废油脂预处理及制备生物柴油研究进展
废油脂制备生物柴油的技术现状及前景展望
C废油脂制备生物柴油的技术现状及前景展望王红娜马晓建(郑州大学化工与能源学院)【摘要】本文简要介绍了废油脂的现状,综述了国内外利用废油脂制备生物柴油的主要技术方法及其进展情况,并展望了废油脂生产生物柴油的发展前景。
【关键词】废油脂;生物柴油;酯交换中图分类号:TQ645文献标识码:A文章编号:1673-7199(2010)02-0029-04随着石油资源的日益减少和人们环保意识的提高,世界各国加快了柴油替代燃料的开发步伐。
生物柴油作为可再生、环保的生物质燃料,已成为近年来研究的重点。
生物柴油具有以下特点:十六烷值大于49(石油柴油的十六烷值为45),抗爆性好,燃烧充分;闪点高,有利于安全运输和存储;不含硫,不会导致酸雨;燃烧产生的CO2的量远小于其生长吸收的CO2的量,可缓解温室效应;可降解、可再生,是典型的绿色能源,是替代石化柴油的理想燃料之一。
目前生物柴油的主要问题是成本过高,据统计,生物柴油制备成本的80%是原料成本,因此采用廉价原料是生物柴油实用化的关键。
为此,利用游离脂肪酸含量较高的废油脂制备生物柴油成为近年的研究热点。
1废油脂的现状废油脂是指人们在食用天然植物油和动物脂肪及油脂深加工过程中产生的一系列失去食用价值的油脂废弃物,它主要包括食品煎炸废油、餐饮废油、地沟油、油脂加工厂油脚等。
除去油脂加工过程中产生的废弃油脚,据专家估算,仅食品废油,其总量约占食用油消费总量的20%~30%,以我国年均消费食用油量为2100万t计,则每年产生废油400万~600万t。
能够收集起来作为资源的废弃油脂的量在400万t左右;而我国每年在油脂深加工过程中还要产生大量油脚料、皂脚料等,占植物油的5%~10%,按我国年产油料1600万t计算,保守估计也有80万t/年,废油脂总量相当可观。
而这些废弃油脂经常得不到适当的处理而污染环境,甚至被不法商贩进行简单的加工后重新流入餐桌,直接威胁到人们的食品安全。
以废弃油脂为原料生产生物柴油,可使废油脂变成一种有用的工业资源,打开了废油脂回收再利用的“瓶颈”,从而切断其重新流入食用领域的途径,有效保障人们身体健康,同时,也将使城市环境大为改善。
废弃食用油制备生物柴油
实验27 废弃食用油制备生物柴油一、实验目的1.了解酯化-酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的制备方法。
2.熟悉酯化、常压蒸馏、分液等有机反应的基本操作。
3.了解用KOH/乙醇溶液滴定游离脂肪酸含量和液相色谱测定脂肪酸甲脂含量的分析方法。
二、实验原理废弃食用油的主要成份为甘油三酯,利用废弃食用油制备生物柴油主要是应用酯化和酯交换反应。
其基本反应原理是:废弃食用油的酸和甲醇在酸催化剂下发生酯化反应,生成相应的脂肪酸甲酯,酯化反应后在室温下加入KOH到甲醇溶液。
将废弃食用油的大部分甘油三酯和甲醇在碱催化剂下发生醇解酯交换反应,生成相应的脂肪酸甲酯,基本反应式如下:12OH2 OH2+R1COOCH3R2COOCH3R3COOCH3(A ) (B) (S) (P)上式中:A—甘油三酯;B—甲醇;S—甘油;P—脂肪酸甲酯酸值测定原理:游离脂肪酸系弱酸,其离解平衡常数为1.0×10-5,用 0.1 mol·L-1 氢氧化钾中和时,其滴定pH突跃在8~9.7。
因此,以溶剂溶解油脂后,可以用酚酞为指示剂,用碱的水溶液或酒精溶液滴定油脂中的游离脂肪酸。
三、主要仪器与试剂1.仪器分析天平,电热恒温干燥箱,水浴锅,三口烧瓶,分液漏斗,冷凝管,烧杯,搅拌器。
2.试剂废弃食用油,无水甲醇(分析纯),浓硫酸(分析纯),氢氧化钾(分析纯),十一酸甲酯(分析纯)。
四、实验步骤安全预防:甲醇具有麻醉作用,且毒性很强,易挥发,量取及反应过程注意密封,以防泄漏,误入人口。
1.酯化反应在酯化装置中加入废弃食用油20 mL,热浴升温至60 ℃左右,将甲醇和催化剂硫酸50 mL(取2.5 g浓硫酸先溶解于50 mL甲醇中)通入酯化装置,摇匀。
甲醇与原料在90℃下进行激烈反应,反应时间为120 min。
反应产生的水及未反应的甲醇蒸汽经冷凝器冷凝收集。
在反应过程中定时取样检测酸值。
2.酯交换反应酯化反应完成后,冷却至室温,加入20 mL甲醇,充分混匀,然后边搅拌边加入KOH到甲醇溶液,调至中性后,加入0.5 g KOH。
