学法分为生物酯化法、酯交换法和微生物法。

生物物理法主要有两种方式,即超临界流体萃取和热浸法。

1. 生物酯化法生物酯化法是将油脂和醇作用,形成有机酯的过程。

这种方法通过碱催化或酸催化,将油脂或精细化石油开采的分类物转化为酯类燃料。

生物酯化法的主要优点是生产过程简单,具有低能耗、易于工业化生产、低污染等特点。

2. 酯交换法酯交换法是把甲酯作为一种传递性催化剂,从醇中转移一个醇基,同时醇中取代的甲基被用于与甲酸醇酯化反应。

酯交换法优点是可以回收废醇,并解决醇在生产过程中难以分离的瓶颈问题。

3. 微生物法微生物法是利用微生物降解和转化生物质产生生物柴油。

此方法需要对成分高度纯化,但具有低碳排放、可再生等优点。

4. 超临界流体萃取法超临界流体萃取是利用超临界流体(如二氧化碳或丙烷)将油脂或油脂中的脂肪酸分离,形成洁净的生物柴油。

此方法具有无需溶剂、无污染、节省能源等优势。

二、生物柴油的效益分析1. 环保效益生物柴油的使用可以减少化石能源燃烧产生的二氧化碳等气体的排放。

相较于传统柴油,生物柴油减少了约80%的碳排放和70%的能源排放,具备独立的减排效应。

同时,生物柴油臭氧生成潜力低,对空气质量污染影响小。

2. 节约成本生物柴油的生产成本较低,可以降低整个生产过程的成本。

生物柴油的成本主要来源于原料成本、生产工艺及后期质量检测的费用。

但由于生物柴油本身的环保特性,车辆可以免费进入一些城市,中央财政也提供了相应的补贴政策。

因此,生物柴油的实际成本要低于传统柴油,进一步提高了生物柴油的经济性和竞争力。

3. 拓展经济增长生物柴油的生产和使用可以刺激生物能源、农业和林业等产业的发展。

生物柴油生产技术的研究进展

生物柴油生产技术的研究进展

生物柴油生产技术的研究进展生物柴油是指利用植物油、动物油脂、淀粉等可再生资源通过转化反应制得的一种燃料,与传统石油燃料相比,生物柴油无害化、环保化、可持续利用,成为未来能源发展的重要方向。

自20世纪80年代以来,人们逐渐重视生物柴油的研究与应用,生物柴油生产技术也逐渐得到深入研究和发展。

本文将从生物柴油生产原理、生产工艺、催化剂、微生物酶及生产成本等方面进行探讨。

一、生物柴油生产原理生物柴油的生产原理是利用化学反应将植物油、动物油脂、纤维素等可再生生物质原料置于催化剂或微生物酶的作用下,将其中的甘油转化为甲酯成分,进而生成生物柴油。

其中,常用的甲酯碱催化法是一种较为成熟的生物柴油生产方法。

二、生物柴油生产工艺生物柴油生产工艺包括预处理、转化、分离、脱醇等环节。

其中,不同原材料的预处理过程及转化方式有所不同,但一般工艺流程相似,如下图所示:image预处理主要是去除油料中的杂质,如硫化物、水分等。

转化过程主要涉及甘油与油脂成分的碱催化反应,在适宜温度和催化剂的作用下,将其转化为甲酯成分。

分离过程则是针对甲酯和甘油等不同成分的相对密度分别不同,通过重力分离、离心分离等方式进行分离。

脱醇环节则可以在温度、气压等条件下,将其中的醇类物质去除,以提高生物柴油的质量及使用性能。

三、生物柴油催化剂生物柴油催化剂包括钠、钾、钙、锂等碱催化剂,氯化铝等酸性催化剂及纳米金属氧化物等复合催化剂。

其中,纳米金属氧化物复合催化剂是目前研究较热门的领域,它包括Fe2O3, Co3O4, NiO, CeO2等金属氧化物,通过复合作用,不仅可以提高催化剂催化效率,还可以改善生物柴油质量等性能。

四、微生物酶微生物酶是指利用发酵技术将微生物培养至一定量后,通过离心分离或加入酶剂等方式将其提取出来进行反应。

与碱催化法相比,微生物酶法是一种温和的生物柴油制备方法,具有操作简单、生产成本低等优势。

目前,常见的微生物酶包括脂肪酶、脂肪酯酶、蛋白酶等。

生物柴油的制备实验报告

生物柴油的制备实验报告
过多的酸和甘油存在,会影响最终生物柴油的质量。所以,在制备生物柴油的时候,一定要先滴定菜油中脂肪酸的含量,并且要把产品中的甘油尽量分离开。通常酸的质量分数不超过15%,如果菜油中脂肪酸的含量小于0.5%就可以直接进行碱催化的酯交换反应;如果大于0.5%,就需要先进行酸的酯化反应(图 1)。我们可以简单地以油酸作为标准估算出酸的质量分数。通常在合格的生物柴油产品中,所含;各种形式甘油(游离和非游离)的质量分数要小于0.25%,游离的甘油质量分数要小于0.02%。
绿色能源——生物柴油的制备
一、实验目的
1、了解绿色能源的概念。
2、掌握生物柴油的制备方法。
二、实验原理
生物柴油(biodiesel)作为可再生生物质新能源,已经在世界范围内引起了广泛的关注,生物柴油是一种是有替代品。众所周知,普通柴油是从石油中提炼的,而“生物柴油”则可从动物、植物的脂肪中提取。
本实验采用化学方法制备生物柴油,与物理方法不改变油脂组成和性质不同,化学法生物柴油制备技术就是讲动植物油脂进行化学转化,改变其分子结构,是主要组成为脂肪酸甘油酯的油脂转化成为相对分子质量仅为其三分之一的脂肪酸低碳烷基酯,使其从根本上改变流动性和黏度,适合用作柴油内燃机的燃料。酯化和酯交换是生物柴油的主要生产方法,即用含或不含游离脂肪酸的动植物油脂和甲醇等低碳一元醇进行酯化或转酯化反应,生成相应的脂肪酸低碳烷基酯,再经分离甘油、水洗、干燥等适当后处理即得生物柴油。通过化学转化得到的脂肪酸低碳烷基酯具有与石化柴油几乎相同的流动性和黏度范围,同时具有与石化柴油的完全混溶性。是一种良好的柴油内燃机动力燃料。化学法生产的生物柴油完全改变了物理法生物柴油的物性状况,成为完全均匀的液态产品,黏度大幅降低,能与石化柴油以任意比例混溶形成单一均相体系,因此使用就方便多了。

