生物柴油是以动物油脂与植物油脂为原料
生物柴油名词解释
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、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交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
生物柴油的特点1)含水率较高,最大可达30%-45%。
水分有利于降低油的黏度、提高稳定性,但降低了油的热值;2)pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料(制备方法不同的酸价不一样);3)密度比水小,相对密度在0.8724~0.8886之间;4)具有“老化”倾向,加热不宜超过80℃,宜避光、避免与空气接触保存;5)润滑性能好。
6)优良的环保特性:硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%,降解速率是普通柴油的2倍,可大大减轻意外泄漏时对环境的污染;生物柴油的优点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%的患癌率;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、使用方面的安全性又是显而易见的。
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。
生物柴油技术
生物柴油技术概述生物柴油技术是一种利用植物油或动物油脂作为原料,通过化学反应将其转化为可替代传统柴油燃料的一种新型能源技术。
相对于传统柴油,生物柴油技术具有更低的碳排放、更友好的环境影响以及更可持续的生产过程。
本文将介绍生物柴油技术的原理、制备方法以及在可持续能源发展中的应用前景。
原理生物柴油技术的原理基于酯化反应,即将植物油或动物油脂与酒精(通常是甲醇或乙醇)进行反应,生成酯化物作为燃料。
这个过程需要使用催化剂来促进反应,常见的催化剂包括碱性催化剂(如钠或钾)或酸性催化剂(如硫酸)。
生物柴油技术的制备方法可以分为两个主要步骤:预处理和酯化反应。
预处理步骤主要是去除植物油或动物油脂中的杂质和水分,以提高酯化反应的效率和产率。
酯化反应步骤是将预处理后的植物油或动物油脂与酒精和催化剂进行反应,并通过适当的工艺条件,如温度和压力,来控制反应过程。
制备方法硷催化法硷催化法是最常用的生物柴油制备方法之一。
该方法使用碱性催化剂(如钠或钾)来促进酯化反应。
制备生物柴油的主要步骤如下:1.预处理:将植物油或动物油脂进行脱水、脱酸等预处理步骤,以去除杂质和水分。
2.酯化反应:将预处理后的油脂与甲醇或乙醇以及硷催化剂进行反应,在适当的温度和压力下加热搅拌,生成酯化物。
3.分离和纯化:将反应产物通过蒸馏、过滤等分离和纯化步骤,得到纯净的生物柴油。
酸催化法酸催化法是另一种常用的生物柴油制备方法。
该方法使用酸性催化剂(如硫酸)来促进酯化反应。
制备生物柴油的主要步骤如下:1.预处理:与硷催化法类似,将植物油或动物油脂进行预处理,去除杂质和水分。
2.酯化反应:将预处理后的油脂与甲醇或乙醇以及酸性催化剂进行反应,在适当的条件下进行酯化反应。
3.中和和分离:将反应产物进行中和处理,去除酸性催化剂,并通过分离、洗涤等步骤得到纯净的生物柴油。
应用前景生物柴油技术作为一种可再生能源技术,具有很好的应用前景。
以下是几个应用领域的例子:1.交通运输:生物柴油可以直接替代传统柴油作为交通工具的燃料。
生物柴油产业链及发展趋势
生物柴油产业链及发展趋势生物柴油是指采用植物油、动植物油脂、废弃动植物油脂等为原料,在特定条件下通过酯交换反应或油脂酸值的中和-酯化-分离等方法制取的一种替代石油柴油的可再生燃料。
生物柴油产业链包括原料供应、生产加工、销售与应用等环节,下面将详细介绍生物柴油产业链及其发展趋势。
一、生物柴油产业链简介1. 原料供应环节生物柴油的主要原料包括油菜籽、大豆、棕榈油等植物油,以及动植物油脂和废弃动植物油脂。
原料供应环节主要包括农户种植、油料加工和废弃动植物油脂收集等。
农户种植是生物柴油产业链的重要环节,种植规模和品种选择对生物柴油产业的发展具有重要影响。
油料加工是指将油料加工成油料原料,供给生物柴油厂进行生产加工。
废弃动植物油脂收集是指回收废弃的动植物油脂,作为生物柴油的原料,节约资源和减少环境污染。
2. 生产加工环节生产加工环节主要包括酯交换反应、脱色脱臭等工艺。
酯交换反应是将原料中的油酸与甲醇反应生成甲酯,脱色脱臭是将原料经过一系列的步骤,去除杂质和异味,使其达到生物柴油的质量要求。
生产加工环节的技术水平和设备设施的先进程度对生物柴油的质量和产能具有重要影响。
3. 销售与应用环节销售与应用环节主要包括生物柴油的销售渠道、价格和市场需求等方面。
生物柴油的销售渠道主要包括加油站、航空公司、工业燃料用户等。
价格是生物柴油流通的核心问题之一,价格的合理性和竞争力对生物柴油的市场竞争具有重要影响。
市场需求是生物柴油发展的动力之一,随着环保意识的增加和对可再生能源的需求增加,生物柴油市场需求呈现出逐年递增的态势。
二、生物柴油产业链发展趋势1. 原料多样化随着人们对可持续发展的要求越来越高,生物柴油产业链在原料供应环节将趋于多样化。
除了传统的油菜籽、大豆、棕榈油等植物油外,人们将会利用废弃农作物、食用油、动物脂肪等废弃物资源作为原料,提高资源的综合利用效率。
2. 技术创新生产加工环节将会出现越来越多的技术创新。
酯交换反应工艺将会改进,降低生产成本和提高生物柴油产能。
酯基生物柴油
酯基生物柴油1.引言随着全球对环保和可持续发展的日益关注,生物柴油作为一种可再生能源,逐渐受到各国的重视。
酯基生物柴油作为生物柴油的一种,具有独特的性质和优势,成为当前研究的热点。
