第一代生物柴油特性与各种方法介绍
生物柴油的特性分析及应用研究
生物柴油的特性分析及应用研究摘要:介绍了生物柴油的组成和优点,叙述了四种生物柴油制备方法。
分析了脂肪酸甲酯的结构对生物柴油十六烷值、低温流动性和氧化安定性的影响,并对第一、二代生物柴油的制备和工艺、第三代生物柴油的研究现状以及生物柴油在应用上存在的问题进行了综述。
关键词:生物柴油;结构;制备;应用Abstract: It briefly introduces the composition and advantage of biodiesel. Four preparation methods of biodiesel are presented. The effect of structures of fatty acid methyl esters (FAME) on cetane number(CN), cold flow properties and oxidationstability areKeywords: Biodiesel ;Structure ;Preparation ;Application1 概述生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程藻类等水生植物油脂、以及动物油脂、餐饮废油等为原料, 通过酯交换工艺制成的可用于压燃式发动机的甲酯或乙酯燃料,是生物质能的一种形式,其主要成分为通过动植物油脂转化而来的高级脂肪酸的低碳烷基酯混合物。
在ASTM标准中,生物柴油被定义为“用于压燃式发动机的,来自于可再生的脂类如植物油和动物脂肪的长链脂肪酸单酯。
”Kaltschmitt等人的研究表明,生物柴油在减少石化能源消耗和降低温室效应方面优于石化柴油。
生物柴油不仅具有丰富的原料来源、良好的可再生性以及环保方面的优势,其物化性能与石化柴油相近,并可以直接代替石化柴油或与石化柴油以任意比例互溶供内燃机使用,因此生物柴油是一种理想的替代能源。
作为可再生能源的一种,随着未来柴油需求量的增大,将促进世界各国加快柴油替代燃料的开发。
生物柴油的优势及其生产技术
生物柴油的优势及其生产技术随着能源问题的日益严峻,人们开始寻找更加环保、可持续的替代能源,生物柴油就成为一种备受关注的选择。
生物柴油是通过将植物油、动物油或废弃油脂等生物质原料加工制成的液体燃料,具有许多优势。
首先,生物柴油是一种清洁能源,不会产生二氧化碳和氮氧化物等有害气体,具有较低的空气污染排放。
其次,生物柴油具有可持续性,可以通过农作物种植、垃圾处理等方式获取原料,不会四处污染环境。
此外,由于生物柴油的热值高、粘度低、点火性好等特性,使得其更加适合于柴油发动机,具有较高的燃烧效率。
生物柴油的生产技术也在不断发展。
目前主要的生产技术包括酯化法、热压力法、超声波法、微生物法等。
其中最常用的是酯化法。
酯化法主要通过酯化反应将生物质原料制成生物柴油。
该方法主要分为催化酯化法和非催化酯化法两种。
催化酯化法是指在反应中添加催化剂(通常为碱),可以显著提高酯化的速率、选择性和产率。
优点在于反应速率较快,但有
催化剂残留的问题。
非催化酯化法则没有催化剂的添加,适用于一些高酸价的废弃油脂,但反应速率较慢。
生物柴油与传统柴油相比,虽然具有许多优势,但其成本仍然较高。
因此在实际应用中需要通过技术创新和政策支持等方式降低成本。
例如,加大对生物质原料的培育和推广力度,探索新的生产技术等。
同时,政策上也应该给予适当的补贴和支持,鼓励生物柴油的推广和使用。
总之,生物柴油作为一种清洁、可持续的替代能源,正在逐渐被广泛运用。
未来随着技术的进步,生物柴油的生产技术和推广应用将会得到更加广泛的发展。
生物柴油技术
生物柴油技术生物柴油技术是一种利用生物质资源来生产可替代传统石油柴油的技术。
在当前日益严重的能源危机和环境污染问题的压力下,生物柴油技术成为了一种可行的解决方案。
本文将从生物柴油的定义、生产过程、优势和应用领域等方面,详细介绍生物柴油技术的相关知识。
首先,生物柴油是一种由生物质资源经过一系列化学反应转化而来的液体燃料。
生物质资源包括植物油、动物油以及来自废弃物和废弃物油脂等。
生物柴油与传统石油柴油具有相似的化学性质,可以直接用于柴油发动机,而且可以在不进行任何改装的情况下混合使用。
由于其来源可持续、可再生,生物柴油被广泛认为是一种很好的绿色替代燃料。
生物柴油技术的生产过程主要包括酯化反应和醇解反应。
在酯化反应中,将生物质资源与醇类催化剂共同作用,生成甲酯和甘油。
甲酯即为生物柴油,而甘油则是酯化反应的副产物。
在醇解反应中,将甘油与醇类催化剂反应,再次生成甲酯和副产物醇类。