生物柴油的研究现状和技术发展趋势

生物柴油的研究现状和技术发展趋势

生物柴油的研究现状和技术发展趋势随着人们对环境问题的持续关注和生态环境的加速恶化,替代燃料逐渐成为了全球各个国家的共识。

近年来,生物柴油已经成为了一种备受关注的替代燃料。

本文将从生物柴油的概念、生产工艺、应用场景以及技术发展趋势等几个方面展开讲述。

一、生物柴油概念生物柴油是由植物、动物和其他生物性原料制成的一种新型环保燃料,其容易降解、无毒无害、燃烧后产生的污染物大幅降低。

相比传统燃油,生物柴油污染物排放量可降低80%以上,是一种更加环保的替代燃料。

二、生物柴油生产工艺生物柴油技术路线主要包括生产中的原料获取、制备、精制和储存等环节。

其中,原料选择是生产生物柴油的第一步,目前广泛应用的原料有大豆、菜籽、棉籽、玉米、葵花籽等油料作物,还包括食用油以及动物油脂等。

生产工艺主要分为两种:一是酯化法,即将油脂或者油料经过酯化反应后制得生物柴油;二是生物质化学法,即将生物质材料进行多级加工处理后,制得生物柴油。

在酯化法中,首先将原料油经加热后与酸催化剂反应,得到烷基脂肪酸甲酯。

然后,将甲酯与甲醇进行反应制得甲酯丙酮中间体,最后去除杂质即可得到最终的生物柴油。

在生物质化学法中,处理流程相对复杂,需要进行补气、氧化和酸苏州等多个环节的反应,但成品质量较高,是一个逐渐电竞成熟的工艺。

三、生物柴油应用场景生物柴油的应用场景日渐扩大,其主要应用于交通运输领域,如柴油车、火车、船舶等。

目前,许多发达国家开始推广绿色交通政策,生物柴油成为了一种星战泰篮具应用价值的替代燃料。

此外,生物柴油还广泛应用于农业机械、供热、城市燃气等领域,对降低交通高峰期对城市的污染重要作用。

四、生物柴油发展趋势随着国内外生物技术不断发展,以及环保政策的推进,生物柴油已然成为了未来替代燃料市场的重要组成部分。

首先,在原材料使用上,尽管当前主流安集酯化法工艺的生产成本高,但是在未来生物材料的供应丰富、引入新的高效催化剂以及工艺改进等因素的作用下,生产成本有望大幅降低,促进生物柴油大规模应用。

生物柴油的生产及其优化

生物柴油的生产及其优化

生物柴油的生产及其优化随着环境保护意识的越来越普及,许多国家和地区开始注重新型清洁能源的发展和应用,其中生物柴油便是一个备受关注的领域。

生物柴油是利用动植物油脂酯化生成的一种可以作为替代传统柴油的燃料。

在生产生物柴油的过程中,需要注意许多因素,优化各个环节的流程,才能够得到高质量的生物柴油。

一、生物柴油生产的基本流程生物柴油的生产工艺主要分为两步:提取工艺和酯化反应工艺。

首先是提取工艺,即先购买动植物油脂,通过脱水、脱酸、脱泥、过滤等处理,得到优质的油脂。

然后是酯化反应工艺,将优质的油脂与甲醇反应,在酯化催化剂的作用下,生成甲酯与脂肪酸,这便是生物柴油。

最后,对生产出的生物柴油进行筛选、精炼,即可得到可直接加入柴油发动机的燃料。

二、生物柴油生产中需要注意的因素1.原料的选择原料的质量直接影响到最终生物柴油的质量,应尽可能使用高品质油脂作为原料。

油脂的酸值、游离脂肪酸含量、水分含量等参数应符合生产标准。

2.酯化催化剂的选择酯化反应中的催化剂通常为硫酸、盐酸或氢氧化钠等碱性物质或酯化酶等生物催化剂。

选择合适的催化剂和添加量,可以提高反应速度和转化率。

同时应注意催化剂会对催化反应后的产物质量产生影响,应选择对成品质量影响较小的催化剂。

3.反应条件的控制在反应过程中,温度、压力、搅拌速度、催化剂用量等因素都会影响反应速度、反应转化率和产物质量。

合理的控制这些反应条件可以得到优质的生物柴油。

4.产物的精炼通过亚硫酸钠浸提、碱催化或蒸馏等方法,对产物进行精炼,去除杂质和色泽,提高燃料的质量。

三、生物柴油合成优化技术的探索与应用1.超临界技术超临界技术指将反应器中的催化剂加入到超临界的甲醇中,从而改善传统催化剂的活性、选择性和稳定性,并减少烃化产物的生成,提高生物柴油产率和降低系列产物的含量。