本文将对酯基生物柴油的定义、性质、生产工艺、应用领域、市场前景、环保性能以及生产与消费政策进行深入探讨。
2.酯基生物柴油的定义与性质酯基生物柴油是指以油脂类物质(如动植物油脂、餐饮废弃油等)为原料,通过酯交换反应生成的长链脂肪酸甲酯。
与传统的石油柴油相比,酯基生物柴油具有可再生性、环保性、高效性等特点。
其分子结构与石油柴油相似,因此具有良好的燃烧性能和润滑性能。
3.酯基生物柴油的生产工艺酯基生物柴油的生产工艺主要包括原料收集、预处理、酯交换反应、后处理等步骤。
其中,原料的收集和处理是关键环节,需要保证原料的品质和纯度。
酯交换反应是生产过程中的核心步骤,通常采用催化剂或无催化剂的方式进行。
后处理包括水洗、干燥、过滤等步骤,以得到高品质的酯基生物柴油。
4.酯基生物柴油的应用领域酯基生物柴油具有广泛的应用领域。
在交通运输领域,它可以作为燃料用于汽车、拖拉机、船舶等交通工具。
在工业领域,酯基生物柴油可以作为原料用于生产润滑油、防水剂、涂料等产品。
此外,酯基生物柴油还可用于生产生物航空煤油,为航空业提供可持续的能源解决方案。
5.酯基生物柴油的市场前景随着环保意识的增强和可再生能源政策的的发展,酯基生物柴油的市场前景十分广阔。
全球范围内,许多国家已经出台政策鼓励和支持生物柴油的发展,为酯基生物柴油提供了广阔的市场空间。
同时,随着技术的进步和生产成本的降低,酯基生物柴油的市场竞争力将不断提高。
未来,随着全球能源结构的转变和环保要求的提高,酯基生物柴油的市场需求将持续增长。
6.酯基生物柴油的环保性能酯基生物柴油作为一种可再生能源,具有显著的环保性能。
首先,其原料主要来源于动植物油脂或餐饮废弃油,这些原料在生长过程中可以吸收二氧化碳,实现碳循环,减少温室气体排放。
生物柴油节能报告
生物柴油节能报告生物柴油是一种以植物油、动物油和废弃油脂等生物质为原料制成的燃料。
相比于传统的石油柴油,生物柴油在能量转换过程中减少了二氧化碳的排放,缓解了全球变暖的现状,因此备受欢迎。
本文将探讨生物柴油与传统柴油的能效差异以及其在实际应用中的节能效果。
首先,生物柴油的能效高于传统柴油。
这主要得益于其燃烧特性。
生物柴油的点火温度低,燃烧速度快,容易燃烧,因此其在燃烧过程中可以释放更多的能量。
同时,由于生物柴油的密度较低,故燃油当量的容积较大,相比传统柴油可以更多地进气燃烧,从而提高能效。
瑞典的一项研究表明,在生物柴油的使用中,其能效比传统柴油高出5%~10%。
其次,生物柴油除了能效高之外,还有很好的节能效果。
生物柴油可以作为清洁能源应用于汽车、船舶、火车等交通工具,这是其最常见的应用场景。
生物柴油可以与传统柴油直接混合或分别使用,以减少碳排放,实现清洁能源的应用。
在农业领域,农机大多使用石油柴油,在农业废弃物的利用和生物燃料珂以生产生物柴油,不仅解决了农废污染问题,也实现了农业生产与能源的结合,具有显著的节能及环保意义。
再次,生物柴油的生产过程中不仅节能而且可持续。
生物柴油是基于可再生能源的生产型产品,是属于新型能源产品之一。
生物柴油是生物质废弃物经过高温、高压等条件下经化学反应制成的,该生产过程与石化工业不同,不需要追求极高的生产温度和压力,降低了生产成本,同时也成为了当下环保可持续发展的重要方向。
最后,生物柴油的推广,使得国家在能源开发上进行了多样化探索。
在当今全球资源紧缺、环境污染问题日益严重的现实背景下,石油等传统燃料的使用通过生物柴油这种新型能源的推广和普及,可以实现能源的多元化和节能减排的双重效果。
在这方面,欧美等国家的政策和措施,例如对油品标准进行限制措施,对生物柴油提供补贴等,也值得我国借鉴。
生物柴油 用途
生物柴油用途生物柴油是由植物油或动物油脂经过转化制得的一种可再生能源,与传统石油柴油相比具有很多优势。
生物柴油可以用于各种柴油发动机中,如汽车、卡车、船舶、发电机等,其用途非常广泛。
下面将详细介绍生物柴油的用途和优点。
首先,生物柴油可以被广泛应用于交通运输行业。
随着汽车保有量的增加,传统石油柴油的使用量也在不断增加,但石油资源有限,价格也不稳定。
而生物柴油是一种可再生能源,可以有效替代石油柴油,减少对石油资源的依赖。
使用生物柴油的车辆在运行过程中能够减少大气污染物的排放,如二氧化碳、硫化物等,对改善空气质量具有积极作用。
此外,生物柴油在车辆使用过程中不会产生苯、石墨烯等有害物质,对环境更加友好。
其次,生物柴油可用于农业机械和渔业船舶等领域。
农业机械包括拖拉机、农用发电机等,使用生物柴油可以减少大气污染物的排放,不会对农作物产生有害影响,从而保护农田生态环境。
渔业船舶是渔民的重要工具,使用生物柴油可以减少对海洋环境的污染,保护海洋生物资源,提高渔民的工作效率。
此外,生物柴油还可以用于发电厂。
许多发电厂使用柴油发电机组作为备用供电方式,在紧急情况下提供电力,保证电网稳定运行。
生物柴油作为备用燃料可以有效减少燃煤发电对环境的影响,减少大气污染物的排放,提高空气质量。
另外,生物柴油还可以替代传统燃油用于煤矿、钢铁等工业领域。
煤矿通常使用燃油作为矿用车辆的燃料,传统燃油的排放会对煤矿工人的健康产生一定影响。
而生物柴油具有低排放特点,对煤矿工人的健康更加有益。
钢铁行业是国民经济的支柱产业之一,大量的燃油在钢铁生产过程中被使用,使用生物柴油可以减少大气污染物的排放,降低环境压力。
此外,生物柴油还可以用于船舶进出港口时的发电、发动机驱动等。
港口是重要的国际贸易节点,每天都有大量船舶进出港口,传统燃油的使用会对港口附近的环境产生较大影响。
而使用生物柴油可以减少大气污染物的排放,保护港口周边的空气质量,减少对港口环境的负面影响。
生物柴油制备方法
生物柴油制备方法生物柴油(Biodiesel)是一种由植物油或动物油脂制成的可再生能源,其能够代替传统的石油柴油。
生物柴油制备方法主要包括酯化反应和甲醇处理反应两个步骤。