通过这两个反应,可以将原本无法直接作为柴油燃料的生物质转化为生物柴油,实现资源的高效利用。
生物柴油技术具有多项优势。
首先,生物柴油的生产过程相对简单,只需经过酯化和醇解等简单的化学反应即可完成。
其次,生物柴油具有良好的燃烧性能,能够在传统柴油发动机中完全燃烧,减少了尾气中有害物质的排放。
此外,生物柴油的碳排放量较低,具有明显的减排效果,对于缓解气候变化也起到了积极的作用。
最后,生物柴油可以与传统石油柴油混合使用,降低了对石油资源的依赖,提高了能源的可持续性。
生物柴油技术在多个领域有着广泛的应用。
首先,生物柴油可以替代传统柴油在交通运输领域中的应用。
生物柴油的性能与传统柴油类似,因此可以直接用于汽车、卡车、火车等交通工具的燃料。
其次,在农业领域,生物柴油可以用作农机的燃料,减少了对石油的依赖,降低了农业生产的成本。
此外,生物柴油还可以用于家庭燃气、工业锅炉等方面,为各个领域提供了绿色可持续的能源选择。
总之,生物柴油技术作为一种可替代传统石油柴油的绿色能源技术,具有很高的应用价值和推广前景。
生物柴油介绍
摘要:面对能源紧缺和环境污染,生物柴油替代传统石化燃料已成为研究热点。
本文从原料选取、生产方法和生产工艺的角度对生物柴油发展进行了评价和比选。
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。
Development and use of biodieselFan,yang(University of Science and Technology of Suzhou ,Jiangsu suzhou,215000,China)Abstract: Face energy shortage and environmental pollution, biodiesel is an alternative to traditional fossil fuels has become a hot topic. From the selection of raw materials, production methods and production technology evaluation, comparison and selection point of view of the development of bio-diesel. Biodiesel to improve the ecological environment, to ease the pressure on energy consumption, high oxygen content, reduce toxic and carcinogenic air rate as well as the biological degradability many advantages, and in recent years has become a hot research each country competing for our country, the development of bio-diesel has good prospects. The production capacity of the domestic the catering waste oils, animal and vegetable fats and oils, and engineering of microalgae as raw material to produce bio-diesel technology research progress and the main device, a problem to be solved in the development of bio-diesel in China.Keywords: biodiesel; production process; development prospects近年来,全球石油供需矛盾日益突出,一方面由于交通运输燃料消费量不断增长对石油的需求不断扩大,另一方面全球石油资源量日益减少,石油供应日趋紧张,此生物燃料技术开发已经引起世界许多国家的普遍重视。
生物柴油技术
生物柴油技术第一篇:生物柴油技术简介生物柴油是一种可再生的燃料,是从植物或动物油脂中提取的液体燃料。
生物柴油技术是利用生物质资源,将其转化为低污染、高效能的替代燃料的过程。
在目前能源危机的情况下,生物柴油技术的发展受到了越来越多的关注。
