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文档简介
1、生物柴油的制备工艺高材122 朱嘉峰发展史: 1896年,德国工程师狄赛尔提出 1983年,美国科学家Qulck首先将亚麻籽油酸甲酯用于柴油机,燃烧1000h,并将经过酯交换得到的脂肪酸甲酯定义为生物柴油。 1984年美国和德国的科学家采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油做燃料生物柴油:即长链脂肪酸烷基酯。1988年德国聂耳公司发明。生物柴油优缺点优点: 良好的燃烧性能。 优良的环保性能和再生性能。 较好的低温发动机启动性能和润滑性能。 较高的安全性能 原料易得生物柴油的优缺点缺点: 燃烧排放物中NOx含量较高; 含有微量甲醇与甘油等,会使接触的橡胶零件(如橡胶模、密封圈、燃油管等)逐渐降解; 原料油
2、脂的来源、种类分散,使生物柴油品种复杂。化学法化学法直接混合法、微乳液法直接混合法、微乳液法物理法物理法酶催化酯交换法酶催化酯交换法高温热裂解法高温热裂解法碱催化酯交换法碱催化酯交换法酸催化酯交换法酸催化酯交换法亚临界酯交换法亚临界酯交换法超临界酯交换法超临界酯交换法生物酶法生物酶法生物柴油的生产方法生物柴油的生产方法直接混合法 天然油脂与石化柴油、降凝剂、抗磨添加剂、溶剂或醇类按不同的比例微乳液法 利用乳化剂将动植物油分散到黏度低的溶剂中。 目的:植物油得到稀释,降低黏度,满足作为燃料使用的需求。高温裂解法 在空气或氮气存在的条件下,利用热能使动植物油的分子链断裂,从大分子的有机物转化为结构
3、简单、分子较小的碳氢化合物的过程。酯交换法:油脂油脂+ +醇醇 酯(生物柴油)酯(生物柴油)+ +甘油甘油一定条件下一定条件下生物柴油的生产方法化学方法生物柴油的生产方法化学方法酸催化酯交换法: 甘油三酸酯上的羰基质子化形成碳正离子,与醇发生亲核反应得到正四面中间体,最后生成新的脂肪酸酯。碱催化酯交换法: 一种亲核取代反应。酶催化酯交换法: 条件温和、醇用量少、无污染物排放,副产物甘油易回收,操作方便,反应物中游离脂肪酸能完全转化成酯等优点。适合高酸值废油脂酯交换法制备生物柴油。生物柴油的生产方法化学方法优点优点 缺点缺点碱催化法碱催化法酸催化法酸催化法酶催化法酶催化法工艺简单,成本相对较低,
4、生产周期短对原料要求高,高能耗,醇需要过量及反应液色色泽深,杂质多,产物难提纯,净化工艺有废液排放受原料中水分和酸值影响小反应周期长,需较高的醇油物质的量比和催化剂浓度,易受反应生成水的影响对原料中水分和脂肪酸要求低,反应条件温和,醇用量少,甘油易回收,净化工艺简单,无废物产生,生产清洁环保酶价格昂贵,且易受短链醇及产物甘油的毒害,生产周期长在甲醇为在甲醇为239,8.09MPa条件下,成为超临界流条件下,成为超临界流体,能较好的溶解于油脂。甲醇即作为反应物和体,能较好的溶解于油脂。甲醇即作为反应物和催化剂参与反应,过程无需加入催化剂催化剂参与反应,过程无需加入催化剂生物柴油的生产方法化学方法
5、超临界酯交换法生物柴油的生产方法化学方法“工程微藻”法 “工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。优越性: 微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源; 比陆生植物单产油脂高出几十倍; 生产的生物柴油不含硫; 排入环境中可被微生物降解生产方法比较直接混合法:优点优点 缺点缺点直接混合法直接混合法高温裂解法高温裂解法酯交换法酯交换法降低动植物油黏度,简单易行十六烷值不高,易变质过程简单,没有任何污染物产生高温下进行,需要催化剂,裂解设备昂贵,反应过程难控制国外:大力推行国外:大力推行大豆(美国)、菜籽(欧盟)、棕榈油(东
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