酯化反应是制备生物柴油的关键步骤之一,其原理是将植物油或动物油脂中的甘油酯与甲醇反应生成甲酯,并副产甘油。
该反应通常在催化剂(例如碱性催化剂)存在下进行,以加速反应速率和提高产率。
酯化反应的步骤如下:首先,将植物油或动物油脂与甲醇混合,并加入碱性催化剂,使其形成均匀的混合物。
常用的催化剂包括碱金属盐(如钠或钾)、碱性金属醇盐(如钠甲醇)、碱性金属碱盐(如碳酸钠)等。
然后,将混合物加热至适当的反应温度(通常在50-70摄氏度之间),并保持一段时间,以促进酯化反应的进行。
在这个过程中,甲醇与油脂中的甘油酯发生酯交换反应,生成酯(甲酯)和副产物甘油。
最后,通过水洗和脱水等步骤,将产生的生物柴油和甘油分离。
水洗可以去除催化剂残留和杂质,脱水则可以降低生物柴油中的水分含量,提高柴油的稳定性。
甲醇处理反应是生物柴油制备的另一个重要步骤,其目的是去除生物柴油中的杂质和残留甲醇,以提高生物柴油的质量和稳定性。
甲醇处理反应通常在碱催化剂或酸催化剂的存在下进行。
在碱催化剂存在下,甲醇处理反应可以通过碱性洗涤剂(如氢氧化钠)的处理来实现。
首先,将生物柴油与碱性洗涤剂高效混合,并加热到适当的温度(通常在50-70摄氏度之间)。
然后,通过搅拌、静置等操作,将生物柴油和碱性洗涤剂充分反应,并将产生的沉淀通过分离设备(如离心机)分离。
最后,通过水洗等步骤,将生物柴油中的洗涤剂和杂质去除,从而得到高质量的生物柴油。
在酸催化剂存在下,甲醇处理反应可以通过酸催化剂(如硫酸)的处理来实现。
首先,将生物柴油与酸催化剂混合,并加热到适当的温度(通常在50-70摄氏度之间)。
然后,通过搅拌、静置等操作,将生物柴油和酸催化剂充分反应,并将产生的沉淀通过分离设备(如离心机)分离。
生物柴油
生物柴油(biodiesel)的定义:俗称为阳光燃料,是一种长链脂肪酸单烷基酯(fatty acid esters),是以动植物油脂、各类废弃油脂及微生物油脂为原料与短链醇,经过转酯反应(transesterification reaction)制备获取,是一种含氧的清洁燃料。
生物柴油的分子结构:生物柴油的比较优势:1、良好的环保性能。
生物柴油中硫含量比较低,燃烧时二氧化硫等含硫化合物的排放低,比石化柴油减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于石化柴油。
2、较好的低温发动机启动性能。
无需添加剂,生物柴油冷滤点可达-20℃。
3、较好的安全性能。
生物柴油闪点高(>130℃),不属于危险品。
因此生物柴油的运输、储存、使用方面的安全性要比石化柴油高许多。
4、较好的润滑性能。
生物柴油可使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,延长其使用寿命5、良好的燃料性能。
生物柴油十六烷值高(>50),燃烧性浩宇石化柴油,燃烧残留物呈微酸性,可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。
6、可再生性能。
作为可再生能源,与石油的储量不同,生物柴油可通过农业和生物科学家们的努力,使其供应量不会枯竭。
7、兼容性好。
无需改动柴油机,便可便可直接添加使用,同时无需外添设加油设备,储存设备及人员的特殊技能训练。
8、含水量高。
有助于将低燃料的粘度,提高稳定性。
9、生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可降低油耗,提高柴油机的动力性能,并大大降低尾气污染的排放。
生物柴油的制备方法:直接混合法、微乳液法、高温热裂解法和酯交换法。
直接混合法和微乳液法属于物理法,高温热裂解法和酯交换法属于化学法。
使用物理方法可以降低动植物油的粘度,但积碳及润滑油污染等问题难以解决;而高温热裂解法的主要产品是生物汽油,生物柴油只是其副产品。
酯交换法是目前制备生物柴油最常用的一种方法。
1、直接混合法:将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其粘度的方法。
生物柴油的制备及应用
生物柴油的制备及应用生物柴油是一种由植物油脂或动物脂肪制成的燃料,与传统石油柴油相比,具有更低的碳排放和环境友好性。
本文将详细介绍生物柴油的制备过程及其在不同领域的应用。
生物柴油的制备方法主要有两种,即酯化法和压榨法。
酯化法是将植物油或动物脂肪与酒精反应,生成甘油和酯。
这种方法需要使用催化剂,如钠或钾氢氧化物。
压榨法是通过压榨植物种子或果实来提取植物油,然后进行脱水和脱酸处理,得到生物柴油。
这两种方法在工业生产中得到了广泛应用。
生物柴油在各个领域都有广泛的应用。
在交通运输方面,生物柴油可以直接用作替代石油柴油的燃料,减少排放物的释放,改善空气质量。
在工业生产中,生物柴油可以用作工业锅炉、发电厂等的燃料,减少碳排放。
在农业领域,生物柴油可以用作农机和拖拉机的燃料,提高农业生产效率。
此外,生物柴油还可以用于家庭采暖和发电,减少对传统能源的依赖。
与传统的石油柴油相比,生物柴油具有许多优点。
首先,生物柴油是一种可再生能源,可以通过种植和养殖来源源不断地获得原料。
其次,生物柴油的燃烧产物中的二氧化碳在植物生长过程中被吸收,实现了净化和循环利用。
第三,生物柴油具有良好的润滑性,可以减少机械磨损和延长机器的使用寿命。
另外,生物柴油还可以与传统的石油柴油混合使用,无需进行改装。
然而,生物柴油也存在一些挑战和问题。
首先,生物柴油的制备过程相对复杂,需要较高的技术和设备。
其次,生物柴油的成本相对较高,与传统柴油相比,其价格较高。
此外,生物柴油的储存和稳定性也是一个挑战,因为它容易吸湿和氧化。
最后,生物柴油的生产也可能对土地、水资源和生物多样性产生一定影响。
为了推广和促进生物柴油的使用,政府和各界人士可以采取一系列的措施。
首先,政府可以提供补贴和税收优惠政策,降低生物柴油的成本。