生物柴油技术的制作方法主要有两种:一种是通过化学反应将植物或动物油脂转化为酯类,即酯化反应,然后通过蒸馏分离得到生物柴油。
另一种是利用微生物或酶催化将植物或动物油脂转化为生物柴油,即生物转化。
生物柴油技术与传统燃料相比,具有以下几个优点:首先,生物柴油是一种可再生燃料,不会对环境产生负面影响,并且对全球气候变化问题具有积极的作用。
其次,生物柴油的燃烧效率高,可以降低废气排放量,减少空气污染。
再者,生物柴油的市场前景广阔,具有巨大的经济潜力。
生物柴油技术的发展受制于以下因素:首先,生物柴油的生产成本较高,需要提高生产效率,降低生产成本;其次,需要建立规范的技术体系和产业链,完善生物柴油市场的管理;再者,需要继续进行生物柴油技术的研究和探索,以提高生产效率和稳定性,增强生物柴油在市场上的竞争力。
综上所述,生物柴油技术是一项具有重要战略意义的技术,其通过利用生物质资源制造可再生燃料,有望帮助我们解决能源危机和环境污染问题。
然而,生物柴油技术的发展依然存在挑战,需要我们不断进行研究和探索,以推动生物柴油技术的进步和发展。
第二篇:生物柴油技术的应用前景生物柴油技术的应用前景具有广阔的发展空间。
随着全球对石油资源的需求不断增加,生物柴油技术以其可再生、低污染、高效能的优点逐渐受到人们的关注。
未来,生物柴油技术的应用前景主要体现在以下几个方面:首先,生物柴油逐渐成为工业机械的主要燃料之一。
由于工业机械使用燃料的需求量较大,而生物柴油价格相对较低,且对环境污染小,因此逐渐成为工业机械主要的燃料之一。
其次,生物柴油技术将逐渐应用于客车、货车等运输工具上。
生物柴油是一种适用于内燃机的燃料,经过不断的技术创新和改进,可以更好地适应运输工具的需求,比传统燃料更加节能环保。
第一代和第二代生物柴油的技术路线
第一代和第二代生物柴油的技术路线第一代生物柴油的技术路线主要是利用玉米、甘蔗、大豆等作物的油脂成分作为原料,经过脱脂、酯化等反应制得生物柴油。
具体步骤包括:1. 原料准备:选择合适的农作物,采集油脂含量高的种子或果实。
2. 脱脂:将油脂经过压榨或溶剂提取的方式进行脱脂,去除杂质。
3. 碱催化酯化:将脱脂后的油脂与碱催化剂(如氢氧化钠)进行酯化反应,将油脂转化为酯类化合物。
4. 中和酯化产物:将酯化产物中的酸性物质进行中和处理,以确保生物柴油的稳定性。
5. 精炼:对中和后的酯化产物进行精炼处理,以去除杂质和水分。
6. 脱酸:通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质,提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装:将生物柴油储存在适当的容器中,并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油的技术路线主要是利用生物质(如农作物秸秆、木材碎屑、食物废弃物等)中的纤维素和木质素等成分制得生物柴油。
具体步骤包括:1. 生物质预处理:将生物质进行粉碎、干燥等预处理,以提高其可降解性和转化效率。
2. 析解:采用热解、酸解、酶解等方法将纤维素和木质素等成分分解为糖类或单体糖。
3. 发酵:将糖类或单体糖与适当的微生物(如酵母、细菌)进行发酵,产生酒精(如乙醇)。
4. 混合醇:将酒精与适当的催化剂(如氢氧化钠)进行催化合成,生成混合醇。
5. 精炼:对混合醇进行精炼处理,去除杂质和水分。
6. 脱酸:通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质,提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装:将生物柴油储存在适当的容器中,并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油相比第一代生物柴油更具可持续性和环保性,因为它利用生物质废弃物作为原料,不需要为了生产生物柴油而种植额外的农作物,减少了对食品资源的竞争。
此外,它还可以有效利用农作物废弃物和食品废弃物等生物质资源,减少了废弃物处理的负担。
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。
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。
生物柴油制备工艺技术进展
生物柴油制备工艺技术进展来源:中国化工信息周刊中国化工信息中心教授级高级工程师朱曾惠近年来,生物质制柴油(Biodiesel)引起了广泛的关注。