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
生物质制备生物柴油酸实验报告
生物质制备生物柴油酸实验报告一、实验目的本实验旨在研究利用生物质制备生物柴油的方法,重点探究酸催化过程中的反应条件和产物特性,为生物质能源的高效转化提供实验依据和技术参考。
二、实验原理生物质主要由油脂、碳水化合物和蛋白质等组成。
通过酸催化酯交换反应,可以将油脂中的甘油三酯转化为脂肪酸甲酯(生物柴油)和甘油。
酸催化剂能够促进酯交换反应的进行,提高生物柴油的产率。
三、实验材料与仪器(一)实验材料1、生物质原料:选取废弃的植物油(如地沟油)作为实验的生物质原料。
2、酸催化剂:浓硫酸。
3、醇类:甲醇。
4、其他试剂:无水硫酸钠、石油醚等。
(二)实验仪器1、三口烧瓶。
2、回流冷凝管。
3、搅拌器。
4、温度计。
5、分液漏斗。
6、旋转蒸发仪。
7、气相色谱仪(GC)。
四、实验步骤1、原料预处理将收集到的废弃植物油进行过滤,去除其中的杂质和水分,得到较为纯净的油脂。
2、酸催化反应在三口烧瓶中加入预处理后的植物油和一定量的甲醇,甲醇与植物油的摩尔比为 6:1。
然后缓慢加入浓硫酸,浓硫酸的用量为植物油质量的 2%。
安装回流冷凝管和搅拌器,在 60℃下搅拌反应 2 小时。
3、产物分离反应结束后,将反应混合物转移至分液漏斗中,静置分层。
上层为脂肪酸甲酯(生物柴油)和甲醇的混合物,下层为甘油、硫酸和未反应的物质。
分离出上层混合物,用无水硫酸钠干燥,去除其中的水分。
4、产物提纯将干燥后的混合物在旋转蒸发仪中除去甲醇,得到较为纯净的生物柴油。
5、产物分析使用气相色谱仪对制备的生物柴油进行成分分析,测定其中脂肪酸甲酯的含量和组成。
五、实验结果与分析1、产率计算通过对反应前后物质的质量测定,计算生物柴油的产率。
本次实验中,生物柴油的产率约为 85%。
2、成分分析气相色谱分析结果显示,制备的生物柴油主要由棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯等组成,其组成比例符合生物柴油的一般标准。
3、影响因素分析(1)醇油比的影响:在一定范围内,增加甲醇的用量可以提高生物柴油的产率,但过高的醇油比会导致后续分离和提纯的难度增加。
利用生物发酵技术生产生物柴油的绿色制备与应用研究
利用生物发酵技术生产生物柴油的绿色制备与应用研究生物柴油是一种可再生燃料,以可生物降解物质为原料,经过生物发酵技术制备而成。
由于其可替代传统柴油,对环境友好且能够减少温室气体排放,受到了广泛的关注和研究。
本文将从绿色制备和应用两个方面对利用生物发酵技术生产生物柴油进行研究。
一、绿色制备1. 生物发酵技术的原理生物发酵技术是利用微生物的代谢活性,通过合成酶的作用将生物质转化为生物柴油的一种方法。
在发酵过程中,微生物通过分解多糖或脂肪等有机物质,将其转化为有机酸、醇和气体等产物,进而合成生物柴油。
2. 原料选择与预处理制备生物柴油的原料多为植物油或动物油。
优质的原料应具备较高的含油量和酸价,同时要选择可再生、廉价且易获取的原料。
为了提高生物柴油的产率和质量,还需要对原料进行预处理,包括去除不溶于醇的杂质、脂肪酸甲酯化、酯交换等步骤。
3. 微生物菌种的选择与培养在生物发酵过程中,微生物菌种起到至关重要的作用。
合适的菌种应具有较高的酯化活性、耐受性、产率和特异性。
常见的微生物菌种包括酵母菌、细菌、真菌等。
菌种的培养可采用传统的液态培养或固态培养等方法,以达到高效生长和活性的要求。
4. 加工工艺的优化优化加工工艺对提高生物柴油的产率和质量至关重要。
包括反应温度、反应时间、辅助剂、酶的用量等参数的调整。
同时,优化后的工艺能够减少废料的生成和能源的消耗,实现绿色制备。
二、应用研究1. 生物柴油的燃烧性能生物柴油的燃烧性能是评估其可替代性和环境友好性的重要指标之一。
研究发现,生物柴油在燃烧过程中能够减少氮氧化物、颗粒物和多环芳烃的排放,对改善空气质量具有积极作用。
2. 生物柴油的性质和稳定性研究生物柴油的性质和稳定性对其应用具有重要影响。
研究表明,生物柴油的密度、黏度、凝点和氧化稳定性等性质与传统柴油存在一定差异。
针对这些差异,可通过调节原料、添加剂和工艺等方式进行改进,提高生物柴油的使用性能。
3. 生物柴油的市场应用生物柴油作为一种可再生燃料,已经在汽车、重型运输、航空和农业等领域得到广泛应用。
