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1、雄套与油脂2002年第9期生物柴油生产技术及其开发意义,,,黄庆德黄凤洪郭萍梅(中国农业科学院油料作物研究所武汉430062)摘要:本文对生物柴油生产技术进行研究,在甲醇与油脂摩尔比为4.5一7.5:1范围内,反应温度,。,为60一80℃条件下使用Na0H为催化剂通过两步连续反应生产出总甘油和游离甘油分别低于。0.25%和0.02%的生物柴油同时对降低生物柴油中总甘油和游离甘油技术进行。。了研究并对发展我国生物柴油产业的意义进行分析:生物柴;;关键词油酣化法醋交换法.:1005957520020900
2、0803:T5174十3:A文章编号一()一一中图分类号Q文献标识码早在一个世纪之前,鲁道夫,狄塞尔就设想将植物油作为甲‘。相发动。机的燃料随着二十世纪七十和九十年代出现的两次石油危机,这,上叛上瞥』一设想在世界许多国家变成了现实生物柴油一这一由油一,三油脂转,燮匀化获得脂肪酸甲醋混合物一成为了实用产品直接在柴墨兰二等卜竿毕}油发动机得以应用,并体现其出色的环境友好性。我国从上个酸~l世纪八十年代起对脂肪酸甲醋生产技术进行实验研究,由于当薰览亘二玉二红⋯时我国食用油,,一直较为短缺油脂价格较高脂肪酸甲
3、醋用于柴{,油替代品开发没有经济上可行性一直没有形成可工业化的技粗甘油固体酸化油生物柴油术,而主要作为精细化工产品开发,如用于日用化工、橡胶、轻工图1醋交换法生物柴油生产技术路线。,等工业产品生产之中现我国已经加入wTO而且我国植物油脂生产一直在快速增长。随着国外油脂产品参与国内市场竞1.2酉旨化法生物柴油生产原理及技术路线争,油脂终将会出现供应充裕的局面。作为精细化工产品的脂酷化法生产生物柴油,系采用脂肪酸与甲醇在酸性催化剂肪酸甲醋其市场容量毕竟较小,且现在我国的油脂行业竞争日(如硫酸等强酸性催化剂
4、)的存在下进行醋化反应,生成脂肪酸趋激烈,用植物油脂生产,:石油能源的替代品生物柴油具有非常甲脂其反应原理为_______酸催化剂。现实的意义RC00H+CH30HKCUU仁且s十flZU,一,:。1生物柴油生产原理及技术路线R为C烷墓或烯烃墓,,,生物柴油的生产有多种技术方法但归纳起来主要的生产由于脂肪酸生产费用较高一般不采用脂肪酸为原料生产脂:,,方法有两种一是脂肪酸与甲醇进行醋化反应生成脂肪酸甲醋肪酸甲醋而采用油脂加一工过程中得到的酸化油为原料酸化油,,的酷化法;一是油脂与甲醇进行醋交换反应生成
5、脂肪酸甲酷的不仅含有脂肪酸还含有脂肪酸甘油醋酸催化剂同样可作为油醋交换法。脂与甲醇进行醋交换反应的催化剂。反应一般在甲醇回流的温.11酉旨交换法生产生物柴油原理及技术路线度下进行,也可在加压下的搅拌反应器中进行,反应过程中生成酷交换法,,生产生物柴油系采用油脂(脂肪酸甘油酷)与甲的甲醋很容易与水和作为催化剂的硫酸等分离在较长反应时间a、,醇在碱性催化剂(一般采用N0HKOH等强碱性催化剂)存后可得到很高转化率但不能使脂肪酸甘油酷达到很高的转化,,在下进行酷交换反应(又称醇解反应)产生脂肪酸甲醋和甘油率
6、。因此采用酸化油为原料生产生物柴油,一般在后面采用醋交其:。2:反应原理如下换步骤其工艺过程如图2IZIsCH0OCRCHOHRCOOCH}一}CHOOCRZ+3CH30H兰竺丝一CHOH+R:C00CH3}},3:33CH00CRCHOHRC00CHl、Z、317。RRR为e卜烷基或烯烃基图2酉旨化法生物柴油生产技术路线为了适应柴油机使用需要,生产生物柴油对原料油脂有2一生物柴油质t指标定要求,一般非低芥酸菜籽油和棕桐油硬脂不适宜用作生物柴生物柴油代替石化柴油在现有的柴油机中使用,需要达到,,,,油
7、原料;对选定的油脂原料需要有较高的转化率一般采用多合适的技术质量指标目前多数生产和使用生物柴油的国家直步,,,反应并将反应中生成的甘油不断移出降低生物柴油中总甘接采用石化柴油的技术质量标准但生物柴油有一些特殊的性;,。,油含量同时要求采用水溶液洗涤等措施降低生物柴油中游离能和参数根据专利DE4209779(或US5354878)介绍作为、。,,甘油碱含量;和水分含量从而保证生物柴油的使用性能高级柴油机的燃料非常重要的是在酷基转移后总甘油含量要,1。,.,根据生物柴油技术要求其典型的技术路线见图低于0.
8、2%(重量)最好是低于0巧%(重量)游离甘油含量应收稿日期:ZooZeO7一122002年第9期旅食与油脂0.01%,0.2,在(重量)以下酸价不超过甘油三酷残留物应接近表2生物柴油制备反应条件实验结果表。EDIN516。O为此德国制定了06生物柴油技术质量标准但序号醉油比N皿OH反应温度生物柴油甲麟总甘甘油产,甘油纯度破化油.,对另外一些国家而言他们并不使用纯的生物柴油作为柴油机t(%)向一70祖0D08060印80产t(8)油t(o/.)的燃料,而是