2006年9月在德国德累斯顿召开的第一届IUPAC绿色——可连续化学国际会议上发表的一篇报告综合评判了当前生物柴油工业生产工艺进展,本文特摘录以飨读者。
一、第一代生物柴油生产工艺早在1983年,就有人提出应用植物油的甲基酯生产生物柴油。
1992年法国石油研究所(IFP)设计建立了第一套工业装置。
甲基酯是由植物油通过酯交换,将三甘油酯加甲醇转换成脂肪酸甲酯(FAME),反应式如下:该反应为催化反应,为提高转换率,甲醇需要过量。
常用的工业生物柴油工艺采纳均相催化,以NaOH或甲醇钠为催化剂。
从反应器出来的双相物料进入静置器中分离。
富酯相必须进行中和、清洗,以清除少量的催化剂(按要求,Na+K的含量要低于5ppm)。
酯交换后的余外催化剂在甘油相中以乙醇酸钠、甲醇钠和钠皂形式显现,需进行回收。
中和时加入盐酸进行,最终甘油纯度一样为80%~95%。
催化反应副产物钠皂可溶于甘油相中,要在中和后进行沉降作为脂肪酸分离,反应造成的缺失达生物柴油生成量的1%。
FAME收率(重量%)取决于原料质量和催化剂的种类,一样在98.5%~99.4%。
中小型企业可采纳间歇式工业化装置,假如产能大于10万t/a,则用连续式较为经济。
Ballestra、Connemann CD,以及鲁奇公司的PSI装置都采纳了连续工艺,这些工艺由2~3台反应釜串连,每一步催化反应后,甘油都要通过分离去除。
由于产品酯要符合冷性能和稳固性等相关指标,因此对原料植物油的选择有专门大的限制。
迄今为此,只有食用植物油符合要求,因此存在与食品争原料的问题。
此外,该工艺产生大量的副产物粗甘油。
二、第一代生产工艺改进1. 采纳非均相催化解决副产品甘油纯化问题最简便的途径是采纳非均相催化。
IFP 差不多开发出此工艺并于2006年在法国南部建成第一套工业装置。
生物柴油制备方法概述
生物柴油制备方法概述生物柴油制备方法概述作者: hou-nerc(站内联系TA)发布: 2007-04-03生物柴油制备方法概述目前,生物柴油的制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。
前两种方法属于物理方法,虽然简单易行,能降低动植物油的粘度,但十六烷值不高,燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。
高温裂解法过程简单,没有污染物产生,缺点是在高温下进行,需催化剂,裂解设备昂贵,反应程度难控制,且高温裂解法主要产品是生物汽油,生物柴油产量不高。
工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。
在酯交换反应中,油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。
可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中最常用的是甲醇,这是由于甲醇价格较低,碳链短,极性强,能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。
酯交换反应是可逆反应,过量的醇可使平衡向生成物的方向移动,所以醇的实际用量远大于其化学计量比。
反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等,它可加快反应速率以提高产率。
酯交换反应是由一系列串联反应组成,三甘油酯分步转变为二甘油酯、单甘油酯,最后转变成甘油,每一步反应均产生一个酯。
酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。
(1)酸催化法。
酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。
在酸催化法条件下,游离脂肪酸会发生酯化反应,且酯化反应速率要远快与酯交换速率,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但反应温度和压力高,甲醇用量大,反应速度慢,反应设备需要不锈钢材料。
工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。
(2)碱催化法。
碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOH、KOMe以及有机胺等。
在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。
传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。
