生物柴油生产工艺.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流生物柴油生产工艺.精品文档. 学院:化学与环境保护学院 专业:化学工程与工艺 姓名:朱慧芳 学号:201031204011 新型藻类制生物柴油生产工艺摘要:我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算, 值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。关键词:生物柴油;酯化;醇解;酯交换;脂肪酸;脂肪酸甲酯一生物柴油概述 N)Mu 生物柴油 (Biodi
2、esel),又称脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Ester)是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料,与醇类 (甲醇、乙醇) 经交酯化反应 (Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr. Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出,是指利用各类动植物油脂为原料,与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性,使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上DrRudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势,其含硫量低,可减少约30%的二
3、氧化硫和硫化物的排放;生物柴油具有较好的润滑性能,可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损,延长其使用寿命;生物柴油具有良好的燃料性能,而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外生物柴油是一种可再生能源,也是一种降解性较高的能源。二 生产生物柴油背景技术市场分析1生物柴油原料 由于各国的资源差异,生物柴油的原料差异较大,欧盟主要是菜籽油为主,美国主要是以大豆油为主。我国主要生物柴油主要以废弃油脂以及木本原料为主,并在价格合适的情况下考虑进口棕榈油。2 生物柴油的优缺点(1)生物柴油优势与常规柴油相比,生物柴油下述具有无法比拟的性能。 vV%w#ULxE 1) 具有优良的环保特性。主
4、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%的患碍率;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。 4oJ0,u 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。 eGjEO&$ 4) 具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属
5、于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。 bgLa8 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。 hjyM xg;Q? 6) 具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。 f0vO(I 7) 生物柴油在我国的双重环保作用 Cz0FA-g 在我国生物柴油的发展除上述优点外,还有下面双重环保作用 XwY,xg&o 。减少垃圾油的排放,减轻污水处理的压力和成本。据保守估计,北京市目前垃圾油量已经超过万吨年,如果若不进行处理,流向江河则会造成水体过度肥化。 %3* )
6、cp 转化餐饮废油,保障人民身体健康,我国每年消耗植物油1200万吨,直接产生下脚酸化油250万吨,大中城市餐饮业产生地沟油可达400万吨。许多不法商人从下水道和泔水中提取垃圾油并当作食用油销售。这种垃圾油很不卫生,过氧化值、酸价、水分、细菌严重超标,属非食用油,一旦食用,将会破坏白血球和肠道黏膜,引起事物中毒,甚至致癌。北京、天津、乌鲁木齐、呼和浩特、沈阳、郑州、西安、南宁等地都先后发生过垃圾油进入餐桌的事件。进入餐桌的垃圾油将对广大人民的身体健康造成严重危害。鉴于此,我国不少大中城市已积极开展工作,研究利用垃圾油生产生物柴油的技术。evyjHcCx (2)生物柴油的缺点和局限 QBa+xI
7、_ J 1)生物柴油粘度大 (菜籽油为4.2;豆油4.0:石化柴油1.23.5单位mm2/s,40) ,冬季来临时变浓变厚,流动性变差。在冬季,目前还不能使用B100纯生物柴油,只能使用B20生化柴油。 :Racu;xf 2)动力降低 8%-10%. 生物柴油热值与石化柴油热值相比为:32.8:35.7 = 92%,在相同质量下,即动力约为石化柴油的92。 3)对发动机橡胶部件有腐蚀作用(1996年之前柴油车). 但B20 不会对橡胶部件腐蚀。 4)因生物柴油的分子较大,粘度较高,因而影响喷射时程,导致喷射效果不佳。 pLu5x 5) 应用范围小。目前生物柴油在全球的市场尚不及石化柴油,应用范
8、围有限。在美国,其生化柴油仅在为了环保规则、环保友善时而以某些特殊价格出售,其主要使用 (B20生化柴油) ,范围包括联邦或州政府车队,都市公车、卡车、海运公园、矿区等。 LuZlGm 6) 生物柴油价格高,目前国外生物柴油行业严重依赖政府的政策支持和价格补贴。 8=D,wog 二、实验室研究情况 本实验所采用的的实验装置如图3-1所示,包括反应装置和恒温两部分。其中反应装置包括:三口烧瓶,搅拌器,回流冷凝器和温度器等组成 ; 恒温装置有恒温槽 和 三、生物柴油的生产工艺(初步建立方案)生物柴油的生产方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物法等多种,但目前真正用于工业生产并有实用价值的主要是化
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