2.微波辅助反应技术微波辅助反应技术是利用微波的加热效应来提高反应速度和转化率的技术。

与传统方法相比,反应时间缩短至原来的几倍,并提高了产物的产率和选择性。

生物工程在生物柴油生产中的创新应用研究

生物工程在生物柴油生产中的创新应用研究

生物工程在生物柴油生产中的创新应用研究随着全球对于可再生能源需求的不断增长,生物柴油作为一种可替代传统石油燃料的绿色能源逐渐受到关注。

而生物工程作为一门综合学科,涵盖了生物学、化学、工程学等多个领域的知识,具备了在生物柴油生产中进行创新应用的潜力。

本文将探讨生物工程在生物柴油生产领域的相关研究和创新应用。

一、基因工程技术在生物柴油生产中的应用基因工程技术是生物工程领域的重要组成部分,它通过改变微生物的遗传信息,使其具备高效合成生物柴油的能力。

利用基因工程技术,可以对微生物的酶系统进行优化和改进,提高生物柴油的产量和质量。

例如,通过引入外源基因,使酵母菌具备了合成生物柴油的能力。

另外,通过基因敲除或基因沉默等技术手段,可以减少或消除微生物在生物柴油合成过程中产生的副产物,提高生物柴油的纯度。

这些基因工程技术的应用,为生物柴油生产带来了新的突破。

二、微生物代谢工程在生物柴油生产中的应用微生物代谢工程是生物工程领域的关键技术之一,其主要通过改变微生物的代谢路线,引导其将底物转化为生物柴油。

例如,通过调控微生物的氮源和碳源供应,可以提高其生物柴油的产量和质量。

另外,通过优化微生物的培养条件,如温度、pH值、氧气含量等,也可以提高生物柴油的产量和质量。

微生物代谢工程技术在生物柴油生产中的应用,不仅可以提高生产效率,还可以减少能源消耗和环境污染。

三、酶工程技术在生物柴油生产中的应用酶工程技术是生物工程领域的研究热点之一,其主要通过改变酶的性质和活性,提高生物柴油的产量和质量。

在生物柴油生产中,酶可以催化底物的转化反应,提高反应速率和产率。

例如,采用脱水酶可以加速生物柴油合成反应,提高生物柴油的产量。

另外,通过改变酶的底物特异性,可以拓宽底物范围,提高生物柴油的适用性。

酶工程技术在生物柴油生产中的应用潜力巨大,但仍需要进一步加强研究和开发。

四、基于生物工程的生物柴油生产工艺改进生物柴油生产工艺是生物工程领域的重要研究内容,其主要通过改进传统工艺流程和引入新的工艺方法,提高生物柴油的生产效率和质量。

生物柴油生产技术的研究与应用

生物柴油生产技术的研究与应用

生物柴油生产技术的研究与应用随着世界发展,能源需求不断增加,传统石油等化石能源逐渐稀缺,且对环境的影响越来越大。

在此背景下,生物柴油作为一种新型的替代能源被广泛关注。

生物柴油是指从植物油、动物油脂等生物质资源中提炼出来的柴油,与传统柴油相比具有更为环保、经济、可持续等特点。

本文主要介绍生物柴油生产技术的研究与应用。

一、概述生物柴油是指通过转化生物质资源制备出的一种绿色、可再生的柴油燃料。

生物柴油的原料来源广泛,可以利用油料作物、垃圾油、微藻等生物质资源,通过化学反应转化为柴油。

生物柴油的燃烧排放不含有硫、芳烃等有害物质,对环境的污染比传统柴油大大降低,同时由于其生产原料容易获取且价格较为稳定,因此在国内外得到了广泛的发展。

二、生物柴油的生产技术生物柴油的生产技术主要包括油脂甲酯化法、纯碱催化剂法、微生物法等。

其中最广泛应用的是油脂甲酯化法。

1.油脂甲酯化法油脂甲酯化法是将动植物油脂与甲醇经过酯交换反应,制备出甲酯。

该技术工艺简单,成本较低,具有应用广泛、工艺稳定等优点。

该生产技术具体操作流程为:首先对原料进行粗加工,包括去除杂质、水分和沉淀物等。

之后进行反应,将油脂和甲醇一定比例的混合物进入反应釜中,经催化剂(氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质)催化下进行酯交换反应,生成甲酯,同时释放出甘油。

随后,通过中和反应将产生的碱中和、沉淀、分离、脱水等工序,最后通过蒸馏、精制等工艺进行后处理,得到优质的生物柴油。

2.纯碱催化剂法纯碱催化剂法是将油脂与甲醇混合,再加入碱性催化剂,进行环氧化反应,最后再进行酯交换反应,最终得到甲酯。

但这种技术操作比较复杂,催化剂使用量大,成本高,工艺稳定性较差。

3.微生物法微生物法主要利用微生物对生物质资源进行降解和转化,使其转化为甲酯等生物柴油。

微生物法相较于其他两种技术,具有反应设备简单、催化剂不需要、原材料丰富等特点,但由于操作较为复杂,同时微生物生长的环境、发酵参数等方面需要精确控制,需要研究和掌握更多生物技术和微生物学知识。

生物柴油制造技术的研究和应用

生物柴油制造技术的研究和应用

生物柴油制造技术的研究和应用随着对传统化石能源的不断消耗和环境问题的不断加剧,新能源的研究和开发越来越受到重视。

其中,生物柴油作为一种可再生、环保的汽车燃料,备受关注。

一、生物柴油的概述生物柴油是由植物油、动物油或废弃油脂制成,是一种绿色、低碳、环保的能源,被广泛应用于柴油发动机和热水锅炉等领域。

与传统柴油相比,生物柴油具有较低的排放物含量,能够大大降低空气污染。

二、生物柴油的制备技术生物柴油的制备技术主要包括以下几种:1. 酯化法酯化法是生产生物柴油的主要方法之一。

其原理是通过将植物油或动物油与甲醇加入酸催化剂中进行酯化反应,将油分子中的羧酸与甲醇发生酯交换反应,生成甲酸甲酯和长链脂肪酸甲酯。

2. 脱水反应法脱水反应法是将植物油或动物油与异构化剂混合后,在高温高压下进行脱水反应,将油分子中的甘油去除,生成长链脂肪酸酯。

3. 超临界流体萃取法超临界流体萃取法是利用超临界CO2作为溶剂,将植物油或动物油中的油脂成分溶解出来,再通过加热脱去CO2,得到生物柴油。

三、生物柴油的应用生物柴油具有独特的环保性能和经济效益,被广泛应用于柴油发动机和热水锅炉等领域。

同时,生物柴油还可与传统柴油混合使用,提高燃料的质量,减少排放的有害物质,实现更加环保、节能的运行效果。

四、生物柴油生产的发展前景生物柴油是一种可再生能源,具有较强的环保意识和经济效益,在未来的能源结构中将扮演重要角色。

随着生物柴油生产与应用的不断发展,相关技术和设备的不断升级,生物柴油的市场前景将会快速扩大。

总之,生物柴油作为一种可再生、环保的汽车燃料,不仅具有良好的经济效益,还是未来能源结构的重要一环。

我们应该积极推动生物柴油技术的研究和应用,为建设美好、绿色的家园作出我们的贡献。

生物柴油的生产技术与工艺

生物柴油的生产技术与工艺

生物柴油的生产技术与工艺随着全球经济的快速发展以及能源危机的出现,全球对于可再生清洁能源的需求越来越高。

在这样的背景之下,生物柴油逐渐成为了能源领域的重要之一。

生物柴油是一种可再生能源,与传统的石油能源相比,它能够更好地减少温室气体的排放,减少对环境的污染。

同时,生物柴油还是一种高附加值的能源产品,其生产和销售都拥有非常广泛的市场。

一、生物柴油的定义生物柴油,也称为生物燃料,是由动植物油或脂肪酸甲酯制成的燃料,它与传统的石油燃料相比,具有可再生、可降解的特性,以及更低的烟雾排放和更高的环保性能,同时生物柴油也更具有可持续性。