生物柴油技术简介
生物柴油技术简介项目简介2006年1月1日起施行的《可再生能源法》第二十六条指出:“国家鼓励生产和利用生物液体燃料。
石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定,将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
”第33条则指明“液体燃料是指利用生物质生产的乙醇、甲醇和生物柴油……”。
第二十八条要求“国务院能源主管部门和县级以上人民政府管理能源的职能部门和其它有关部门在可再生能源开发利用监督管理工作中,……”“不依法作出行政许可决定的”“由本级人民政府或者上级人民政府有关部门责令改正。
对负有责任的主管人员和其它直接责任人员依法给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
” 第三十一条更明确指出:“石油销售企业按照规定未将符合国家标准的生物液体燃料纳入其销售体系,造成生物液体燃料生产企业经济损失的,应当承担赔偿责任,并由国务院能源主管部门或者省级人民政府管理能源工作的部门责令限期改正;拒不改正的,处以生物液体燃料生产企业经济损失的一倍以下的罚款。
”这部《可再生能源法》由国家主席胡锦涛于2005年2月28日签署,于2006年1月1日起施行的法律充分表明了发展“生物柴油”,政府大力支持,市场迫切需要,发展前景十分广阔,有法律支持就可放心大干!世界经济的突飞猛进,导致石油需求量的日益聚增,天然石油的日趋枯竭将是人类面临的重大的严峻问题;如何在不依赖不添加使用天然石油原料侵匦驴僖惶跣碌奶辔镏誓茉矗月愕苯袢找婷驮龅某荡谌蓟杵筒裼停殉晌死嗟蔽裰钡耐返却笫拢∧壳埃分薰餐骞也捎靡远参镉椭仙舅峒柞ィㄓ殖莆锊裼停⒔ 柞ビ肫浔旧碇亓?span lang="en" >2-4倍的矿物油(或天然石油)进行勾兑或调配后用作内燃机(车船发动机)燃料,其缺陷是生物柴油的密度大,粘度高,着火能力差,虽然燃烧后的尾气有较好的环保效应,但必须依赖于添加高于本身重量数倍的天然矿物油的进行复配或调配才能将脂肪酸甲酯用于内燃机,才能有效地代替天然矿物油燃料。
生物柴油简介
生物柴油简介摘要介绍了生物柴油作为燃料的性质、制备生物柴油的原料和生产方法。
关键词生物柴油可再生清洁能源酯交换反应石油危机和环境污染成为当今世界的2大问题,寻找可再生和低污染的生物能源成为迫切的需要。
为了解决能源和环境问题,人们一直在不断寻找可替代石油原料的可再生清洁能源。
生物柴油作为可再生的清洁能源,已在美国和欧盟等多个国家和地区推行使用。
利用生活废弃物或生物原料通过各种化学反应制造柴油的方法就是在这种背景下顺应而生的方法。
为了区别于石油原料制备的柴油,人们把来源于生物质原料的油脂经过化学变化后生成的、具有和柴油相似功能的酯称为生物柴油(Biodiesel)。
1 生物柴油的主要成分、性质和原料1. 1 生物柴油的成分和性质石油原料生产的柴油(以下简称矿物柴油)是含C12~C19的烷烃为主的混合物。
生物柴油是生物质油脂(A)(R视原料来源可以相同也可以不同)与甲醇经酯交换反应生成的高级脂肪酸的甲酯[1]:一般R为奇数碳原子,主要含C11~C17的烃基(有的含不饱和双键),副产物主要是甘油。
生物柴油有较高的燃料十六烷值、基本不含硫和芳烃、低挥发性和分子中含氧等优点,使其具有降低柴油机排放的潜能。
生物柴油是典型的可再生能源,还具有无毒和可生物降解性,对环境无害。
表1是以食用色拉油为原料生产的生物柴油和0号矿物柴油的特性比较[2](由于生物柴油和矿物柴油的来源不同,可能以下特性有不同的值)。
生物柴油存在油脂分子量大(约为矿物柴油的4倍),黏度高(约为矿物柴油12倍),挥发性差,与空气混合效果不佳,易产生热聚合作用等问题。
其中高黏度是不适合柴油发动机的关键因素之一。
稀释、热分解、微细乳化及酯交换是解决上述问题的方法。
目前最好的方法是酯交换,而最常用的方法是生成甲酯[3]。
这就是制备生物柴油都要经过上述反应的原因。
酯交换反应(transesterification)又称酯的醇解(alcoholysis for ester)是一个酯分子中的烷氧基被醇中的另一种烷氧基置换,生成一种新醇和新酯,该反应是一个可逆反应。
生物柴油的主要特点
生物柴油的主要特点
生物柴油又名脂肪酸甲酯。
是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂,以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油,通过酯换交工艺,生成可代替石化柴油的再生性燃料。