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。
餐厨废弃油脂制生物柴油原理
餐厨废弃油脂制生物柴油原理一、餐厨废弃油脂的特点餐厨废弃油脂是指在餐饮行业产生的油脂废弃物,包括食用油、食品残渣等。
这些废弃物不仅对环境造成污染,还浪费了宝贵的资源。
而餐厨废弃油脂中所含的油脂成分,可以通过适当的处理和转化,用于制备生物柴油。
二、餐厨废弃油脂制生物柴油的原理1. 餐厨废弃油脂预处理餐厨废弃油脂中可能含有杂质、水分和酸值较高等不利因素,需要进行预处理。
首先将废弃油脂进行过滤,去除其中的固体杂质;然后通过脱水处理,去除油脂中的水分;最后进行酸值中和,将油脂的酸值降低到合适的范围。
2. 餐厨废弃油脂酯化反应酯化反应是将油脂中的甘油与脂肪酸酯化生成酯类化合物的过程。
在餐厨废弃油脂制生物柴油的过程中,首先将预处理后的废弃油脂与催化剂加热混合,使其发生酯化反应。
酯化反应的主要目的是将废弃油脂中的甘油与脂肪酸分离,得到酯类化合物。
3. 餐厨废弃油脂甲酯化反应甲酯化反应是将酯类化合物与甲醇反应生成甲酯的过程。
在餐厨废弃油脂制生物柴油的过程中,将酯类化合物与甲醇加入反应釜中,经过催化剂的作用,进行甲酯化反应。
甲酯化反应的主要目的是将废弃油脂中的酯类化合物与甲醇反应,生成生物柴油的主要成分甲酯。
4. 餐厨废弃油脂生物柴油的后处理生物柴油的后处理主要包括脱甲醇、水洗和脱水等步骤。
脱甲醇是将甲酯中的甲醇去除,以保证生物柴油的纯度和稳定性;水洗是将生物柴油中的杂质和催化剂残留物去除,以提高生物柴油的品质;脱水是将生物柴油中的水分去除,以防止生物柴油在使用过程中产生腐蚀和污染。
三、餐厨废弃油脂制生物柴油的优势1. 资源利用:餐厨废弃油脂是一种可再生资源,通过制备生物柴油可以有效利用这些废弃物,并减少对传统石油资源的依赖。
2. 环境友好:生物柴油的燃烧产生的排放物比传统石油柴油更环保,对大气和环境的污染更小。
3. 经济效益:餐厨废弃油脂制生物柴油的成本相对较低,可以为餐饮行业带来经济效益。
4. 可替代性:生物柴油可以与传统石油柴油混合使用,具有很好的可替代性,可用于各种柴油发动机。
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。
水产废弃油脂制备生物柴油工艺研究
Study on preparation of biodiesel from fishery waste oil
HAO Xiao-yan1,2, LI Pei-hai1, ZHANG Xuan-ming1, LIU Ke-chun1
( 1.Biology Institute of Shandong Academy of Sciences, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250103, Shandong , China;
的工业化生产 [2-3]。常用的酯交换反应包括碱催化 的研究尚处于空白阶段。水产废弃油脂多已酸败变
showed that the optimum deacidification conditions determined by orthogonal experiments were
95 % ethanol with a liquid-oil ratio of 0.5 ∶ 1 mL/g, extraction 40 min, extraction 4 times and
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粮食与油脂
2020 年第 33 卷第 10 期
水产废弃油脂制备生物柴油工艺研究
郝晓燕 1,2,李培海 1,张轩铭 1,刘可春 1
(1. 山东省科学院生物研究所,齐鲁工业大学(山东省科学院),山东济南 250103; 2. 山东蓝城分析测试有限公司,山东济南 250101)