其次,可以加强对生物柴油生产技术和设备的研发,提高生物柴油的生产效率。
此外,还可以加强对生物柴油的宣传和推广,提高公众对生物柴油的认识和了解。
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是一种可以代替传统石油柴油的可再生能源,其广泛应用可以减少对有限的石油资源的依赖,并降低温室气体的排放,对环境和人类健康都有积极的影响。
本文将探讨生物柴油的生产过程及其优化的方法。
生物柴油的生产主要是通过转化植物油或动物油脂为柴油的过程。
首先,原材料的选择非常重要,通常是选择具有高油含量的植物种子或动物脂肪,如大豆、棉籽、油菜籽、棕榈油等。
然后,原材料需要经过预处理,包括清洗、脱水和破碎等步骤,以去除杂质和减少含水量。
接下来,利用化学反应或酶催化将油脂中的甘油酯转化为甲酯,即生物柴油。
最后,通过蒸馏和纯化过程去除杂质,获得高纯度的生物柴油。
生物柴油的生产过程与传统石油柴油非常类似,可以在现有的炼油设备中进行。
在生物柴油的生产过程中,有几个关键的环节需要优化,以提高生产效率和产品质量。
首先是原材料的选择和培育。
选择高油含量的植物品种或选育高油含量的转基因植物,可以提高生物柴油的产量。
其次是原料的预处理过程。
优化预处理工艺可以提高转化效率和减少能源消耗。
例如,采用高效的酶解技术可以提高油脂的转化效率。
第三是转化过程的优化。
选择适当的催化剂、反应条件和操作方法可以提高反应速率和产物选择性,从而提高生产效率和产品质量。
第四是生物柴油的纯化过程。
合适的纯化工艺可以去除杂质,提高生物柴油的纯度和稳定性。
此外,生物柴油的生产还可以通过利用废弃物和产业副产品来优化。
废弃物如食品加工剩余物、农业秸秆等可以作为原料,减少对食品作物的竞争。
产业副产品如动物油和食品加工中的废弃物也可以用于生物柴油的生产,提高资源的利用效率。
此外,利用生物质废弃物和废油等可以进一步减少温室气体的排放,并解决环境污染问题。
另外,生物柴油生产的过程还可以与其他领域的技术相结合,实现更高效和可持续的生产。
例如,利用自动化和物联网技术可以提高生产的自动化程度和数据分析的能力,降低生产成本和资源消耗。
利用生物质能源和太阳能等可再生能源可以提供生物柴油生产过程所需的能源,实现低碳和环保的生产。
生物柴油中的成分范围
生物柴油中的成分范围全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:生物柴油是一种可再生能源,它是通过将植物油或动物脂肪加工转化而成的清洁燃料,与传统的石油柴油相比,生物柴油具有低排放、低碳排放、高润滑、高燃烧效率等优点。
生物柴油的成分范围涵盖了多种多样的植物油和动物脂肪,下面就来详细介绍一下生物柴油中的主要成分范围。
植物油是生物柴油的主要原料之一,常用的植物油包括大豆油、油菜籽油、棕榈油、玉米油、葵花籽油等。
这些植物油富含脂肪酸,通过酯化反应可以转化为生物柴油。
大豆油是最常用的植物油之一,其脂肪酸主要包括亚油酸、亚麻酸、硬脂酸等,具有较好的氧化稳定性和流动性。
油菜籽油含有较高比例的十八烷基脂肪酸,可以提高生物柴油的低温流动性。
棕榈油中富含的棕榈酸可以提高生物柴油的柴油指数,改善其燃烧性能。
除了植物油和动物脂肪,生物柴油还可以采用生物质碳合成气(syngas)为原料,通过催化反应合成生物柴油。
生物质碳合成气主要包括CO、CO2、H2等气体,通过变压合成法可以将这些气体转化为长链碳氢烃。
由于生物质碳合成气具有丰富的原料来源和良好的可控性,因此在生物柴油生产中具有广阔的应用前景。
生物柴油中的成分范围非常广泛,既包括植物油和动物脂肪等天然原料,也包括生物质碳合成气等合成气体原料。
这些原料中富含不同种类的脂肪酸和碳氢烃,可以通过不同的酯化反应和合成反应转化为生物柴油。
生物柴油具有可再生性、低碳排放性等优点,是未来替代传统石油柴油的重要清洁能源之一。
希望随着技术的不断进步,生物柴油的生产技术和成分范围能够不断完善,为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
【这篇文章就到这里,希望对你有所帮助】。
第二篇示例:生物柴油是一种由植物油或动物油制成的可再生能源,它是一种绿色、环保的替代石油燃料,具有较低的温室气体排放和更好的环保性能。
生物柴油的成分范围可以包括以下几种主要成分:一、甲醇:甲醇是一种有机溶剂,是生物柴油的一种重要成分。
生物柴油的化学基础
七、 生产工艺流程简介
★ 简单工艺流程: 原料预处理(原料净化、杂物沉降、脱 水) -----酯化法合成生物柴油(原料 油与甲醇在催化剂的作用下进行酯化 反应)------生物柴油的分离提纯(包 括产品脂肪酸甲酯的真空精馏分离和 提纯,以及甲醇的回收等工序)。
八、我国生物柴油产业发展技术的主要
对策:
九、生物柴油的主要应用
【1】 生物柴油可作为润滑剂: 生物柴油具有较好的润滑和溶解能力, 可直接用作润滑剂,以及工业溶剂(主要 用来溶解油脂、蜡或树脂等)。 【2】 生物柴油作为增塑剂: 塑料行业为了提高产品质量,在成塑 过程中均会加入增塑剂,脂肪酸甲酯(生 物柴油)环氧所得的环氧脂肪酸甲酯成为 增塑剂的主角。 【3】生物柴油可用作燃料: 生物柴油在工业上用作锅炉、涡轮机、 柴油机等的燃料。
序 号
1 2 3 4 5
6 7 8 9
检测指标
本公司 产品检 测结果
0.88 4.4 148 0.008 0.008 0.05 1 0.5~3.0 0.2
含量或大小
参照标准
密度(20℃) /(g/m3 ) 运动粘度(40℃) 闪点(闭口) /℃ 硫含量(质量分数) 硫酸盐灰分(质量分数) 水含量(质量分数) 铜片腐蚀 (50℃,3h) /级 酸值(mgKOH/g / ) 10%蒸余物产炭(质量分 数)
0.820~0.90
GB/T 2540
