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生物柴油制备方法研究进展
班级:09应化
学号:091190041063
姓名:吕宏鑫
生物柴油制备方法研究进展
摘要:生物柴油(Biodiesel)是一种可再生能源,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。本文对目前制备生物柴油的方法进行了总结和比较,重点介绍了酸催化、碱催化、其他新兴催化法。
关键词:生物柴油酯交换制备催化可再生能源
引言:随着化石燃料的逐渐枯竭,生物柴油作为一种新兴的可再生能源受到越来越多的关注。生物柴油具有环保性好、安全性高、低温启动性好、可燃性和润滑性好等优越性。不少发达国家已经建立了较完善的生产体系,而我国起步较晚,但其应用前景广泛,因此其制备方法也成了近年来研究的热点。本文介绍了现今比较主流的生物柴油制备方法。
物理法
将植物油与矿物柴油按一定的比例混合后作为发动机燃料使用。例混合后作为发动机燃料使用。1983年,ADAMS等发现将脱胶的大豆油与2#柴油混合时,可以作为农用机械的替代燃料。物理法工艺简单,但是未从根本上改变植物油的高黏度性能,只是一种分散的多相体系,稳定性差,长期使用对发动机有较大的损坏性。
化学法
化学法是将动植物油脂进行化学转化,改变其分子结构,使油脂转化成为分子量约为其1/3的单链脂肪酸甲烷基酯,从根本上改善其流动性和黏度。目前,生物柴油的工业生产基本都采用化学法。
高温热裂解是指在空气或氮气流中由热能引起化学键断裂而产生小分子的过程,1993年PIoCH等将椰油和棕榈油以SiO2/ Al2O3为催化剂,450℃裂解,得到的产物分为气液固三相,其中液相的成分为生物汽油和生物柴油。高温热裂解法过程简单,没有污染物产生;但高价值的成分比例极低,生产工艺较为复杂。
酯交换反应是一种甘油三酸酯与醇在催化剂存在条件下转化为甘油一酸酯的化学反应,即甘油三酸酯通过反应转化为甘油二酸酯,接着甘油二酸酯再转化为甘油一酸酯,从而降低碳链长度,增加流动性和降低黏度。目前,生产生物柴油多采用甲醇酯交换法。
均相强碱催化法是较为成熟的工艺。常用的无机碱催化剂有氢氧化钠、氢氧化钾等,这类催化剂活性高速度快、醇油比小、反应温度低,最终收率一般能达到90%以上。强碱催化制备生物柴油虽然较为成熟,%,否则会发生严重的皂化反应。李宜海[1]在100L反应釜中进行制备黄连木生物柴油的中试试验,反应温度60℃,甲醇用量为油重的20%,% ,搅拌速率为150 r/min,反应时间为60min,%。所得生物柴油基本达到GB/T20828-2007所规定的技术要求。
固体碱一般包括碱金属、碱土金属氧化物,水滑石、类水滑石固体碱,负载型固体碱等。其优点是固体催化剂容易和液体物料分离,工艺流程简化且环保。但是反应会形成甲醇一油脂~催化剂三相,降低反应速率。
王渤洋[2]制备了铝酸钙固体催化剂,并将其用于菜籽油与甲醇酯交换反应的研究。结果表明,当醇油摩尔比为15:1,催化剂质量分数6%,反应温度65℃,搅拌速率270 r/min,反应
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