摘 要:对水产废弃油脂制备生物柴油的萃取 - 碱炼脱酸工艺和碱催化酯交换工艺进行研究, 并采用 GC-MS 方法对生物柴油产品的组成进行检测。结果表明:正交设计试验确定 95 % 乙 醇萃取脱酸最佳条件为液料比 0.5 ∶ 1 (mL/g)、萃取时间 40 min、萃取次数 4 次、温度 50 ℃, 萃取后油脂再经碱炼处理脱酸率可达 82.67 %;响应曲面试验确定酯交换反应最佳条件为温 度 30 ℃、醇油质量比 9 ∶ 1、催化剂用量 0.8 %,油脂酯化率为 93.71 %。GC-MS 分析结果 表明:共鉴定出 13 种脂肪酸甲酯成分,占总成分的 88.24 %;丙酸甲酯所占比重最高,含量 可达 78.58 %;其余组份还包括多氧杂脂肪酸甲酯、脂肪酸甲酯等。水产废弃油脂能够作为 一种新型的可再生资源予以开发利用,具有较ion were investigated for biodiesel preparation from the fishery waste oil, and GC-
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。
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。
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,全球气候变暖和能源危机的问题日益突出,传统的化石燃料(如石油)正在极速消耗并对环境造成严重污染,催生了对可再生能源的长期关注。
可再生能源中的生物柴油是替代传统石油燃料的一种潜在选择,具有高柴油质量和优异的发动机性能的特点。
目前,主要的生物柴油制备工艺有液相催化裂化(FTC)和再生柴油工艺,但这些过程存在很多不足,如高投资成本、高甲醇消费量、低柴油质量等。
为此,一种新型的可再生能源生物柴油制备技术废油脂催化转化(FCC)正在逐步受到人们的重视。
废油脂催化转化制备技术可以将废油脂作为原料,以较低的投资成本和更少的能源消耗,以及在催化剂活性和循环利用方面的优势,制备高质量的生物柴油。
废油脂催化转化工艺可实现低成本,高效率的生物柴油制备,具有巨大的社会效益和经济价值。
废油脂催化转化工艺主要包括废油脂预处理、催化剂制备、废油脂催化转化反应四个步骤。
废油脂预处理的目的是去除其中的有机污染物,以降低对催化剂的腐蚀性,从而延长催化剂的使用寿命。
催化剂是反应过程的关键部分,其选择可以直接影响废油脂转化的效果。
目前,常用的催化剂包括钴基催化剂、磷基催化剂、钛基催化剂等。
废油脂催化转化反应通常需要用到催化剂和有机溶剂,在高温(一般为200-300摄氏度)和高压(一般为200-1000psi)的条件下进行,此外,反应也受到废油脂质量、温度、催化剂用量、催化剂种类和有机溶剂种类等因素的影响。
在此基础上,可以通过调节上述反应条件来提高废油脂催化转化的效率,从而获得质量更高的生物柴油产物。
最近,废油脂催化转化工艺在生物柴油制备方面取得了一定的成功,但其实际应用仍然面临着许多挑战。
这些挑战主要体现在催化剂的选择上,除了要求低投资成本、简单的制备工艺外,还要求催化剂具有良好的活性和稳定性,以及高收率、低能耗等优点。
此外,有机溶剂和废油脂对环境的污染程度以及对柴油品质的影响也是影响废油脂催化转化反应效果的重要因素。
回收废弃油脂转化为生物柴油的技术
废弃食用油制备生物柴油一、设计方案柴油分子是由15个左右的碳分子所组成碳链,研究发现植物油分子则一般由14-18个碳链组成,与柴油分子中碳数相近。
废油脂是饮食行业产生的植物或动物油脂废弃物,其主要成分是植物油。
但废弃油脂的性质与柴油有很大的不同,它的黏度高于柴油黏度。
油脂作柴油机燃料使用时,通过改变柴油机结构燃烧油脂可获得良好的动力性,但发动机冷启动时困难,容易出现过滤器堵塞、燃烧室积炭、活塞环黏结、未饱和脂肪会在贮存期间聚合等问题。
在改进燃料性质,则可以将其应用在现有内燃机中。
通过酯化反应可以由废油脂制备生物柴油,即利用醇类物质与油脂中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应,甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基,将甘油三酸酯断裂为3个长链脂肪酸甲酯,从而减短碳链长度,有效地降低所使用的原料油的黏度,改善原料油的性能,达到燃料柴油的使用要求,生物柴油不含石油,且它能以各种不同比例和各种标号柴油混合而生成生物柴油混合燃料,其几乎不需对发动机不做任何调整即可将其运用到柴油发动机上,生物柴油使用简便,可生物分解,几乎无毒,且不含芳香族化合物,燃烧也不产生二氧化硫等大气污染物。
该方法利用强碱固体粉末与废弃的油脂反应同时加入甲醇液体,充分混合搅拌,利用强碱的催化作用使甲醇与油脂发生酯化反应,生成甲酯(生物柴油主物质)和甘油(反应副产物),产生反应物后,再经分液工程,过滤,脱色,干燥等步骤即得较纯净的生物柴油。