二、生物柴油的生产技术1. 醇法生产方法醇法是生产生物柴油最为常用和主流的一种方法,其主要流程为脂肪酸与甲醇反应生成脂肪酸甲酯(BDF),反应中需要添加催化剂。

催化剂通常采用碱类或酸类催化剂,其作用是促进酯化反应的进行。

BDF是由水解、脱水、甲醇脱出等组成的,并可以被直接用于发动机燃料。

2. 生物油直接燃烧法直接燃烧法是一种简单、方便的生产方法,其主要原料是由胶质(如油菜籽和锦鸡儿)或油类物质(如棕榈油和大豆油)提炼后获得的生物油。

生物油在燃烧时会产生二氧化碳和水,其中水可以被循环再利用。

而生物油直接燃烧法的缺点在于其原料的储存难度大以及热值相对较小。

3. 生物质/废弃物焚烧法生物质/废弃物焚烧法通常采用生物质或废弃物为原料,通过高温氧化反应将原料转化为燃料而制成生物柴油。

这种生产方法的优点在于相对于其他方法,它所使用的原料来源相对更加广泛,使用的过程更加环保,可以有效地减少酸性气体和颗粒物的排放。

三、生物柴油的工艺1. 原料处理生物柴油用的原料一般为植物油和脂肪酸。

在加工过程中,除去杂质和有毒物质是非常关键的。

要想获得高纯度的生物柴油,必须先对原料进行处理,提高其纯度,同时采取一些必要的预处理措施,如调整其酸值、水分等。

这样可以帮助提高反应的转化率,保证生产质量的稳定性,从而也可以提高产量。

2020年生物柴油行业深度研究报告

2020年生物柴油行业深度研究报告

2020年生物柴油行业深度研究报告内容目录一、碳减排推动生物能源应用,政策带动生物柴油市场快速发展 (4)1.1、气候问题引起全球重视,生物能源应用逐步提升 (4)1.2、欧盟大力推动生物能源应用,生物柴油市场获得快速发展 (4)二、生物柴油原料区域性差异明显,国内废油产业逐步获得发展 (6)2.1、生物柴油来源呈现显著的区域性差异 (6)2.2、废弃油脂处理行业逐步规范,原料供应提升带动我国产业链发展 (10)三、欧洲市场需求空间持续提升,规模企业有望获得持续发展 (12)3.1、政策持续升级,带动生物柴油需求量持续提升 (12)3.2、废弃油脂更具环保低碳属性,具有良好的产品竞争优势 (14)3.3、欧盟要求标准严格,规模化达标企业有望获得持续发展空间 (17)四、关注标的——卓越新能:生物柴油领先企业,产业链延伸布局 (18)五、风险提示 (20)图表目录图表1:全球碳排放量持续提升 (4)图表2:运输领域非可再生能源消耗占据主导 (4)图表3:全球各部门碳排放量占比情况 (4)图表4:欧洲出台多项政策推动生物能源应用 (5)图表5:添加生物柴油可以明显降低PM、HC及CO的排放量 (6)图表6:全球生物柴油产量(亿升) (6)图表7:全球各国生物柴油生产占比 (6)图表8: 2019年全球棕榈油产量分布 (7)图表9:印尼、马来生物柴油产量(亿升) (7)图表10:印尼、马来生物柴油出口量(亿升) (7)图表11:2019年全球大豆产量分布 (8)图表12:美国大豆产量及出口情况(百万吨) (8)图表13:巴西大豆产量及出口情况(百万吨) (8)图表14:美国及巴西生物柴油产量(亿升) (8)图表15:德国生物柴油生产原料来源 (9)图表16:法国生物柴油生产原料来源 (9)图表17:我国食用油生产及消费情况(万吨) (9)图表18:我国使用植物油进出口情况(万吨) (9)图表19:我国大豆产量及进出口情况(万吨) (10)图表20:我国棕榈油进出口情况(万吨) (10)图表21:废弃油脂生产生物柴油产业链 (10)图表22:我国地沟油监管政策 (11)图表23:生产生物柴油废弃油脂消耗量及产能利用率 (11)图表24:欧洲废弃油脂进口来源国占比 (11)图表25:我国生物柴油产量及出口量变化情况(亿升) (12)图表26:全球主要国家使用生物柴油添加比例情况 (12)图表27:欧洲生物柴油消费量持续提升(亿升) (13)图表28:欧洲生物柴油生产及进出口情况(亿升) (14)图表29:不同原料的生物柴油销售价格(美元/吨) (15)图表30:欧洲生物柴油的原料来源变化 (16)图表31:印尼不断出台政策推动国内生物柴油掺混比例的提升 (16)图表32:印尼、马来生物柴油消费及出口占比(亿升) (17)图表33:各国对生物柴油标准要求 (17)图表34:我国生物柴油产能及企业数量变化 (18)图表35:卓越新能分产品营收变化(百万元) (18)图表36:卓越新能产品分地区营收变化(百万元) (18)图表37:卓越新能生物柴油产能及产量变化(万吨) (19)图表37:卓越新能归母净利润变化(百万元) (19)图表38:卓越新能分产品毛利率变化 (19)一、碳减排推动生物能源应用,政策带动生物柴油市场快速发展1.1、气候问题引起全球重视,生物能源应用逐步提升空气污染和大气问题引起全球重视。

生物柴油的生产技术研究

生物柴油的生产技术研究

生物柴油的生产技术研究随着环保意识的日益增强,人们对低碳绿色的能源需求不断增加。

在这种背景下,生物柴油作为一种重要的可再生能源受到人们的关注。

生物柴油是通过化学反应将生物质转化为液体燃料,可有效地减少二氧化碳等有害气体的排放,具有很强的环保性能。

为了更好地推广生物柴油的应用,相关的生产技术也在不断研究和改进。

生物柴油生产原理生物柴油生产的基础是生物质的化学转化。

在生物质经过一系列的处理工艺后,能够得到生物柴油。

生物质主要是指以木质素为主的植物和其他可生物降解的有机物。

其主要成分是脂肪酸甲酯,其产生的反应就是通过将脂肪酸与甲醇作用生产出甲酯来实现,这就是著名的酯化反应。

当生物质在酯化反应中,与一定的酯化剂一起反应时,能够有效地得到生物柴油。

生物柴油生产技术生物柴油的生产技术与工艺,直接决定了生产成本和产品质量。

目前,生物柴油的生产技术主要有以下几种:1.生物质转化技术:生物质转化技术是将生物质加工以产生生物燃料的过程。

其中包括了压解、生物化学反应、生物膜反应等生产技术。

2.微生物技术:利用微生物对废弃物进行分解,获取能够进行燃烧的生产燃料,这是一种绿色环保的生产方式。

其中的微生物包括了细菌、酵母菌等微生物类群。

3.转化技术:将营养物质转化为我们需要的燃料,如将植物油转化为生物柴油。

这种转化方式不仅能够减少制造生物柴油的成本,同时还能够得到高质量的生物燃料。

二代生物柴油技术第二代生物柴油属于一种基于非食用性生物质转化技术的新型生产方式。

相比一代生物柴油技术,二代生物柴油的生产不但无需消耗与食品竞争的粮食、植物油类等大量食品类原料,而且具有更高的成本效益和环保性能。

生产二代生物柴油的主要原理就是将非食用性生物质进行预处理,然后通过各种生物或/和化学反应过程,转化为燃料油。

通过开发和推广二代生物柴油技术,不仅能够有效地降低生产成本,同时也可以更好地保护食品资源,保障人类粮食安全。

结论总之,生物柴油作为一种绿色可再生能源,具有很大发展潜力。

利用生物技术研发高效生物柴油生产方法的探索

利用生物技术研发高效生物柴油生产方法的探索

利用生物技术研发高效生物柴油生产方法的探索高效生物柴油生产方法的探索近年来,随着环境问题的日益严重和能源需求的不断增长,人们对替代石化能源的研究和开发越来越关注。