生物柴油的优点:
1、环保特性:生物柴油环保性好,不含对环境造成污染的芳香族化合物,燃烧尾气对人体的损害低于石化柴油,同时具有良好的生物降解特性。
2、低温启动性能:具有良好的发动机低温启动性能,冷滤点达到-20℃。
3、安全性能:具有良好的安全性,高于石化柴油,不属于危险燃料,在运输、储存、使用等方面具有明显的优点。
4、燃烧性能:生物柴油的十六烷值比柴油高,因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性能,因此可以采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。
虽然生物柴油的热值比柴油低,但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧,可以提高发动机的热效率,这对功率的损失会有一定的弥补作用。
5、可再生性:生物柴油是一种可再生能源,其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。
6、经济性:使用生物柴油的系统投资少,原用柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备无需改动。
7、可调和性:可按一定的比例与石化柴油配合使用,可降低油
耗,提高动力,降低尾气污染。
8、可降解性:具有良好的生物降解性,在环境中容易被微生物分解利用。
生物柴油的制备及其应用
生物柴油的制备及其应用生物柴油(BioDiesel)是一种由植物油或动物油的脂肪酸甲酯化合而成的可再生能源,与化石能源相比,生物柴油具有更加环保和可再生的特点。
同时,生物柴油的成本也比传统的柴油油价更低,能有效降低石油依赖度和维护国家能源安全。
因此,生物柴油的制备和应用越来越成为各国研究关注的焦点。
一、生物柴油的制备目前生物柴油的制备方法主要分为两类:催化剂法和微生物法。
1、催化剂法催化剂法是将动植物油在催化剂的作用下,与甲醇或乙醇反应,生成甲酯或乙酯,最终制备生物柴油。
常用的催化剂有强酸性催化剂和碱性催化剂。
其中,碱性催化剂比强酸性催化剂在制备过程中更加环保、高效,逐渐成为生物柴油催化剂的主流。
2、微生物法微生物法指的是利用细菌、酵母等微生物对植物油或动物油进行微生物发酵,合成生物柴油的过程。
其制备过程简单、不产生废水、二氧化硫等有毒物质,因而具有人们注目的环保优势。
但是,由于该方法需要对微生物环境进行严格调控,还存在生产成本高等问题,使得其在实际生产过程中的应用受到了限制。
二、生物柴油的应用1、车辆燃料生物柴油已经被证实可以用作汽车柴油的替代品,并且不需要对车辆进行额外的改进。
它是低排放和低碳燃料,由于生产原料可以轻松获取,生产成本也不高,因此受到了业界和市场的广泛认可。
2、船舶燃料相对于其他运输方式,船运是一种低成本且低碳排放的运输方式。
而生物柴油可以被用作航运业的代替品,可以降低船舶的碳排放,减少海洋污染和对环境的危害。
3、机械燃料生物柴油也被应用于燃料类型为柴油的机械中,如发电机、锅炉等,以及柴油燃动机。
生物柴油不仅可以减少机器产生的污染,还可以节约能源,使机器的运行更加高效。
三、结语生物柴油作为可再生能源的代表之一,虽然在制备技术和应用领域还面临着许多挑战,但随着科学技术的不断突破和发展,未来必定有更多的突破和应用。
人们一直在探索制备和应用生物柴油技术的最佳方法,以便未来使用更清洁的燃料,为环境保护和人类未来的可持续发展做出积极的贡献。
生物柴油的制备及其优化技术
生物柴油的制备及其优化技术生物柴油是指采用脂肪酸甲酯或其他可再生的有机物来替代传统石油柴油,以达到减少对化石燃料依赖,减少空气污染和温室气体排放等目的的一种燃料。
为什么越来越多的国家开始开发和使用生物柴油呢?其中一个原因是,使用生物柴油可以显著降低进口石油的依赖度。
而且,生物柴油的燃烧过程中产生的有害气体排放量比传统柴油低,更环保。
本文将介绍第一代、第二代生物柴油的制备技术及其优化方法。
一、第一代生物柴油的制备第一代生物柴油是指采用脂肪酸甲酯(FAME)制备的生物柴油。
这种生物柴油制备方法非常简单,只需要将动植物油(例如大豆油、葵花籽油、棕榈油)和甲醇反应,然后加入碱性催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾,最后过滤出脂肪酸甲酯即可。
不过,这种方法也存在一定的问题。
首先,由于大豆油、葵花籽油等作物需要用大量的农业资源种植,如果全世界都采用这种方法制备生物柴油,将会导致严重的粮食短缺问题。