常用的无机催碱性化剂有碳酸钠,氢氧化钾,甲醇钠等,由于醇与油属于两相且互不相溶,使得碱性催化剂的催化效果较差,故在反应过程中应是反应物充分搅拌混合反应。
二、实验相关步骤3.1仪器与试剂甲醇,甲醇钠,氢氧化钾(0.05mol/L),蒸馏水,乙醇(95%),酚酞,活性炭,硅藻土。
普通玻璃漏斗,金属网筛,铁架台,分液漏斗,量杯,碱式滴定管,锥形瓶,广口瓶。
3.2废弃油脂的选取与初步处理废弃油脂的主要来源为家庭和各种公共饮食场所,其中家庭由于油品单一,故选取较为纯净,且一般黏度较小,凝固点较高的植物油,较为方便处理。
生物柴油制备方法及国内外发展现状
生物柴油制备方法及国内外发展现状生物柴油是一种利用植物或动物油脂经过酯化反应制得的可再生燃料,其具有环境友好、燃烧性能良好等特点,广泛应用于交通运输、发电、农业等领域。
下面将介绍生物柴油的制备方法及其国内外发展现状。
生物柴油的制备方法一般包括酸碱催化法和超临界催化法两种。
一、酸碱催化法:这种方法是将植物油或动物油脂与酸或碱催化剂进行酯化反应,生成生物柴油。
酸催化法主要是将油脂与酸性催化剂(如硫酸)在高温下反应,通过酯化反应产生甲酯。
碱催化法则是将油脂与碱性催化剂(如氢氧化钠)进行碱催化酯化反应,产生甘油酯燃料。
二、超临界催化法:超临界催化法是利用超临界条件下的催化剂将植物油或动物油脂进行催化裂解,生成生物柴油。
超临界催化通过调节反应温度和压力,将催化剂达到超临界状态,提高反应效果。
国外生物柴油产业已经相对成熟且处于较高发展水平,主要体现在以下几个方面。
首先,生物柴油的制备技术已经相对成熟,催化剂的改进使得反应效果更加稳定,同时也减少了能源和化学品的消耗。
其次,国外各个国家和地区对生物柴油产业都给予了积极的政策和财政支持,推动了生物柴油市场的发展。
在原料方面,国外采用了多种植物油脂和动物油脂作为原料进行生物柴油的制备,能够实现多样化的生产。
此外,国外还在研究生物柴油的混合燃料和添加剂等方面取得了一定的进展。
综上所述,生物柴油作为一种可再生燃料,具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
在制备方法方面,酸碱催化法和超临界催化法是主要的制备方法。
目前国内生物柴油产业发展相对滞后,但在政策、技术和市场等方面都有机会迎头赶上。
国外生物柴油产业已经相对成熟且发展水平较高,为我国生物柴油制备技术和产业发展提供了借鉴和参考。
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。
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。
生物质制备生物柴油酯实验报告
生物质制备生物柴油酯实验报告一、实验目的本实验旨在探索利用生物质资源制备生物柴油酯的有效方法,研究反应条件对产率和质量的影响,为生物柴油的工业化生产提供实验依据和技术支持。
二、实验原理生物柴油酯通常是通过酯交换反应制备的。
酯交换反应是指将油脂(甘油三酯)与醇(如甲醇)在催化剂的作用下发生反应,生成脂肪酸甲酯(生物柴油酯)和甘油。
反应方程式如下:甘油三酯+ 3 甲醇⇌ 3 脂肪酸甲酯+甘油三、实验材料与设备1、实验材料生物质原料:选择废弃的植物油(如地沟油、餐饮废油等)。
醇类:甲醇,分析纯。
催化剂:氢氧化钠(NaOH),分析纯。
2、实验设备三口烧瓶:500 mL。
回流冷凝管。
磁力搅拌器。
电子天平:精度 001 g。
温度计:量程 0 200℃。
分液漏斗。
旋转蒸发仪。
四、实验步骤1、原料预处理将收集到的废弃植物油进行过滤,去除其中的杂质和水分。
2、酯交换反应在三口烧瓶中加入预处理后的废弃植物油 100 g,甲醇 30 g,氢氧化钠 1 g,安装回流冷凝管和磁力搅拌器。
将反应体系加热至 60℃,并保持搅拌反应 2 小时。
3、产物分离与提纯反应结束后,将反应混合物倒入分液漏斗中,静置分层,分离出下层的甘油相。
上层的甲酯相用去离子水洗涤 3 5 次,直至洗出液呈中性。
将洗涤后的甲酯相放入旋转蒸发仪中,在减压条件下除去残留的甲醇和水分,得到粗制的生物柴油酯。
4、产物分析采用气相色谱法(GC)测定生物柴油酯的组成和含量。
按照国家标准测定生物柴油酯的密度、闪点、酸值等质量指标。
