高酸值油料制备生物柴油几种方法的比较研究

摘要

当今世界面临能源与环境的双重压力。积极寻找环境友好、可再生的替代能源已成为国际瞩目的焦点。在众多发动机替代燃料中，生物柴油以其优异的排放性能，且能直接应用于现有柴油机而不改变其原有结构和使用性能而备受关注。 传统酯交换法是目前生物柴油生产的主要方法，但大都存在设备腐蚀，工艺复杂，能耗较大，易造成二次污染和副产物损失，成本较高等缺点。而限制生物柴油推广应用的主要是成本问题。大量的废油、野生油料等成为近年来生物柴油制备中很有开发前景的原料。但这些原料往往具有较高的酸值，必须进行酯化预处理，而此类研究报道较少。采用强酸(浓H2SO4)做催化剂，反应时间长、温度高、能耗大且设备腐蚀严重。 鉴于以上问题，我们在本实验室专利技术：循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的基础上，采用几种高酸值廉价油料(橡胶籽油、小桐子油、废油等)制备生物柴油，针对气相酯化和酯交换过程中的催化剂(浓H2SO4、Fe3+/SO42-型固体酸、对甲苯磺酸等酸催化剂和KOH、Ba(OH)2·8H2O、LDH/LDO等碱催化剂)展开研究，通过不同催化剂催化效果和整个生物柴油制备过程的综合比较，确定最佳的反应条件和工艺路线。同时，为进一步降低生物柴油生产成本，我们对反应副产物甘油的分离提纯也作了相应的研究。获得以下结果： Ⅰ、确定了以浓H2SO4为气相酯化反应催化剂、Ba(OH)2·8H2O为酯交换反应催化剂的生物柴油制备工艺路线，除循环气相酯化-酯交换-水蒸汽蒸馏工艺所具有的优点外，该工艺还具有以下几种优点：第一，在保证制备生物柴油产品品质的前提下，简化了生物柴油制备和副产物、催化剂的回收工艺；第二，将酯化反应产生酸性废液用来处理酯交换反应，实现了“以废制废，变废为宝”，同时保证了生产过程的无污染排放；Ⅱ、建立了生物柴油中甘油含量的测定方法。该方法不仅可作为生物柴油中甘油含量测定使用，还可用于测定多种原料油中的甘油含量，对生物柴油的实验研究和质量控制具有指导意义； Ⅲ、对在我国发展生物柴油提出了7点建议，同时认为我国应坚持自主创新的原则，广泛开展国内国际间的交流与合作，通过政府、企业、科研单位的共同努力，利用废弃油脂、木本油料等适合我国国情的资源为生物柴油原料，建立大量、稳定的生物柴油原料基地，并积极开发微生物油脂等作为生物柴油原料。

目录

文摘

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1.绪论

2.循环气相酯化工艺中催化剂的研究

3.酯交换工艺中催化剂的研究

4.小结

5.甘油及催化剂回收的实验研究

6.几种方法制备的生物柴油产品品质分析

7.生物柴油产业化发展的趋势分析

8.结论及展望

参考文献

致谢

附录