生物柴油的制备及其化工综合利用

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1、第3期陈土臣，等：生物柴油的制备及其化工综合利用·91·生物柴油的制备及其化工综合利用陈士臣，辛真(海工英派尔工程有限公司，山东青岛266061)摘要：对生物柴油的制备和综合利用两个方面进行了简单介绍。关键词：生物柴油；油脂；地沟油；环氧生物柴油；烷醇酰胺表面活性剂；甘油中图分类号：TQ645．8文献标识码：E文章编号：1008-021X(2012)05—0091—03生物柴油，是一种可再生的绿色能源-IJ。为解果实提炼出来的生物燃料已经成功用做航空用油。决能源紧缺和绿色环保等问题，生物柴油成为目前1．1．2藻类最受关注的能源之一。与常规柴油相比，生物柴油微藻是一种单细胞水生植物，其个

2、体小、生长繁在环保、润滑性、安全性、燃料性和可再生性等方面殖迅速、对环境适应能力强、容易培养、不占用耕地。均具有一定优势。因此，生物柴油的研发及其综合因其油脂含量高以及所产的油脂成分与植物油类似利用成为化工发展的一个新亮点。等优点，因此是一种非常有前途的生物柴油原1生物柴油的制备料3J。目前可以制备生物柴油的藻类主要有生长1．1油脂来源快、含油高的硅藻、绿藻和蓝藻等藻种。油脂的主要成分是三甘油酯，即由甘油的3个1．1．3地沟油羟基与3个脂肪酸根结合起来的酯类，通称脂肪酸餐饮业地沟油的前身是天然油脂，是动物油脂甘油酯，结构式如下：和植物油脂的混合物。地沟油是当今社会发展的必O然产物，目前

3、利用地沟油制备生物柴油成为研究焦H2C——O——C——R1,点。fO地沟油经过提纯、脱色、除味等预处理后[4]，可HC——O——C——R2lO以直接用来甲醇解，制得生物柴油粗品，在经过系列HzC—O—C—R3后处理，就可以作为生物柴油。对废食用油脂资源的合理化利用，防止废食用油脂再次进入食物链和式中，R、R：、R分别表示相同或不同的脂肪酸促进生物柴油的发展都十分有利。基。随油脂的种类、来源不同，脂肪酸基也有很大的变化，其中脂肪酸约占整个甘油三酸酯分子质量的1．2生物柴油的制备方法95％。油脂制备生物柴油主要有两条路线，一是酯交目前主要以大豆油、菜籽油等植物油以及藻换法，二是脂肪酸酯化法

4、。此外，针对酸值很高的废类等为生物柴油的原料。油脂，可用预酯化一转酯化技术]。1．1．1植物油1．2．1酯交换法目前有关生物柴油制备的研究基本上都集中于酯交换法即利用初处理过的油脂直接与醇发生蔬菜油(如大豆油、葵花子油以及菜籽油等)。我国反应，在植物油中加入一定量的甲醇，加热至一定温生物柴油原料资源丰富，开发潜力巨大。利用植物度，在催化剂(酸或碱)的作用下反应即可生成脂肪油制备生物柴油已经大规模产业化。这种生物柴油酸甲酯，即生物柴油]。不仅已经用于汽车等，而且据报道由麻风树小桐子路线如下：收稿日期：2012—02—19作者简介：陈士臣(1978一)，山东青岛人，工程师，主要从事石油管道

5、设计研究。山东化工·92·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2012年第41卷H20ocR’H20H酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。CHOOCR2+3(’H30H一3RCO0CH3+CHOH．生物酶法制备生物柴油是目前比较好的方法之一，H2o0cR36H2OH它不仅具有反应条件温和、醇用量少、无污染物、副R=Rl、R2．R3产物甘油易回收、操作方便等优点，还具有酸催化法№1．2．2脂肪酸酯化法阱的优点I9。脂肪酸酯化法是指对于酸值比较高+的油脂，如R3)离子液体催化法i地沟油，首先用碱将其皂化，然后用酸调制羧酸，再离子液体是在室温或室温附近下完全由离子组+z

6、和甲醇反应制得脂肪酸甲酯。a成的液体物质，具有无臭、无味、不易燃烧、易分离、基本路线如下：易回收、可循环使用、良好的热稳定性和化学稳定性CH(’×R，等优点。在生物柴油制备过程中用离子液体取代传}一iCHo()(R，CH(I狂I统有机溶剂，可提高反应速率，简化产物分离，同时IlI也避免了传统有机溶剂使用造成严重的环境污染以CI{(，K)(RCH=OH及设备腐蚀等问题，是真正意义上可设计的环境友CHOH————’R(××)(I好型绿色溶剂和液体催化剂。2生物柴油的综合利用R=RIR2K3在研发生物柴油的基础上，开发生物柴油的下1．2．3催化剂游产品也备受关注。通过胺解、环氧化等反应，脂肪

7、在以上制备方法中均需催化剂。目前催化方法酸甲酯获取脂肪醇和脂肪酰胺、油脂基表面活性剂主要包括化学催化法、酶催化法以及超声波等催化及其他油脂化工产品，广泛应用于橡胶、塑料、化妆法。随着离子液体的迅速崛起，在生物柴油的制备品等生产中，见图l。中引人了离子液体催化法。1)化学催化法一化学法是指用酸或碱催化油脂制备生物柴油的过程。匦至至堕一哑二堕(1)酸催化法生物柴油的制备过程实质就是酯交换或羧酸的酯化过程，因此酸催化方法是一种常用的方法。但图1利用油