五、实验结果与讨论1、反应条件对产率的影响醇油摩尔比:在一定范围内,增加甲醇的用量可以提高酯交换反应的产率。
但当醇油摩尔比过高时,会导致后续分离和提纯的难度增加,同时也会增加成本。
实验发现,醇油摩尔比为 6:1 时,产率较为理想。
反应温度:提高反应温度可以加快反应速率,但温度过高可能会导致副反应的发生,影响产物质量。
实验结果表明,反应温度在 60 70℃之间时,产率和质量较好。
餐厨废油制备生物柴油的研究进展
餐厨废油制备生物柴油的研究进展摘要:生物柴油是一种发展迅速的绿色能源。
目前,以餐厨废油为原料通过酯交换反应制备生物柴油的研究受到了广泛的关注。
其中,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,但其反应时间过长,不宜工业生产;超临界催化法作为一种新兴的制备工艺在近几年得到了广泛关注。
本文论述了非均相催化法、均相催化法、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:餐厨废油生物柴油制备工艺酯交换法研究进展前言随着经济的不断发展,人类对于能源的需求逐渐增加,能源危机问题日益加剧。
生物柴油作为新型的环境友好燃料受到了广泛的关注。
生物柴油是以餐厨废油,动、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,对环境的污染更小。
在欧洲,生物柴油已经用于商业使用十余年。
我国也在近些年开始生产使用生物柴油[1]。
但是,由于其加工成本高、原料来源稀缺等原因,使得生物柴油的发展受到了阻碍。
采用餐厨废油作为生物柴油的制备原料,不仅防止了废油二次流入餐桌对人体所造成的健康损害,而且有效降低了生物柴油制备的成本费用,更减少了废油对环境的污染危害。
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。
Wang[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15wt%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。
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2006年第25卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·871·化工进展废油脂预处理及制备生物柴油研究进展陈锋亮1,钟耕2, 3,魏益民1, 2(1西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨陵 712100;2中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100094;3西南农业大学食品学院,重庆 400716)摘要:介绍了废油脂的预处理工艺及我国废油脂的现状,重点阐述了国内外以废油脂为原料经碱法、酸法和酶法酯交换制备生物柴油的研究情况,并对目前存在的问题和相应的解决对策进行了简单的讨论。
关键词:废油脂;预处理;生物柴油中图分类号:TK 407.9;TS 229 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2006)08–0871–04 Advances in waste oil pretreatment and biodiesel productionCHEN Fengliang1,ZHONG Geng2,3,WEI Yimin1,2(1 School of Food Science and Engineering,Northwest Sci-Tech University of Agriculture & Forestry,Yangling 712100,Shaanxi,China;2 Institute of Agro-Food Science & Technology,Chinese Academy of Agriculture Sciences,Beijing 100094,China;3School of Food Science,Southwest University,Chongqing 400716,China) Abstracts:The pretreatment