1.9~6.0(mm/s) GB/T265 不低于 130 不大于 0.05 不大于 0.020 不大于 0.05 不大于 1 不大于 0.80 不大于0. 3 GB/T 261 SH/T 0689 GB/T 2433 SH/T 0246 GB/T 5096 GB/T 264 GB/T 17144
生物质能源生产生物柴油
生物质能源生产生物柴油
生物质能源是指利用植物、动物等生物体的有机物质作为能源的一种可再生能源。
生物质能源的开发利用对于缓解能源危机、减少环境污染、促进农业发展等方面都具有重要意义。
其中,生物柴油是生物质能源的一种重要形式。
生物柴油是利用植物油、动物油或废弃油脂等生物质原料通过酯化反应制得的一种燃料。
与传统的石油柴油相比,生物柴油具有环保、可再生、低碳等优点。
生物柴油的生产过程中,不仅可以减少二氧化碳等有害气体的排放,还可以有效利用农业废弃物等资源,促进农业产业的发展。
生物柴油的生产过程主要包括原料处理、酯化反应、分离纯化等步骤。
其中,原料处理是生产过程中的关键环节。
不同的生物质原料需要采用不同的处理方法,以保证反应的顺利进行。
酯化反应是生产生物柴油的核心步骤,通过酯化反应可以将生物质原料中的脂肪酸甲酯等有机物质转化为生物柴油。
分离纯化是为了去除反应中的杂质,提高生物柴油的纯度和质量。
生物柴油的应用范围广泛,可以用于柴油发动机的燃料,也可以用于工业燃料、航空燃料等领域。
生物柴油的推广应用可以有效减少石油资源的消耗,降低能源成本,促进可持续发展。
生物质能源生产生物柴油是一种环保、可再生、低碳的能源形式。
生物柴油的生产过程中,需要注意原料处理、酯化反应、分离纯化等步骤,以保证生产的质量和效益。
生物柴油的应用范围广泛,可以有效促进能源的可持续发展。
生物柴油的成分
生物柴油的成分
生物柴油是一种可再生能源,它由生物质原料制成。
下面将介绍生物柴油的主要成分。
1. 油脂类成分
生物柴油的主要成分是油脂,包括植物油和动物油。
常用的植物油包括大豆油、棕榈油、菜籽油等,而动物油则来自动物脂肪的提取。
2. 酯类化合物
生物柴油由油脂经过酯化反应制成,因此酯类化合物是生物柴油的另一个重要成分。
酯类化合物是由油脂的甘油与脂肪酸酯化而成的物质。
3. 杂质
生物柴油中可能存在一些杂质,例如水分、游离脂肪酸、杂酯和其他有机物。
这些杂质对生物柴油的质量和稳定性有一定影响,因此在生产过程中需要进行相应的处理和纯化。
4. 添加剂
为了提高生物柴油的性能和稳定性,常常在生产过程中添加一些化学添加剂,如抗氧化剂、防腐剂、界面活性剂等。
这些添加剂可以减少生物柴油的氧化和腐败,延长其使用寿命。
5. 物理性质
生物柴油的物理性质与传统的矿物柴油略有不同。
它通常具有较低的粘度、较高的闪点和凝点。
另外,生物柴油的密度、燃点等物理性质也因原料不同而有所差异。
以上是关于生物柴油的主要成分的介绍,通过深入了解这些成分,我们可以更好地理解和利用生物柴油这种可再生能源。
生物柴油中的成分范围
生物柴油中的成分范围全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:生物柴油是一种由植物或动物油脂制成的可再生能源,它可以替代传统的石油燃料,减少对环境的污染和减少对化石能源的依赖。
生物柴油的成分范围非常广泛,主要包括以下几种成分:1. 油脂类:生物柴油的主要原料之一是植物油和动物油脂,包括大豆油、棕榈油、玉米油、葵花籽油、鱼油等。
这些油脂含有丰富的脂肪酸,经过酯化反应或氢解反应可以转化为生物柴油。
2. 醇类:生物柴油中常用的原料还包括生物醇类,如乙醇、甲醇等。
这些醇类可以通过醇酯化反应制备成醇酯,然后与柴油混合使用。
3. 生物质材料:生物柴油还可以由生物质类原料制备而成,比如秸秆、木屑、废弃食物等。
这些生物质材料经过转化、压榨、酯化等多个步骤可以生产出生物柴油。
4. 生物柴油添加剂:为了提高生物柴油的性能和稳定性,常常需要添加一些特殊的添加剂,如抗氧化剂、抗磨剂、界面活性剂等。
生物柴油的成分范围很广,不同的原料和生产工艺都会影响最终产品的性能和成本。
在实际生产中,经常会将多种原料混合使用,以达到经济、环保和可持续发展的效果。
生物柴油的成分虽然多样,但是其优点也是显而易见的。
生物柴油是可再生能源,可以缓解对石油资源的依赖,减少温室气体排放和保护环境。
生物柴油燃烧时产生的污染物比传统柴油更少,对空气质量的影响也更小。
生物柴油的生产过程也比较环保,减少了化石燃料的开采和加工过程带来的环境破坏。
第二篇示例:生物柴油是一种来源于生物质资源的可再生能源,是一种环保、可持续的替代石油燃料的选择。
生物柴油的成分也因生产工艺及原料的不同而有所差异,但其主要成分大致可以分为三类:脂肪酸甲酯、甘油和杂质等。
生物柴油的主要成分之一是脂肪酸甲酯。
脂肪酸甲酯是由植物油或动物脂肪通过酯化反应制备而成的化合物,是生物柴油的主要燃料成分。
常见的原料包括大豆油、棕榈油、油菜籽油等,通过酯化反应,将脂肪酸与甲醇反应制备而成甲酯。
脂肪酸甲酯的燃烧产物主要是二氧化碳和水,与传统石油柴油相比,排放的污染物要少得多,是一种清洁燃料。
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
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、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交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
我国近年来脂肪酸甲酯工业经历了一个飞跃性的发展。
由于原油价格不断高涨,寻求柴油替代品的努力不断被实践。
我国存在大量可再生资源,比如油脂,这些油脂在生产过程中会产生大量副产物,其中包括以酯类形式存在的脂肪酸甘油酯,也包括游离的脂肪酸。