生物柴油作为可再生能源的一种重要形式,具有环保、可持续和经济等优势。

为了提高生物柴油的生产效率,科学家们通过生物技术的研发进行了深入探索。

一、生物柴油生产的现状生物柴油是通过将植物油、动植物脂肪或废弃植物油脂经过酯化反应制成的一种可替代传统石化柴油的燃料。

目前,常用的生物柴油生产方法主要有物理法、化学法和生物法。

在物理法中,通过冷压、浸泡或溶剂提取等方式将植物油提取出来,然后经过滤杂、脱水等步骤得到生物柴油。

化学法则是利用酸碱催化剂进行酯化反应,生成甲酯化合物,再将甲酯进行脱色、脱臭等处理得到生物柴油。

而生物法则是利用微生物通过发酵、降解等代谢途径将生物质转化为甲酯,进而制得生物柴油。

二、利用生物技术提高生物柴油生产效率1. 基因工程技术的应用基因工程技术是生物技术中的重要分支,利用该技术可以对微生物进行基因改造,以增强其生物柴油生产能力。

通过引入特定基因,可以提高微生物合成酶的活性,增强生物柴油的产量和质量。

此外,基因工程技术还可以增加微生物对废弃物和非食用植物资源的利用能力,进一步扩大生物柴油原料的来源。

2. 代谢工程的创新代谢工程是利用生物学、化学和工程学的知识对代谢途径进行改造和优化,以实现特定产物的高效生产。

在生物柴油生产中,通过改造微生物的代谢途径,可以增强其对底物的利用能力,提高生物柴油的产量和质量。

例如,利用代谢工程技术可以增加微生物对糖类和纤维素的利用效率,进一步提高生物柴油的产出。

3. 发酵工艺的改进生物柴油的生产过程中的发酵工艺对产量和质量有着重要影响。

因此,科学家们通过改进发酵条件和优化培养基组成,提高微生物的生长速率和代谢效率。

此外,进一步研究微生物的生理特性和代谢途径,可以为发酵工艺的优化提供理论依据和实验指导,进一步提高生物柴油的生产效率。

生物柴油生产技术的研究与开发

生物柴油生产技术的研究与开发

生物柴油生产技术的研究与开发柴油是一种重要的燃料,被广泛应用于交通运输、农业机械、发电等领域。

然而,传统的石油柴油不仅存在资源有限的问题,还会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成严重影响。

为了解决这些问题,人们开始研究和开发生物柴油生产技术。

生物柴油是通过将植物油脂或动物脂肪转化为可替代石油柴油的燃料。

生物柴油具有可再生、低碳排放和环境友好等优点,成为促进可持续发展的重要替代能源之一。

在生物柴油的生产过程中,关键的技术步骤包括原料准备、酯化反应、脱甘油和精炼处理。

原料准备是生产过程的首要步骤,适当选择和处理原料对于生物柴油的质量和产量具有重要影响。

常用的原料包括植物油脂如油菜籽油、大豆油和棕榈油等,以及动物脂肪如猪油和牛油等。

这些原料需要经过脱水、去杂质和酸值调节等处理步骤,以提高燃料品质和酯化反应效率。

酯化反应是将原料中的脂肪酸与甘油酯化生成生物柴油的关键步骤。

常用的酯化反应方法有酸催化法和碱催化法。

酸催化法一般以硫酸或醋酸作为催化剂,碱催化法则常以氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂。

酸催化法操作简单,但酸性催化剂的腐蚀性较强;碱催化法产物质量较高,但废碱的处理成本较高。

因此,选择合适的催化剂和反应条件对于提高酯化反应的转化率和选择性至关重要。

近年来,还有研究开发了新型催化剂如固体酸和酶等,以提高反应的效率和环境友好性。

脱甘油是生物柴油生产过程中的另一个重要步骤。

通过降低产物中甘油的含量,可以提高生物柴油的纯度和燃烧性能。

常用的脱甘油方法包括重结晶、萃取和膜分离等。

重结晶是利用甘油和酯类的溶解度差异进行分离,但操作复杂且能耗较高;萃取则利用有机溶剂将甘油从酯类中分离,但溶剂回收困难;膜分离是通过选择性透过膜进行分离,具有节能、操作简单等优点,但膜的选择和稳定性仍然是挑战。

生物柴油的精炼处理是为了提高燃料品质和满足市场需求。

精炼处理步骤包括脱臭、脱色和脱硝等。

脱臭是去除油中的杂质和异味物质,常用的方法包括蒸汽蒸馏和吸附等;脱色是去除油中的色素和不溶物,常用的方法有活性炭吸附和氧化脱色等;脱硝是去除油中的硝酸盐以减少排放的氮氧化物。