technology of waste oil and the actual situation of waste oil in China are introduced. The advances of transesterification by alkaline,acid and enzyme to produce biodiesel from waste oil arereviewed,and the existing problems and corresponding measures are discussed.Key words:w aste oil;pretreatment;biodiesel生物柴油是一种以动植物油脂为原料,经过酯交换反应(碱、酸或酶催化)加工而成的清洁可再生的脂肪酸甲酯(FAME)或乙酯(FAEE)燃料[1-2]。
以废油脂为原料生产生物柴油,大大减少了废油脂的现存量,减少了燃料对化石资源的依赖和环境污染[3],同时可降低生物柴油原料的成本。
1 废油脂的预处理及现状1.1废油脂的预处理国家卫生部、工商总局、环保总局和建设部2002年联合颁布的《食品生产经营单位废弃食用油脂管理的规定》中明确规定,废弃食用油脂是指食品生产经营单位在经营过程中产生的不能再食用的动植物油脂,包括油脂使用后产生的不可再食用的油脂、餐饮业废弃油脂以及含油脂废水经油水分离器或者隔油池分离后产生的不可再食用的油脂[4]。
废油脂中含有大量的游离脂肪酸、聚合物和分解物等,不能直接作为碱催化法制备生物柴油的原料。
尽管酸催化法和酶催化法对原料油的酸值和水分含量要求较低,但由于高酸值和高水分含量的废油脂对反应工艺及产品的稳定性也不利,也不宜直接采用。
为了保证稳定的生产工艺和得到合格的产品,必须对废油脂进行预处理。
(1) 除杂除水将废油脂(若常温下是固态,先用水浴加热融化)静置,使较大的杂质颗粒沉淀,然后经过滤或离心去除细小颗粒,以免杂质在生物柴油的制备过程中发生反应或滞留在最终产品中。
去除废油脂中水分常规的方法是加热法,将废油脂加热至100℃以上,直到没有水蒸气冒出。
也有人采用无水硫酸镁[5]和无水碳酸钠等脱出油脂中的水分。
(2) 脱酸脱色废油脂的酸值极高(有的甚至超过100 mgKOH/g),碱催化时发易生皂化反应,造成催化剂量的减少和副产物的生成。
因此,必须把废油脂中游离脂肪酸的含量降低到一定水平。
目收稿日期 2006–03–17;修改稿日期 2006–06–15。
基金项目中国农业科学院杰出人才基金资助。
第一作者简介陈锋亮(1981—),男,硕士研究生。
E–mail c-fliang@。
化工进展 2006年第25卷·872·前常用的油脂脱酸方法有碱炼中和、加入过量的催化剂、有机溶剂萃取、蒸馏精炼和酸催化预酯化等[6]。
其中,前4种方法容易造成产品损失,酸催化预酯化是比较理想的方法。
废油脂脱色是保证生物柴油外观品质的前提条件之一,常用活性白土、膨润土等脱色剂脱除油脂的色泽,也有人使用合成硅胶镁和活性炭,但价格较昂贵[5]。
(3) 降低黏度新鲜的动植物油脂黏度较低,但是经反复高温烹饪、煎炸,油脂分子发生聚合生成醚类聚合物,使得黏度大大增加,约是石化柴油黏度的3~7.5倍。
因此,降低黏度是制备生物柴油的关键。
王延耀等[7]分别用无机陶瓷膜过滤和超声波处理,对废油脂进行了降黏研究,发现两种处理方法都能起到降黏作用,经超声波处理的降黏效果更好。
除了上述的预处理步骤外,油脂下脚料和一些没有经过精制的油脂,在预处理步骤中还要经过水化脱胶和真空脱臭等处理,以免油脂中的磷脂等成分对生物柴油的制备过程及品质造成影响。
Bronislaw Buczek 等[5]提出,可采用不同理化特性的混合吸附剂去除煎炸废油中的水分和游离脂肪酸,可为制备生物柴油提供更好的原料。
1.2废油脂的现状中国废油脂的产量很大,据估算,废弃油脂的量约占食用油总消费量的20%~30%。
以中国年均消费食用油21Mt计,每年产生废油4~8 Mt,收集起来能够作为资源利用的废弃油脂有4Mt左右[8]。
据报道,北京市内的餐馆一天就可以产生约20t废油脂,每年可达7 kt以上。
中国又是世界上制油大国,每年可加工食用油10 Mt以上,而且有几千家食用油及肉类、皮革、骨粉、骨胶、明胶等骨产品加工企业,每年可排放动植物油脂下脚料几百万吨。
这些废油脂和动植物油下脚料若直接排放,不仅造成环境和水质污染,而且也是一种严重的资源浪费。