这里的脂肪酸的碳链为长链脂肪酸,当脂肪酸的碳链为12-18时,其甲酯就是生物柴油的基本成分。
因此,06年后我国投资生产生物柴油的企业数量迅猛增加。
但是生物柴油与石化柴油相比,在性能和性价比方面难以与石化柴油抗衡,除了勉强用于船用柴油外,作为燃料很难在更多领域应用。
因此,大量的生物柴油企业面临转型的困境。
由于脂肪酸甲酯可以进一步加工成环氧脂肪酸甲酯,而后者在增塑剂领域的应用得到了有效地推广,成为可在某种程度上替代邻苯二甲酸盐增塑剂的一种绿色环保型的增塑剂,生物柴油企业纷纷转型为增塑剂企业。
用植物类资源生产的生物柴油,其碳链不饱和程度大,适合生产增塑剂;动物类油脂,由于饱和程度高,则不适合生产增塑剂。
国际上,欧盟和美国出于可持续发展战略,也致力替代石油能源的生物柴油工业的发展,由于欧盟和美国对生物柴油工业实行政府补贴,其生物柴油生产的原料直接采用菜籽油等食用油脂。
但是我国生产脂肪酸甲酯(生物柴油)的原料主要是油脂工业的下脚料以及餐饮业的可再生资源。
我国也有用油脂和油料作物生产生物柴油的研究,目前处于概念阶段,尚无工业化生产。
油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,都是高级脂肪酸甘油酯,是一种有机物。
生物柴油是以动物油脂与植物油脂为原料
生物柴油是以动物油脂和植物油脂为原料,通过与甲醇乙醇等低碳醇进行酯交换反应得到的长链脂肪酸单烷基酯目前生物柴油大多采用均相酯交换反应制备,用于酯交换生产生物柴油的催化剂主要是酸和碱。
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。
目前,工业制备生物柴油多采用均相催化法。
Rafael Guzatto[14]以大豆油、餐饮废油为原料,采用TDSP—两步催化的方法制备生物柴油。
此法大大减少了催化剂的用量,也降低了因催化剂引起的环境污染。
Manop[15]以餐饮废油为原料,使用两步催化的方法(第一步,以硫酸为催化剂;第二步,以KOH为催化剂),研究表明,第一步催化时,醇油比6:1,硫酸用量0.68%,反应温度51℃,反应时间60min;第二步催化时,甲醇与第一步反应所得产物的摩尔比9.1:1,KOH用量1%,反应温度55℃,反应时间60min,则此时,生物柴油的转化率可达90.56%左右。
虽然,均相催化法使用的催化剂价格低廉,且两步催化时可降低催化剂的使用量,但此法对原料的要求很高,反应后产物不易分离,后续操作污染较大[16]。
生物柴油的制备方法包括均相催化、非均相催化以及不使用催化剂的超临界流体法〔一〕。
均相催化法包括均相酸、碱催化,该方法工艺成熟,转化率高,但是后期催化剂分离困难,产生大量废水,且对原料要求高。
非均相催化法包括固定脂肪酶催化、固体酸以及固体碱催化,该方法后期分离简单,但是由于酶的使用条件苛刻以及价格昂贵,工业上很少使用,固体酸、固体碱催化两相接触不如均相充分,转化率低。
超临界流体法则很好地解决了上述问题。
超临界流体法制备生物柴油的优势、存在的问题及其应用展望综上所述可以看出,超临界流体酷交换反应制备生物柴油相对于均相酸、碱催化法的优势主要有以下几个方面表列举了超临界流体法与均相碱催化法的比较。
生物柴油的生产工艺和应用
生物柴油的生产工艺和应用随着全球能源需求的不断增长,传统石油能源逐渐枯竭,环保新能源的应用越来越引起人们的关注。
而生物柴油作为一种绿色环保的新型燃料,具有很好的发展前景。
本文将介绍生物柴油的生产工艺和应用。
一、生物柴油的生产工艺生物柴油是利用动植物油脂作为原料,通过酯化反应制成的可替代石油柴油的一种燃料。
生物柴油的生产工艺主要分为以下几步:1.原料准备:生物柴油的原料主要是油脂,包括大豆油、棕榈油、菜籽油等。
在进行酯化反应前,需要将油脂进行前处理,将其中的杂质和水分去除。
2.酯化反应:将预处理好的油脂和酒精和催化剂共同加入反应釜中进行酯化反应。
这一步主要是将油脂中的三酸甘油酯转化为甲酯,并产生丙二醇和甘油,甲酯就是纯生物柴油的主要成分。
3.分离和纯化:酯化反应完成后,需要进行分离和纯化。
主要是将反应产生的酯类燃料与丙二醇进行分离,得到纯的生物柴油,并对其进行过滤、脱水、碱洗等处理使其纯度更高。
4.储存和使用:生产的生物柴油需要储存在密闭的容器中,避免泄露或受到污染。
生物柴油用作动力燃料时需要与石油柴油混合使用。
二、生物柴油的应用生物柴油具有可再生、环保、低碳等优点,因此在许多领域得到了广泛应用。
1.交通运输:生物柴油作为燃料的主要应用领域是交通运输,其中包括公交车、出租车、货车等各类车辆。
相对于石油柴油,生物柴油排放出的废气更加环保,可以降低空气污染的程度。
2.农业机械:生物柴油作为燃料也广泛应用于农业机械中,如拖拉机、收割机等。
在农业生产过程中,农机的使用频率较高,燃料消耗也大,使用生物柴油有助于保护农业生态环境。
3.热能生产:生物柴油也可以作为较为环保的热能燃料,广泛应用于热电厂、锅炉等热能设备中。
4.航空运输:生物柴油还被广泛应用于航空运输领域。
相对于传统的航空燃料,生物柴油排放的废气更加环保,有助于降低全球气候变化对环境造成的影响。
总之,生物柴油作为一种新型环保燃料,在未来的发展中具有广阔的应用前景。
生物柴油工艺技术
生物柴油工艺技术生物柴油技术是一种利用生物质原料生产柴油的新兴技术。
在传统工艺中,原油是主要的柴油生产材料,而生物柴油技术则利用植物油、动物油或废弃的食用油脂等生物质材料作为原料,通过化学反应将其转化为柴油。
生物柴油工艺技术主要包括原料预处理、转化反应和制备工艺。
原料预处理是将生物质原料进行粉碎、脱水和脱杂等处理,以去除其中的杂质和水分,从而提高后续反应的效率。
转化反应是生物柴油工艺技术的核心步骤。
在转化反应中,生物质原料中的甘油酯与醇发生酯交换反应,生成生物柴油。
常用的反应条件包括催化剂的加入、反应温度和反应时间的控制等。
催化剂通常是碱催化剂,如钠氢氧化物或钠甲醇溶液。
