生物柴油技术的研究进展

综述了国内外生物柴油的研究进展,详细分析比较了几种生物柴油生产工艺的优缺点,简要讨论了生产过程中原料和催化剂的选择,就目前生物柴油技术中存在的问题,提出了使用催化精馏工艺来实现生物柴油连续化生产的解决构想。

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石

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第2 4卷第 5 期 20 0 7年 9月

生物柴油技术的研究进展马鸿宾李淑芬王瑞红田松江(津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室，津 3 0 7 )天天 00 2

摘要：述了国内外生物柴油的研究进展，细分析比较了几种生物柴油生产工艺的优缺点，要讨论了生产综详简过程中原料和催化剂的选择，目前生物柴油技术中存在的问题，出了使用催化精馏工艺来实现生物柴油就提连续化生产的解决构想。 关键词：物柴油替代燃料生中图分类号： TQ6 5 8 4 .

催化剂

催化精馏

文献标识码： A

生物柴油是在催化作用或无催化剂的工艺条

H2— ooC

Hz C-

OH RI COOCH3

件下，以植物油或动物油脂等生物质为原料，经过与甲醇或乙醇等低碳醇发生酯交换反应生成的各

I H(-’一ooC R2+3 cH3 oH

.

H

占 o+ 2 oH一 H R oc。 c

H亡 O R 2一O C 3

H亡 H Rc O 2一O 。 O c

种长链脂肪酸单烷基酯的混合物。动植物油脂中主要的脂肪酸有棕榈酸、脂酸、酸、油酸和硬油亚亚麻酸等。这类脂肪酸单烷基酯的碳链通常是 l~l, 7 9而化石柴油的碳链数在 1左右。作为替 5代燃料，物柴油的燃烧性能与化石柴油非常接生近。并且具有相对较低的冷滤点和含硫量，比较高的闪点和十六烷值，及具有较好的自润滑以性 L。较之化石柴油，物柴油的 C排放量 1]生 O

图 1植物油酯交换反应制备脂肪酸甲酯

从反应方程式可以看出，这类酯交换反应的醇油化学计量比是 3:l。为了获得较高的甲酯

收率，料中通常会加入过量的醇[。按照工原 5]艺方法的不同，酯交换反应制备生物柴油的过将程分为间歇式、连续式和超临界流体式。2 1间歇式酯交换反应 .

间歇式酯交换反应生产生物柴油的工艺流程如图 2所示。将一定质量，一定配比的油脂、醇和催化剂加人到反应器，一定温度和搅拌强度下

在反应一段时间。反应结束后，反应液转移到分将离罐中静置分层，离出下层甘油相和上层甲酯分

有大幅降低，氧化碳、粒物、化氢的排放量一颗氟也明显减少，基本不含硫化物，只是氮氧化物、氯化氢和烃类排放量有所增加“。] 1生物柴油的发展现状

世界各国，尤其是西方发达国家，十分重视都

相。下层分离液中除了主要成分甘油外，还含有未反应的醇，离脂肪酸与无机碱催化剂反应生游成的皂化物，以及催化剂等。加入无机酸进行中和，同时使皂化物分解，经过蒸馏分离醇，到再得粗甘油，分离出的醇回收再用。反应上层液通过加酸中和，再用等量的去离子水洗涤 3遍，收集洗

生物柴油的开发利用，并相继出台各种优惠政策来鼓励和支持本国生物柴油产业的发展。 对生物柴油的研究最早是从 2 O世纪 7 O代开始的。美国、国、法意大利等相继成立了专门的生物柴油研究机构，投人大量的人力财力。到了 2 O

世纪 9 O年代，随着环境保护的迫切需求，以及为

涤废水，洗涤后的产物用于燥剂干燥或真空脱水，最后得到生物柴油产品。洗涤废水中含有大量未反应的醇，以回收利用。可

了应对石油资源逐渐走向枯竭的客观趋势，替代能源的开发利用受到了世界各国普遍的高度重视，物柴油更成为新能源研制和开发的热点。生 2生物柴油的生产工艺制备生物柴油的酯交换反应是一个多步骤连续可逆反应，应热效应很小。总反应式如图 1反所示。

在这类工艺条件下，应温度通常会控制在反收稿日期： 0 7 7 2修改稿收到日期： 0 7— 9 8 2 0一O—1; 2 0 0—0。

作者简介：鸿宾，1 8 )男，读博士，要从事固体碱马 ( 90一，在主催化酯交换反应制备生物柴油技术的研究工作。*通讯联系人，— i h l t . d . n E ma:s f@ j e u c。 l i u

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