据报道[9],日本每年使用约2 Mt食用油,产生400~600 kt废食用油,其中有250~260 kt被回收再利用。
目前,利用餐饮废油脂和动植物油下脚料的主要工业用途是生产动物饲料用油、肥皂、涂料及洗涤剂等化工产品[10],用废食用油脂添加的动物饲料存在严重的安全隐患,已经被严令禁止,用于生产化工产品存在工艺复杂、附加值低和废油脂的利用量少等问题。
为了彻底杜绝废食用油脂及动植物油下脚料的危害,提高其利用价值,寻找新的利用途径已成为当务之急[11]。
动植物油脂经高温烹饪煎炸,饱和脂肪酸越来越多,但且85%成分以上仍为棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸。
废油脂作为替代燃料与石化柴油相比,尽管存在黏度大、挥发性差、与空气混合效果不好、易发生热聚合等问题[12],但经过酯交换能够完全满足柴油代用理想品所具备的性能[13]。
中国目前已经有海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司、河北古杉油脂化学有限公司和无锡华宏生物燃料有限公司等生产生物柴油。
他们主要以回收的废油、野生油料、植物油下脚料及废动植物油脂等为原料生产生物柴油,得到的产品性能与0#柴油相当,生产能力都在10 kt/a以上。
2 废油脂制备生物柴油的研究2.1碱催化法制备生物柴油碱催化法具有工艺简单、成本相对低廉、生产周期短等优点,适合于以精炼油脂为原料,制备生物柴油,但对于高酸值的餐饮废油脂却不太适合,必须将其酸值降到小于1.0 mg(KOH)/g、水分降到小于0.3%的水平,才能用于酯交换反应。
马传国等[14]将泔水油经离心除杂、水化脱胶、真空干燥和吸附脱色等一系列工艺进行预处理,用甲醇钠和HCl,甲醇两步催化酯化反应,制备脂肪酸甲酯,确定了最佳的工艺参数,并对终产物进行了薄层色谱分析,发现只有脂肪酸甲酯和游离脂肪酸两条谱带,证明了用泔水油制备脂肪酸甲酯在理论研究上的可行性。
李积华等[15]对“地沟油”进行离心除杂、中温脱胶、中温碱炼、水洗和干燥等工艺处理后,将地沟油的酸值降低至0.47 mg(KOH)/g,然后用NaOH 催化制备生物柴油,结果在醇油物质的量比为6、催化剂质量分数为1%、反应温度65℃、反应时间45 min 的最优条件下,生物柴油产率达90%以上。
经气相色谱分析表明,产品的主要组分为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯。
王延耀等[16]先将废食用油进行静置沉淀、滤芯式过滤器过滤、脱水、脱臭等处理,然后在优化条件下(1.0%NaOH 催化剂、醇油物质的量比为6、反应温度70℃、反应20~30 min),生物柴油产率在90%以上。
煎炸油作为餐饮业废油脂的一种,其杂质含量相对较少,成分相对单一,一些研究者对不经预处理的煎炸油直接制备生物柴油进行了研究。
孟凡清等[17]以KOH为催化剂,用精制大豆油和其煎炸废油为原料,酯交换制取生物柴油。
结果发现,可能因第8期陈锋亮等:废油脂预处理及制备生物柴油研究进展·873·煎炸废油中混有食物残渣,不利于反应进行,煎炸废油的酯交换反应时间较用精制大豆油的时间长,且随着催化剂和甲醇用量的增多,甘油的产量几乎不变。
说明精制大豆油经高温煎炸后,甘油三酸酯的基本结构未发生变化。
Pedro Felizardo等[18]以废煎炸油(WFOs)和甲醇为原料,用NaOH为催化剂,研究了酯交换反应的最佳条件。
他们又对生物柴油的理化指标进行了测定,结果完全符合EN14214标准;同时发现碱法催化酯交换反应要求原料油的酸值应小于1mgKOH/g,所有的原材料必须无水(水分低于0.3%)。
此外,Dorado等[19]对碱法制得废橄榄油生物柴油在柴油机中的排放燃烧特性,进行了试验研究,发现制得的生物柴油具有与传统柴油同样的燃烧效果,与传统柴油的相比较,CO、CO2、NO和SO2的排放量分别减少58.9%、8.6%、37.5%和57.7%,而NO2的排放量却增加81%,刹车的能耗增加8.5%。
上述为均相催化反应,即催化剂与反应物同处于均匀的物相中的催化反应。
尽管均相碱催化具有反应速率快、操作工艺简单的优点,但是存在对设备腐蚀严重、副反应多、后处理复杂和环境污染严重等问题。
因此,研制新型非均相固体碱催化剂将成为碱催化法制备生物柴油的发展趋势。