反应温度和反应时间的选择是为了提高反应速率和产率。
制备工艺主要包括产物分离、纯化和储存等步骤。
通过产物分离,将反应混合物中的生物柴油和副产物分离开来。
纯化则是将生物柴油中的杂质和色素去除,使其达到国家标准。
储存则是将纯化后的生物柴油保存在适当的容器中,以备使用。
生物柴油工艺技术具有许多优点。
首先,生物柴油是一种可再生能源,具有比石油柴油更低的碳排放。
其次,生物柴油可以利用各种生物质原料进行生产,包括植物油、动物油和废弃的食用油脂等,可以降低对石油资源的依赖。
此外,生物柴油还可以提高柴油的氧化稳定性和润滑性能,减少柴油机的磨损和排放。
然而,生物柴油工艺技术也存在一些挑战和问题。
首先,生物柴油的生产成本相对较高,包括原料采购、预处理和转化反应等环节的成本较高。
其次,生物柴油的储存和运输过程需要特殊的设备和措施,以防止生物柴油的氧化和污染。
此外,生物柴油的生产还面临着规模扩大和市场推广的挑战,需要建立完善的生产和销售网络。
随着生物能源的发展和环境保护意识的提高,生物柴油工艺技术将会得到进一步的发展和应用。
未来,我们可以通过改进工艺技术和降低生产成本,使生物柴油更加商业化和可持续发展。
另外,与传统柴油机相比,我们还可以开发更适合生物柴油的发动机技术,以提高其燃烧效率和排放性能。
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生物柴油是以动物油脂和植物油脂为原料,通过与甲醇乙醇等低碳醇进行酯交换反应得到的长链脂肪酸单烷基酯目前生物柴油大多采用均相酯交换反应制备,用于酯交换生产生物柴油的催化剂主要是酸和碱。
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。
目前,工业制备生物柴油多采用均相催化法。
Rafael Guzatto[14]以大豆油、餐饮废油为原料,采用TDSP—两步催化的方法制备生物柴油。
此法大大减少了催化剂的用量,也降低了因催化剂引起的环境污染。
Manop[15]以餐饮废油为原料,使用两步催化的方法(第一步,以硫酸为催化剂;第二步,以KOH为催化剂),研究表明,第一步催化时,醇油比6:1,硫酸用量0.68%,反应温度51℃,反应时间60min;第二步催化时,甲醇与第一步反应所得产物的摩尔比9.1:1,KOH用量1%,反应温度55℃,反应时间60min,则此时,生物柴油的转化率可达90.56%左右。
虽然,均相催化法使用的催化剂价格低廉,且两步催化时可降低催化剂的使用量,但此法对原料的要求很高,反应后产物不易分离,后续操作污染较大[16]。
生物柴油的制备方法包括均相催化、非均相催化以及不使用催化剂的超临界流体法〔一〕。
均相催化法包括均相酸、碱催化,该方法工艺成熟,转化率高,但是后期催化剂分离困难,产生大量废水,且对原料要求高。
非均相催化法包括固定脂肪酶催化、固体酸以及固体碱催化,该方法后期分离简单,但是由于酶的使用条件苛刻以及价格昂贵,工业上很少使用,固体酸、固体碱催化两相接触不如均相充分,转化率低。
超临界流体法则很好地解决了上述问题。
超临界流体法制备生物柴油的优势、存在的问题及其应用展望综上所述可以看出,超临界流体酷交换反应制备生物柴油相对于均相酸、碱催化法的优势主要有以下几个方面表列举了超临界流体法与均相碱催化法的比较。
反应速度快,产率高,而内甲醋产率达到。
对原料的要求低,可以将游离脂肪酸、水含量高的油脂转化为生物柴油,拓展了原料油的范围,降低了成本。
同时将原料油中的游离脂肪酸转化为甲醋,提高了甲醋的产率。
由于没有使用催化剂,反应过程也无皂化物产生,后期分离工作简单。
但超临界流体法本身也存一些问题,如反应温度和反应压力高℃、,醇油比相对较大,能耗大,对设备材质要求高等。
这些问题制约了超临界流体法的工业化应用。
目前超临界流体法制备生物柴油主要是实验室研究,但已开始尝试工业应用〔,以间歇操作为主,对连续操作的研究较少。
如何降低超临界酷交换反应的反应温度、压力以及实现连续化操作是超临界流体法制备生物柴油需要解决的问题。
研究表明,通过加人低临界值的介质和催化剂主要为固定脂肪酶,能够在一定程度上降低反应温度和压力。
选择合适的介质和催化剂,达到反应速度快、转化率高、后期分离简单的目的,应是超临界流体法制备生物柴油的研究方向。
传统生物柴油制备所用催化剂多为均相酸碱催化剂,碱类催化剂包括NaOH KOH 金属醇钠,酸类催化剂主要是硫酸( H2 SO4 ) 这些催化剂的优点是价格低廉,缺点是对设备腐蚀大,后处理复杂,易造成三废污染环境等[1],这些缺陷也是导致生物柴油成本过高的原因之一多相催化具有催化剂易分离对设备腐蚀性小等优点,却往往存在着反应界面小传质阻力大等弊端,从而大幅降低了催化效果,制约了多相催化剂的发展纳米催化剂是一种新型催化技术,具有反应界面大表面积大传质阻力小的优点,催化效果显著,同时也存在着分离回收困难等问题,进而制约了纳米催化剂的进一步工业化应用通过将具有优异磁学性能的磁性粒子引入到纳米催化剂中,制备出磁性纳米固体催化剂,既可实现在外加磁场下对催化剂进行便捷分离,又可保证纳米催化剂原有的催化效果,是多相催化未来重要的发展方向本文综述了磁性纳米催化剂制备原理结构特征及其在生物柴油领域的研究进展,展望了其在生物柴油制造业的应用前景生物柴油作为一种可再生能源在能源领域有着特殊的地位由于原料成本较高等问题,生物柴油产业目前面临着诸多瓶颈将磁性催化剂引入到生物柴油的生产中,既克服了一般固体催化剂存在反应界面小传质阻力大等缺点,又解决了均相催化剂难回收易污染的问题,保证了生物柴油的绿色生产,简化了操作流程,降低了其生产成本但目前磁性纳米催化剂在生物柴油制备上仍有很多问题有待解决,比如: 固体碱虽反应条件温和,但稳定性差,易失活; 固体酸反应条件相对苛刻,收率相对较低; 纳米Fe3 O4 颗粒粒度小,如何解决其在储存及反应中的团聚与聚沉作用; 如何进一步开发成熟的磁性微粒制备技术,以使其颗粒尺寸均匀可控粒度分散性好; 如何实现磁性纳米复合颗粒的便捷制备,简化其工艺,以实现大规模生产应用,同时又避免制备过程中有机溶剂的污染; 如何尽量提高载体表面的吸附量及其磁响应性,以便进一步提高催化活性; 如何改善载体表面性质,提高所负载活性基团的稳定性,如何控制反应过程中磁性纳米粒子晶型的转变及循环使用中活性基团的流失但随着纳米技术及固体催化剂制备技术的发展,磁性纳米催化剂将成为制备生物柴油催化剂的研究热点,是生物柴油制备技术的重要发展方向之一均相催化剂主要是传统的无机酸碱,酸催化剂常用浓硫酸、盐酸或磷酸。