生物柴油的生产技术及产业前景

生物柴油的生产技术及产业前景

生物柴油的生产技术及产业前景随着资源短缺和环境污染问题日益严峻,生物能源作为一种新兴的能源形式备受关注。

而生物柴油则是其中的一种重要产物。

生物柴油是一种可再生的清洁燃料,其生产技术在不断进步,产业前景也十分广阔。

一、生物柴油生产技术生物柴油生产技术主要包括两个方面,即生物质转化为生物柴油的方法和生物柴油的合成方法。

1. 生物质转化为生物柴油的方法生物质转化为生物柴油的方法可以分为两类,即生物化学方法和生物物理方法。

其中生物化学方法是指利用生物技术将生物质转化为生物柴油。

而生物物理方法则是指利用物理手段将生物质转化为生物柴油。

生物化学方法中,较常用的方法有生物酯化反应法、微生物发酵法和催化加氢法等。

其中,生物酯化反应法是通过酯化反应将生物质中的油脂、糖和蛋白质等转化为生物柴油。

微生物发酵法则是通过微生物作用,将生物质中的碳水化合物和蛋白质转化为生物柴油。

而催化加氢法则是通过催化剂将生物质中的脂肪酸转化为生物柴油。

生物物理方法中,常用的方法有压榨法和超临界法。

压榨法是将生物质经过压榨或挤压处理,从而分离出生物柴油。

而超临界法则是通过超临界流体的特殊性质,将生物质中的油脂、蛋白质等分离出生物柴油。

2. 生物柴油的合成方法生物柴油的合成方法主要有两种,即催化氢解法和催化合成法。

其中,催化氢解法是利用催化剂将生物质中的油脂和蛋白质等分解产生的化学物质进行催化加氢,从而合成生物柴油。

而催化合成法则是通过催化剂将生物质中的合成气混合物(CO和H2)和油脂等酯化产生生物柴油。

二、生物柴油产业前景生物柴油作为一种可再生清洁能源,具有广泛的应用前景。

在很多国家,政府已经采取了多种激励政策,推动生物柴油产业的发展。

而且,生物柴油的生产技术在不断完善,生产成本也在逐步降低,这为生物柴油的进一步推广和使用提供了坚实的基础。

1. 生物柴油的应用前景生物柴油的应用前景主要体现在以下几个方面:(1)交通运输领域:生物柴油可替代传统石油柴油作为交通运输领域的燃料。

生物柴油的生产方法与技术

生物柴油的生产方法与技术

生物柴油的生产方法与技术生物柴油是一种以生物质为原料制成的、与传统石油柴油具有相似化学性质的燃料。

相比于石油柴油,生物柴油具有绿色环保、可再生资源等优点,而且它的使用无需改变现有的发动机设计,最大程度地保证了汽车的使用便利性。

本文将探讨一下生物柴油的生产方法与技术。

1. 原料的选择制备生物柴油需要选取适合的原料,常见的原料有油菜籽、大豆、棉籽、花生等高油量作物。

此外,生物柴油的原料也可以是动物脂肪、油脂废弃物等,这些原料的使用可以做到废物利用的效果。

不过,值得注意的是,原料的选择需要考虑到能源效益和环境效益等多方面的因素。

2. 原料的处理原料的处理对生物柴油的质量和产量都有着极大的影响。

在处理原料时,需要进行去杂、去水、脱臭等工序。

同时,还需要进行磨碎、压榨等处理,以便将原料的油分离出来。

这些处理工序中,关键的环节是脱水,一般选择机械脱水法、热氧化法等方法脱除原料中的水分。

3. 酯化反应原材料处理好之后,就需要进行酯化反应。

酯化反应是将生物原料中的油脂或脂肪酸甲酯与甲醇反应生成生物柴油的一个过程。

在酯化反应中,需要添加催化剂,常见的有硫酸、盐酸等。

此外,反应物质的比例、反应温度和反应时间等也需要严格控制以保证反应的效果。

4. 精炼和加工酯化反应完成后,得到的生物柴油仍然含有一定的杂质和水分,需要进行精炼和加工。

精炼过程的主要工序有脱水、脱酸、脱色、脱臭等。

其中,脱水是最重要的环节之一,如果未能彻底脱除生物柴油中的水分,会导致产量下降、设备损坏等问题。

在加工的过程中,还需要进行掺配等操作,以使生物柴油的性能符合国家标准和客户需求。

5. 生产流程的自动化生物柴油的生产是一个比较复杂的过程,需要进行多个环节的控制和管理。

为了提高生产效率和生产质量,生产流程的自动化是非常必要的。

在自动化系统中,可以通过各种传感器来实时监测温度、压力、流量等参数,从而实现对生产过程的自动控制。

此外,还可以通过物联网、云计算等技术实现远程监控和管理。

生物柴油的制造方法分析

生物柴油的制造方法分析

生物柴油的制造方法分析随着气候变化和环境污染问题的日益严峻,生物柴油技术应运而生。

生物柴油是指利用动物或植物油脂等生物原料制成的一种燃料,与传统石油柴油相比,生物柴油具有更低的碳排放量和更高的生态友好度。

目前,生物柴油的制造技术已得到广泛应用,其制造方法常见的有以下几种。

1. 油脂酯化法油脂酯化法是指将植物或动物油脂与甲醇等酯化试剂在酸催化下反应合成甲酯,再通过转酯化法制得生物柴油。

这种方法具有优点是操作简单、技术成熟,而且有很好的经济效益。

但是,它的缺点也较为明显,比如产生的副产物较多、能耗较高等问题。

2. 生物质气化法生物质气化法是指将植物废弃物或生物质通过高温分解产生的煤气进行催化转化,得到生物柴油。

它的优点是能够利用大量的可再生性原料,而且生产的煤气可以再循环使用。

但是,这种方法的缺点是投资成本较高,而且对于气化产物的处理和利用问题也比较复杂。

3. 微生物发酵法微生物发酵是指采用微生物代谢生长,将油脂或葡萄糖等废弃物通过发酵反应得到生物柴油。

这种方法具有很好的环保性能,而且能够一次性利用多种废弃物,但是成本较高,同时微生物过程对环境条件的要求也较高。

4. 超重力法超重力法是指利用高速离心技术,通过油脂的分离和析出得到生物柴油。

这种方法具有很好的纯化效果,而且能够提高生产效率,但是设备投资成本较高,同时也存在分离效率较低和分离杂质难度较大等问题。

总结随着生物柴油技术的不断发展,利用生物原料制造柴油的绿色能源技术逐渐成熟。

不同的制造方法具有各自的优缺点,需要在生产成本、能源效率和环境友好度等多个方面进行考虑和比较。

相信在不久的将来,生物柴油技术将会成为解决环境污染和替代传统化石能源的重要手段。

生物柴油生产技术的研究及其经济效益分析

生物柴油生产技术的研究及其经济效益分析

生物柴油生产技术的研究及其经济效益分析生物柴油是指通过植物、动物脂肪等生物质原料制成的燃料,与传统石油柴油相比,生物柴油具有环保、可再生、经济效益高等优势。

因此,生物柴油在现代化社会中得到了广泛的应用和研究。

本文主要探讨生物柴油生产技术的研究及其经济效益分析。

一、生物柴油生产技术的研究生物柴油的生产主要分为两个步骤:生产生物柴油原料和生产生物柴油。

下面我们将对这两部分进行详细的阐述。

1. 生产生物柴油原料的技术生物柴油的原料主要分为三大类:植物油、动物脂肪和废弃物。

其中植物油和动物脂肪是生产生物柴油最常用的原料。

(1) 植物油的生产植物油的生产包括三个步骤:种植、采摘和加工。

种植和采摘的过程影响油质变化的主要因素为气候和土地质量。

加工的过程则直接决定了油质的好坏。

(2) 动物脂肪的生产相对于植物油,动物脂肪生产的工艺更加简单。

一般情况下,养殖场在屠宰时会留下相对较多的动物脂肪,而这些动物脂肪被提炼、熔化之后可以用作生物柴油的原料。

2. 生产生物柴油的技术生产生物柴油的关键技术是催化转化和纯化。

下面我们将对这两个步骤进行详细介绍。

(1) 催化转化在生物柴油的生产过程中,催化转化是最关键的一步。

由于各种生物原料种类繁多,造成了生产生物柴油的工艺路线比较多样化。

例如,在生产生物柴油的工艺中,比较经典的生产工艺是催化剂法。

这种方法相对较为简单,只需要将合适的催化剂与原料加热混合,然后进行乳化和酯化反应,通过分离和净化得到生物柴油。

此外,还有溶剂法、超声波法、微波法等不同的生产方法。

每种生产方法都具有各自的优点和缺点,生产时需要根据实际情况进行选择。

(2) 纯化生物柴油在催化转化后,需要进行纯化加工,以防止生产中混入杂质而影响燃料的品质。

纯化的方法主要分为方向结晶和液-液提纯。

二、生物柴油的经济效益分析生物柴油在环境保护和经济效益方面都具有明显的优势。

下面我们将具体探讨生物柴油的经济效益。

1. 减少能源依赖生物柴油可以在农村地区和城市进行生产,减少了对外国能源的依赖,降低了外汇支出。

2020年生物柴油行业深度研究报告

2020年生物柴油行业深度研究报告