其次,第一代生物柴油存在可持续性的问题,占用的土地资源并不可持续。
二、第二代生物柴油的制备第二代生物柴油制备方法则能够解决第一代生物柴油的问题。
第二代生物柴油主要采用木质纤维素(LCF)或废墟埋(Waste Cooking Oil,WCO)等废弃物为原料进行制备。
这种方法的主要流程是:将废弃物处理后产生的纤维素或脂肪酸,通过水解或脂肪酸酯化反应得到脂肪酸甲酯。
这样一来,不仅减少了对种植资源的占用,而且还利用了浪费的资源来开发再生能源。
此外,在全球范围内,由于废物产生量巨大,因此生物柴油应用前景广阔。
三、第二代生物柴油的优化技术尽管第二代生物柴油制备方法通过废物资源再生,解决了第一代生物柴油的许多问题,但制备过程中仍然存在一些问题,例如:反应过程中催化剂控制、反应速率限制、产物的纯度限制等问题。
因此,需要对制备方法进行改良,以提高生物柴油的产率,并降低生产成本。
提高废物利用率:生物柴油制备原料主要来自于废物或农业副产品,其成本要比初始生物燃料便宜得多。
生物柴油制作方法-概述说明以及解释
生物柴油制作方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述生物柴油作为一种可再生能源,近年来受到了广泛的关注和研究。
随着对传统石油资源日益匮乏和环境问题的日益突出,生物柴油作为一种绿色、可持续的替代燃料逐渐受到人们的重视。
生物柴油的制作方法与传统石油柴油相比,更加环保、可再生,并且具备较高的燃烧效率。
本文将详细介绍生物柴油的制作方法,并探讨其在能源领域的应用前景。
首先,我们将给出生物柴油的定义,以便读者对其有一个全面的了解。
接下来,我们将介绍生物柴油的主要原料,包括植物油、动物油和废弃物等。
然后,我们将深入探讨生物柴油的制作方法,包括酯交换法、酯化法和热解法等。
通过详细介绍这些方法的原理和工艺,读者将能够了解到生物柴油的制作过程。
在结论部分,我们将总结生物柴油的优势,包括环境友好、可再生能源以及减少对传统石油资源的依赖等。
同时,我们还将展望生物柴油的应用前景,指出其在交通运输、农业和工业等领域的潜在应用价值。
最后,我们将对全文进行总结,并提出进一步研究的方向,以推动生物柴油技术的发展。
通过阅读本文,读者将能够全面了解生物柴油的制作方法以及其在可持续能源领域的潜力。
我们希望本文能够为相关领域的从业人员和研究人员提供一定的参考和指导,以促进生物柴油技术的进一步发展和应用。
1.2文章结构文章结构的主要目的是为读者提供一个清晰的框架,使他们能够更好地理解文章的内容和逻辑。
在本文中,文章结构包括引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分将为读者提供关于生物柴油制作方法的背景信息和基本概念的概述。
它还将介绍文章的结构以及本文的目的。
正文部分将详细阐述生物柴油的定义、原料和制作方法。
其中,我们将介绍生物柴油是什么以及它与其他类型的柴油的区别。
然后,我们将介绍制作生物柴油所需的主要原料和其特点。
最后,我们将详细描述生物柴油的制作方法,包括预处理原料、酯化反应和后处理等步骤。
结论部分将总结本文的主要内容和研究结果。
我们将强调生物柴油的优势,如环保、可再生和减少对化石燃料的依赖。
生物柴油一代二代产品区别
生物柴油一代二代产品区别
首先,我们要知道传统意义上的一代生物柴油是指由甘油三酯,和甲醇经过酯交换(酯化)反应得到的脂肪酸甲酯。
一代生物柴油相比普通石化柴油其具有十六烷值高、闪点高、硫含量低、能利用废弃油脂作为原料等诸多优点。
可是,问题来了,燃烧热值仅为普通石化柴油的额87%,不能完全替代石化柴油且冬季无法用。
第二代就优化了以上问题,第二代采用深度加氢工艺进行油脂处理。
油脂在油脂在高温、高压条件下,通过催化加氢生成直链烷烃,第二代生物柴油就这样替代了第一代。
在国际上,第二代柴油被称为了绿色柴油,其成分是C12~C20的烷烃(大部分为C15~C18),它的性能和就够更接近石化柴油,能以更大的比例添加在石化柴油中。
然而因凝固点较高(由于其主要成分为正构烷烃,凝固点高于10℃)就限制了它的使用范围,所以一般第二代生物柴油的工业化生产线都会配备异构化装置,用于降低产品的凝固点。
虽然说第二代已经非常好的解决了燃烧性。
但是它的缺点还是显而易见的,首先,二代生物柴油采用的加氢催化剂通常为硫化态的NiMo/Al2O3或CoMo/Al2O3,反应过程中硫易损失,需要不断添加含硫化合物保持催化剂活性。
会导致含硫废气和含硫废液的产生,需要增加配套废水和废液的处理装置,增加投资和运营成本。
