生物柴油制备工艺研究进展.docx

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1、生物柴油制备工艺研究进展 摘 要：自20世纪90年头以来，生物柴油作为可再生能源的重要发展方向，使得很多国家学者都在探讨。本文主要综述了生物柴油的生产技术及其典型工艺。 关键词：生物柴油；酯交换；催化加氢；气体合成；微波法 生物柴油是一种可再生能源，很少或没有环境污染。最初制备生物柴油的方法主要是化学法，化学法制备生物柴油从反应原理上分类，主要包括酯化反应、高温热裂解反应和酯交换反应三大类。目前国内外应用最多的方法是酯交换法。 1 第一代生物柴油生产技术酯交换法 1.1 酸碱均相催化法 首先在酸催化剂的作用下，将脂肪酸转化为脂肪酸甲酯，再在碱催化剂作用下，将甘油三酯转化为脂肪酸甲酯。酸、碱复合

2、催化法既削减了脂肪酸和水对碱催化剂造成的失活，又可使游离的脂肪酸得以充分利用。该工艺削减了催化剂用量，但对原料需求高，而且排放的废液也较大。 1.2 酸碱非均相催化法 非均相催化剂法大多数采纳固体酸与固体碱，避开了液体酸、碱的难分别问题和废水、废渣排放问题。酸碱非均相催化法中，法国石油探讨院运用固体碱催化技术的Esterfip-H固体碱两段反应工艺具有代表性。该工艺运用尖晶石型的混合金属氧化物固體碱催化剂在高温度下进行反应，并采纳两段式反应提高转化率。 1.3 超临界法 超临界酯交换法能很好解决该反应产物和催化剂难分别问题，因此，它受到更大重视。该方法具有的要求相对较低的原材料的优点，它可以在

3、肯定程度上能够将游离脂肪酸和水含量较高的油脂都转化为生物柴油，提高了收率。它缺点是，反应必需在高温柔高压下进行，能耗比较高。 1.4 生物酶法 生物酶法是运用脂肪酶催化醇与甘油三酯进行酯交换反应制备生物柴油。用于生物柴油生产的脂肪酶主要有：曲霉脂肪酶、酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、猪胰脂肪酶等。生物酶法的优点有：醇用量小、副产物少、运用条件温柔、无污染物排放、稳定性高、反应过程受游离脂肪酸和水的影响小、可重复运用。然而，反应中低碳醇对酶有毒性，简单使脂肪酶失活，反应产率低，反应时间长。 2 其次代生物柴油生产技术-催化加氢法 2.1 加氢脱氧异构 加氢脱氧异构指油脂经过加氢脱氧和临氢异构

4、化两步来制备生物柴油。 加氢脱氧异构技术，代表性的工艺有美国环球油品公司的Ecofining 工艺。 2.2 干脆加氢脱氧 干脆加氢脱氧技术：在高温高压下将油脂进行深度加氢，羧基中的氧和氢生成水，本身还原成烃。主要用Co-Mo和Ni-Mo等加氢催化剂。反应产物主要是长链的正构烷烃，十六烷值较高，但部分工艺生产的生物柴油浊点较高，低温流淌性差。 3 第三代生物柴油生产技术-气体合成 第三代生物柴油生产技术是将秸杆类农林废弃物等生物质原料气化后再合成柴油。目前，采纳生物质气化路途生产生物柴油的公司主要为国外公司。我国第三代生物柴油生产技术原料来源广泛，产品品质相对较好，对于解决秸秆等农业废弃物具有

5、重要的实际意义，应用前景广袤。但是，由于我国农作物秸秆种类多、分布广，生物柴油项目的装置规模和经济性都受到肯定的限制。 4 藻类生物柴油工艺技术 藻类通过开放式池塘、光-生物反应器和厌养发酵器进行培植，长成后，从中提取油脂质，再将细胞生物质进行分别，生产藻类油。利用甲醇和催化剂将藻类油进行酯交换，生产出粗制生物柴油，最终精制，得到生物柴油产品。 5 微波法制生物柴油 在非均相催化转脂化的方法上，微波法制生物柴油已经有好多探讨成果。探讨者们主要探讨内容如下：以植物油和甲醇为原材料，以水滑石、负载氟化钾、氟化钙、氟化钠的水滑石作为催化剂，进行酯交换反应；以氧化镁，氧化钙，氢氧化钠，碳酸钠，氧化锆或

6、者其混合物组成作为催化剂；以3种不同结构的固体酸为催化剂，油菜籽油为原料，进行微波促进下的间歇转酯化反应。众多探讨结果表明，微波法制生物柴油具有反应速率快，转化率高的优点。总而言之，利用微波法制备生物柴油，生产工艺简洁，运用平安牢靠，生产效率高。 6 结语 第一代生物柴油的生产工艺比较成熟，在生产生物柴油的应用中也比较多，其原料主要是油脂类。其次代和第三代生物柴油技术将分别成为油脂和有机废弃物生产生物柴油的发展重点。农林废弃物和城市固体有机废弃物等原料生产生物柴油，只能选择第三代生物柴油技术。而藻类油脂生产生物柴油成本较高，发展尚不成熟。以微波为促进手段进行的化学催化法制备生物柴油过程近几年受

7、到了广泛关注。 参考文献： 1史国强，李军，邢定峰.生物柴油生产工艺技术概述J.石油规划设计，2022：29-34+50. 2滕虎，牟英，杨天奎，等.生物柴油探讨进展J.生物工程学报，2022：892-902 3薛建平，唐良华，苏敏，等.生物酶法生产生物柴油的探讨进展J.生物技术，2022，18：95-101. 4陈冠益，高文学，颜蓓蓓，等.生物质气化技术探讨现状与发展J.煤气与热力，2022，26：20-26. 5冯普凌.藻类生物柴油工艺探讨进展J.石油化工， 2022：447-449. 6蒋波，张晓东，孙立，等.微波促进非均相催化生物柴油制备的探讨进展J.农业机械学报，2022：149-153. 通讯作者：张健伟。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页