2020年生物柴油行业深度研究报告内容目录一、碳减排推动生物能源应用,政策带动生物柴油市场快速发展 (4)1.1、气候问题引起全球重视,生物能源应用逐步提升 (4)1.2、欧盟大力推动生物能源应用,生物柴油市场获得快速发展 (4)二、生物柴油原料区域性差异明显,国内废油产业逐步获得发展 (6)2.1、生物柴油来源呈现显著的区域性差异 (6)2.2、废弃油脂处理行业逐步规范,原料供应提升带动我国产业链发展 (10)三、欧洲市场需求空间持续提升,规模企业有望获得持续发展 (12)3.1、政策持续升级,带动生物柴油需求量持续提升 (12)3.2、废弃油脂更具环保低碳属性,具有良好的产品竞争优势 (14)3.3、欧盟要求标准严格,规模化达标企业有望获得持续发展空间 (17)四、关注标的——卓越新能:生物柴油领先企业,产业链延伸布局 (18)五、风险提示 (20)图表目录图表1:全球碳排放量持续提升 (4)图表2:运输领域非可再生能源消耗占据主导 (4)图表3:全球各部门碳排放量占比情况 (4)图表4:欧洲出台多项政策推动生物能源应用 (5)图表5:添加生物柴油可以明显降低PM、HC及CO的排放量 (6)图表6:全球生物柴油产量(亿升) (6)图表7:全球各国生物柴油生产占比 (6)图表8: 2019年全球棕榈油产量分布 (7)图表9:印尼、马来生物柴油产量(亿升) (7)图表10:印尼、马来生物柴油出口量(亿升) (7)图表11:2019年全球大豆产量分布 (8)图表12:美国大豆产量及出口情况(百万吨) (8)图表13:巴西大豆产量及出口情况(百万吨) (8)图表14:美国及巴西生物柴油产量(亿升) (8)图表15:德国生物柴油生产原料来源 (9)图表16:法国生物柴油生产原料来源 (9)图表17:我国食用油生产及消费情况(万吨) (9)图表18:我国使用植物油进出口情况(万吨) (9)图表19:我国大豆产量及进出口情况(万吨) (10)图表20:我国棕榈油进出口情况(万吨) (10)图表21:废弃油脂生产生物柴油产业链 (10)图表22:我国地沟油监管政策 (11)图表23:生产生物柴油废弃油脂消耗量及产能利用率 (11)图表24:欧洲废弃油脂进口来源国占比 (11)图表25:我国生物柴油产量及出口量变化情况(亿升) (12)图表26:全球主要国家使用生物柴油添加比例情况 (12)图表27:欧洲生物柴油消费量持续提升(亿升) (13)图表28:欧洲生物柴油生产及进出口情况(亿升) (14)图表29:不同原料的生物柴油销售价格(美元/吨) (15)图表30:欧洲生物柴油的原料来源变化 (16)图表31:印尼不断出台政策推动国内生物柴油掺混比例的提升 (16)图表32:印尼、马来生物柴油消费及出口占比(亿升) (17)图表33:各国对生物柴油标准要求 (17)图表34:我国生物柴油产能及企业数量变化 (18)图表35:卓越新能分产品营收变化(百万元) (18)图表36:卓越新能产品分地区营收变化(百万元) (18)图表37:卓越新能生物柴油产能及产量变化(万吨) (19)图表37:卓越新能归母净利润变化(百万元) (19)图表38:卓越新能分产品毛利率变化 (19)一、碳减排推动生物能源应用,政策带动生物柴油市场快速发展1.1、气候问题引起全球重视,生物能源应用逐步提升空气污染和大气问题引起全球重视。

2020年(生物科技行业)中国生物柴油产业发展分析

2020年(生物科技行业)中国生物柴油产业发展分析

(生物科技行业)中国生物柴油产业发展分析中国生物柴油产业发展分析近年来,中国经济飞速发展,带动能源需求迅速上升,原油和成品油进口量增幅也屡创新高,能源问题成为最受关注的热点问题。

开发可再生替代能源是缓解能源供应危机的有效办法,目前在中国,生物乙醇和生物柴油的发展最为迅速,近俩年中国已形成近10万t/a生物柴油产能,有海南正和、福建卓越和四川古杉3家规模比较大的生产厂,小规模生产厂数量也很多。

生物柴油在中国已经进入迅速发展期,探索适合中国实际情况的发展战略,具有非常重要的意义。

1欧美生物柴油产业发展模式不符合中国实际情况目前,欧美发达国家大多以菜籽油、大豆油、芥末籽油等优质原料生产生物柴油,有少数报道日本和德国等国家用煎炸废油及牛油为原料生产生物柴油。

工艺多采用均相碱性催化剂进行酯交换,分离副产品甘油后,得到生物柴油。

由于种植油菜、大豆等作物需要大量的土地,欧美地区人口少,有丰富的土地资源,发展生物柴油产业的目的之壹是激活农业,而中国人口多,土地资源相对稀缺,政府首先要保证足够的食物供应。

因此,中国不可能利用大量的耕地来种植油料作物。

同时,中国也不可能进口大量的大豆油、菜籽油来生产生物柴油。

20 04年我国进口大豆2023万t、油菜籽47万t;进口大豆油252万t,出口1.9万t,净进口250.1万t;进口菜籽油35.3万t,出口约0.5万t,净进口34.8万t;棕榈油239万t,合计进口食用油524万多t;总折合油当量1074.9万t,扣除出口折合油当量30万t,净进口1025万t。

2004年油脂总消费量约为1700万t左右。

在食用油方面进口比例已经很高。

另壹方面,以油菜籽、大豆为原料生产生物柴油,成本太高,竞争力差,需要大量的政府补贴,这不符合中国国情。

不同的原料决定了不同的工艺路线,因此以大豆、油菜籽为原料生产生物柴油的工艺也很难适应中国国情。

可是,我国有广大的山区、沙区可供栽种乔灌木油料植物。

生物柴油生产技术研究

生物柴油生产技术研究

生物柴油生产技术研究一、国内外发展现状与开发意义1、国内外发展现状生物柴油既可作为一种生物燃料,又可作为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,已引起了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。

欧洲已建文了数家生物柴油工厂.规模最大的生物柴油工厂在意大利.生产能力达250 000t/年。

1982年前后,德国和奥地利首次在柴油机引擎中使用菜籽油甲酯。

1985年奥地利建立了以新工艺(常温、常压)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、得到了一致的好评及认可。

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 olkswagen、Aud i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,之后,世界上其他—些国家,如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国,也相继建立了生物柴油标准。

生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品燃料油市场的5%。

欧洲生产生物柴油的原料主要为菜籽油,目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的品质制定的。

1999年,欧盟共生产了3.9亿升生物柴油。

2000年初德国的生物柴油生产总量已达45万吨.并有逐年上升的趋势。

德国凯姆瑞亚·斯凯特公司自1991年起开发研制了生产生物柴油的工艺和设备。

目前已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂,最大产量达300吨/日。

在美国,生物柴油的产量由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。

目前已有纯态形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料、在汽车上的试验已超过1600万公里。

纯态形式的生物柴油又称为净生物柴油,已经被美国能源政策法正式列为一种汽车替代燃料。

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(生物科技行业)生物柴油的生产技术研究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。

在甲醇和油脂摩尔比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℃。

通过俩步连续反应使生物柴油得率达到90%之上,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,且从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,得到了壹致的好评,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。