碱催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、各种碳酸盐以及钠和钾的醇盐等。
均相酸碱催化剂研究开发较早,应用广泛。
但是碱催化对植物油或动物油原料的纯度要求很高,即游离脂肪酸和水分对酯交换影响很大[5-7]。
均相酸催化反应比均相碱催化反应慢很多而且醇油比高[8],但是对原料油酸值和水分含量的要求低。
1.1 酸性催化剂一般酯交换中均相酸性催化剂应用较多的是硫酸和盐酸。
符太军等[9]以浓硫酸为催化剂采用正交实验对地沟油酯交换进行测定,在反应温度为70 ℃、醇油比为30∶1、催化剂为6%原料油、反应时间3 h 的情况下,产率为87.5%,并且柴油各项指标基本符合美国的生物柴油质量标准。
缪晓玲等[10]以异养微藻油脂为原料,采用浓硫酸做催化剂获得了高产率、低密度的生物柴油。
对于高酸值的原料,可先进行预处理降低酸值再进行酯交换反应制备生物柴油。
马俊林等[11]研究了大豆酸化油在硫酸复合酸的作用下与甲醇发生转酯化和酯化的反应确定了生成脂肪酸甲酯(生物柴油)的最佳反应条件。
无机酸催化酯交换反应条件要求高,并伴有许多副反应,正逐步被淘汰。
1.2 碱性催化剂碱催化法具有工艺简单、成本相对低廉、生产周期短等优点,是目前应用最为广泛的催化剂。
Joana 等[12]采用3 种不同的常用碱催化剂(NaOH、KOH、CH3ONa),催化3种不同的原料油(大豆油、葵花籽油、煎炸废油)酯交换制备生物柴油的反应。
实验主要比较了催化剂浓度对转化率和产物品质的影响,同时研究发现由大豆油和葵花籽油为原料的生物柴油碘值较高(127 g I2/100 g、124 g I2/100 g),而煎炸废油(117 g I2/100g)则适合做生物柴油转化的原料。
韩毅等[13]采用NaOH 为催化剂,在微波加热下进行均相酯化反应制备生物柴油,与传统的水浴加热条件下酯交换反应做了比较。
二者转化率均达到96%以上,但是微波加热可以把反应时间大大缩短,转化率也相应提高。
研究表明,以NaOH、KOH为催化剂处理废油脂,主要存在酸值过高易发生皂化反应的问题,因此需要进行加酸预酯化,即酯化和转酯化“两步法”。
文献[14]对高酸值餐饮废油脂(7.25 mg/KOH)先用强酸中和游离酸,再加入适量的NaOH催化醇油酯交换,在反应温度50 ℃、醇油物质的量比9∶1、催化剂负荷1.0%、反应时间90 min 的条件下,原始废油转化率达到90%。
李为民等[15]、郭萍梅等[16]将酸值较高的地沟油通过预酯化反应降为(2±1)mgKOH/g,均制备出了符合国家生物柴油标准和ASTM6751 标准要求的生物柴油。
由于酯交换反应中醇油混合物呈两相而不互溶使得催化剂的催化效果不理想为解决醇油不互溶的问题许多学者在研究中采用添加共溶剂使体系均相化的方法以促进反应速率的加快并获得了很好的效果Kanit等向棕榈油酯化反应体系中加入甲苯在甲苯与棕榈油体积比1:1 醇油摩尔比13:1 催化剂甲醇钠加入量0.5% 反应温度70的条件下反应60s后甲酯产率就可达96%[2]Zhou等将共溶剂加入碱催化的乙醇-葵花籽油酯交换体系中反应温度23 乙醇与油摩尔比为25:1KOH用量1.4%的条件下反应6 7min即可达到平衡当反应温度为60 时反应只需2min就可达到平衡[3,4]岳琨等人以THF作为废煎炸油和甲醇体系的惰性共溶剂催化剂H2SO4的加入量4% 反应温度64 醇油摩尔比21:1 反应时间3h时反应产率可达99%以上[5]与非均相酯化法相比均相酯化法由于增大了反应物之间的有效接触面积使得酯化反应速率加快反应时间缩短同时均相酯化法也使酯化反应条件更加温和使一些原来难于进行的酯化反应在常温常压下即可顺利进行在一定程度上弥补了现有合成工艺的不足。
2.1 高温热裂解法高温热裂解法是指在空气或氮气流中用加热或加热与催化剂的共同作用下使油脂分子中的化学键断裂而产生与矿物柴油化学成分及品质相近的化学物质。
许多学者对甘油三酯热裂解制备生物柴油进行了大量的研究工作, 发现甘油三酯热裂解可生成一系列混合物, 包括烷烃、烯烃、二烯烃、芳烃和羧酸等, 且不同的植物油热裂解可得到不同组成的混合物, 因此高温热裂解法虽可降低油脂的粘度, 但是裂解产物中高价值的成分所占比例极低, 生产过程需消耗大量能量。
如Schwab 等[9]用大豆油通过高温热裂解法来制取生物柴油。
通过对裂解产物的分析发现, 烷烃和烯烃的含量很高, 约占总质量的66%, 热值与石油柴油相近, 粘度相对于大豆油约下降22.4%, 但还是远高于石油柴油的粘度值。
高温热裂解法的工艺特点是过程简单、没有任何污染产生, 但因为该方法是在高温下进行, 因此设备和操作费用很高, 且反应程度很难控制、产物组分复杂, 所以生物柴油的生产很少采用热裂解法。
由于以上措施不能从根本上改善植物油的使用性能, 研究者们又提出了对植物油进行酯化或酯交换反应来制备生物柴油的新方法, 通过这种方法得到的产物燃烧性能接近轻柴油, 燃烧后排放性能大大优于轻柴油, 可直接代替石油柴油在柴油机上使用。
2.2 酯交换法酯交换法是目前工业生产生物柴油的主要方法, 它是用各种动植物油脂与低碳醇在催化剂的作用下进行酯交反应, 生成相应的脂肪酸单酯, 再经洗涤干燥制得生物柴油。