二是反应产物多为正构烷烃,凝固点较高,无法以很高比例掺混到石化柴油中,若增加异构化装置,则投资成本会进一步增加。
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生物柴油特性与技术介绍
生物柴油产品特性
与常规柴油相比,生物柴油下述具有无法比拟的性能。
1) 具有优良的环保特性。
主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。
检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患碍率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
2) 具有较好的低温发动机启动性能。
无添加剂冷滤点达-20℃。
3) 具有较好的润滑性能。
使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4) 具有较好的安全性能。
由于闪点高,生物柴油不属于危险品。
因此,在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。
5) 具有良好的燃料性能。
十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
6) 具有可再生性能。
作为可再生能源,与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。
而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。
因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
据美国能源部的研究,生物柴油对人比食盐的毒性还小,比糖更容易降解,生物柴油致癌物排放量比石化柴油降低93.6%。
由于生物柴油燃烧所排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳。
因此,与使用矿物柴油不同,理论上其用量的增加不仅不会增加,反而会降低因二氧化碳的排放,从而能缓解全球变暖这个影响人类生存的重大环境问题。
作为可再生能源,与石油不同,其可以通过农业和生物科学家的努力,使其可供应量不会枯竭。
原料供应有保证,价格较稳定。
油料作物增产空间大,加之转基因技术可使油料含油达70%左右,有一定降价空间。
目前生物柴油生产所用技术
目前生物柴油主要是用化学法生产,即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230~250℃)下进行转酯化(酯交换)反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,在经洗涤干燥即得生物柴油。
生产设备与一般制油设备相同,生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。
目前几种主要的工艺方法:
•碱催化法
•酸催化法
•脂肪酶或生物酶法
•超临界萃取法
1.碱催化法:用氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂,这是目前最常用的制取方法,将植物油脂与甲醇予以酯交换(交酯化)反应,并使用氢氧化钠(油脂重量的1%) 或甲醇钠(Sodium methoxide) 做为催化剂,大约混合搅拌反应2小时,即可制得生物柴油。
2.酸催化法:因废油脂通常含有大量的游离脂肪酸,而不能用碱性催化剂转化为生物柴油,
因而先用浓硫酸或磷酸作为酸性催化剂预处理这些高游离脂肪酸原料,使FFA 转化为酯。
然后通过碱性催化剂将甘三酯转酯化反应。
酸催化工艺的不利之处是FFA 同醇反应产生水,这抑制了FFA 的酯化和甘油的转酯化反应。
可以在酯化反应后对物料进行脱醇、脱水处理。
在我国目前的国情和当前的油价下,使用食品级油脂作为原料来生产生物柴油还不太现实,餐饮废油和部分工业用油脂相对来说成本较低。
但是,这些废弃油脂通常含有较高的游离脂肪酸,所以对于这些废弃油脂要先用酸催化法,然后通过碱性催化剂进行酯交换反应。
碱催化法和酸催化法又被称为化学法。
3.脂肪酶或生物酶法:化学法合成生物柴油有以下缺点:工艺复杂、醇必须过量,后续工艺必须有相应的醇回收装置,能耗高;色泽深,由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质;酯化产物难于回收,成本高;生产过程有废碱液排放。