且在Volkswagen、Audi等小轿车中使用生物柴油作为发动机燃料,同年,欧洲仍成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会,这表明了又壹个新兴工业的形成。

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。

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,采用脂肪酸和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:NaOHRCOOH+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,强碱催化剂能够作为油脂和甲醇进行酯交换反应的催化剂。

反应壹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和水和作为催化剂的硫酸的分离,在较长的反应时间后能够得到很高的转化率,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: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,但生物柴油有壹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。

但对另外壹些国家而言,他们且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,利用生物柴油和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,且能够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能够适当放宽。

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作为催化剂和甲醇进行酯交换反应制备生物柴油,且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主要原料和试剂大豆油:分子量按885计算;甲醇:无水,99.5%;NaOH: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),加水稀释至1000ml。

0.1N硫代硫酸钠标准溶液:称取试剂硫代硫酸钠16g,溶解于1000ml 新煮沸而经冷却的水中,静置过夜或更长时间。

20%酸溶液:量取比重1.84的硫酸55ml缓缓倒入450ml水中混匀而得。

淀粉指示剂:取可溶性淀粉0.5g,加冷水100ml,搅和后加热至沸,放冷静置,倾出上层清液,或过滤则更佳。

3.2生物柴油制取和检测3.2.1生物柴油制取步骤如下:3.2.1.1分别取200g植物油,按摩尔比为3.5:1,4.5:1,5.5:1,6.5:1的比例分别加入甲醇,同时加入油重0.5%,0.8%,1.1%的固体烧碱,剧烈搅拌使反应物料充分混合;3.2.1.2分别置于60℃、70℃、80℃水浴中反应1hr;3.2.1.3静置分离反应混合物中的甘油层,迅速且用计算量的浓硫酸中和,离心分离,得到酸化油、粗甘油、和硫酸钠;3.2.1.4在按第壹次比例的30%加入甲醇和NaOH催化剂,剧烈搅拌后置相同的温度条件下反应;3.2.1.5静置分离反应混合物中的甘油层,迅速且用计算量的浓硫酸中和,离心分离,得到酸化油、粗甘油、和硫酸钠;3.2.1.6在油层中加入80℃的水溶液洗涤后,离心分离,分出水层;3.2.1.7蒸馏得到的生物柴油,至无甲醇蒸出为止;3.2.1.8冷却且过滤生物柴油。

3.2.2甘油含量检测原理和步骤脂肪酸甲酯和粗甘油分别进行总甘油含量测定。

依据过碘酸钾能氧化有机物中的羟基、胺基的原理,甘油可被氧化成甲酸和甲醛,而过碘酸钾被仍原为碘酸钾,碘酸钾和过量的过碘酸钾,在强酸溶液中加入碘化钾后析出碘,游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。

测定过程中的反应式如下:C3H6(OH)3+2KIO4==2HCHO+HCOOH+2KIO3+H2OKIO3+5KI+6HCI==3I2+6KCI+3H2OKIO4+7KI+8HCI==4I2+8KCI+4H2OI2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O63.2.2.1按表格的规定准确称取样品于500ml容量瓶中,加水至刻度线,充分摇匀。

3.2.2.2用吸管吸取25ml注入碘价瓶中,再用吸管加入50ml过碘酸钾溶液,轻轻摇匀后静置15min。

3.2.2.3静置后的溶液中加入10%碘化钾溶液20ml,20%酸溶液20ml和水50ml。

用0.1N硫代硫酸钠标准溶液滴定到溶液为淡黄色时,加淀粉指示剂0.5~1ml,继续滴定至蓝色恰消退为止。

3.2.2.4取25ml蒸馏水代替甘油溶液作空白实验。

结果计算:N(V2-V1)×0.023024×20甘油(%)=───────────────×100W式中:N------硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度;V1和V2------滴定试样和空白实验耗去硫代硫酸钠标准溶液ml数;0.023024------每ml1N硫代硫酸钠标准溶液相当于甘油g数;20------甘油样品稀释的倍数;W------样品的重量。

3.3实验结果表1因素水平表1 2 36070800.50.81.13.5:14.5:15.5:1表2极差分析表A B C 产量甲酯甘油含量%1 2 3 4 5 6 7 8 9 111222333123123123123231312178.2186.7170.3170.0184.2171.6181.9183.8167.70.300.320.400310.330.410.320.310.40I II III R I II III R535.2525.8533.49.4530.1554.7511.343.4533.6524.4536.412结论:由极差分析可知,B>C>A最佳条件:A1B2C31.021.051.030.020.930.961.120.281.021.031.050.02结论:B因素影响最大,A、C俩因素影响无差别,即B>A=C最佳条件:A1B1C1↓↓B2C2B、C俩因素的1、2水平无明显差别,故选1、2水平都可。

4试验结果讨论从之上实验结果能够见出,在选定的反应条件下,得到了满意的生物柴油转化率。

通过之上结果分析,温度对反应的影响很小;醇油摩尔比在5.5:1之上对生物柴油产率和生物柴油中总甘油含量影响不大,但醇油摩尔比越大,在后面就需要越多的能量来蒸馏回收甲醇;催化剂NaOH的加入量对反应有较为显著的影响,在本实验中,当加入量较少时,生物柴油中总甘油含量上升,说明反应不完全,而催化剂加入量较大时,使酸化油的量显著增加,说明过多的催化剂加重了皂化反应;同时实验过程中俩次生物柴油和甘油层静置分离时间对生物柴油中总甘油含量影响较大,当NaOH的加入量分别为0.5%、0.8%时静置时间为30min,而NaOH的加入量为1.1%时,静置时间仅为15min(此时若延长静置时间则会出现甘油凝结现象),因而造成生物柴油的损失较大以及总甘油含量偏高。

通过实验,对采用植物油为原料生产生物柴油,其较理想的反映条件是:综合考虑A1B2C1最佳醇油比为5.5:1,催化剂加入量为油重的0.8%,反应温度为60~70℃。

在检测应注意:4.1当试样实验和空白实验滴定耗用去的硫代硫酸钠标准溶液的ml数的比值等于3/4或小于3/4时;则说明甘油样品称量多了点,也可说是50ml 过碘酸钾溶液不够使甘油全部氧化。

这可由测定原理中的反应式得到解答;过碘酸钾和碘化钾和盐酸反应析出4个碘分子,过碘酸钾和甘油起了氧化反应后生成的碘酸钾,和碘化钾和盐酸反应析出3个碘分子,俩者之比是3/4,所以耗用去硫代硫酸钠溶液的比值刚好是3/4时,表示过碘酸钾全部氧化完,没有过量,因此,这壹测定结果不会正确的,除非是50ml过碘酸钾溶液中的过碘酸钾恰降25ml甘油稀释溶液中甘油全部氧化。

为此,必须减少样品重量后重做,在比值大于3/4时,才得到正确结果。

4.2俩次平行实验的允许误差应不超过0.30%。

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