循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的研究

摘要

生物柴油具有环保、可再生和可替代现有石化柴油的特点，引起了世界许多国家的高度重视，成为最受欢迎的石化柴油替代品。　　已有生物柴油的生产方法中，酯交换法是目前工业生产生物柴油的主要方法。现行的酯交换工艺主要通过两次酯交换反应来提高原料的转化率，并用大量的水进行洗涤来提高生物柴油的纯度。另外，还要求原料无水和酸值必须小于1.0。此类工艺方法操作烦琐，能耗较大，易造成二次环境污染和副产物损失，成本较高。针对这些问题，在总结国内外文献基础上，设计了“循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏”制备生物柴油和回收副产物的工艺及实验装置。采用该技术工艺和装置研究了7种不同的原料油(餐饮业废油、小桐子油、菜籽油、大豆油、亚麻油、花生油和棕榈油)生产生物柴油的最佳工艺参数，获得了主要工艺参数。　　该工艺主要创新点有四点：①甲醇先气化再进入酯化反应器，提高了酯化反应效率；②在酯化反应中增加甲醇气体的循环，有效回收酯化反应过剩的甲醇气，提高了甲醇利用率，几乎没有甲醇的浪费；③工艺对进行酯交换反应的原料酸值要求可放宽到5.0；④副产物甘油和硫酸钾的回收与酯化工艺有机结合，完成了生物柴油的精制与副产物的回收，提高了生产效率，降低了生产成本。　　在工艺研究的基础上，进一步深入研究了7种生物柴油的热值、粘度、挥发性、着火点等燃料油性能，柴油机运行试验表明，柴油机不需作任何改动就可直接使用研究所得到的生物柴油。　　经充分了解和综合分析我国油脂原料状况，认为我国尚不具备大规模推广生物柴油生产的条件，主要原因在于我国的油脂以食用油为主，而每年的食用油还存在600万t左右的缺口，不具备经济可行性。为此，提出了我国生物柴油产业可分三个阶段发展的设想和6条合理化建议。

目录

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1绪论

1.1引言

1.2发展生物柴油的意义

1.2.1生物柴油的性质

1.2.2发展生物柴油的意义

1.3生物柴油的研究现状

1.3.1生物柴油的制备方法

1.3.2生物柴油的研究现状

1.4本研究的意义和主要内容

2工艺路线的设计

2.1制备生物柴油的技术路线

2.1.1循环气相酯化工艺

2.1.2酯交换工艺

2.1.3生物柴油精馏工艺

2.2生物柴油制备的副产物回收技术路线

2.3本研究工艺的创新点

3不同品种的油脂原料制备生物柴油的研究

3.1餐饮业废油制备生物柴油的实验研究

3.1.1材料与方法

3.1.2结果与讨论

3.1.3小结

3.2小桐子油制备生物柴油的实验研究

3.2.1材料和方法

3.2.2结果和讨论

3.2.3小结

3.3菜籽油制备生物柴油的实验研究

3.3.1材料与方法

3.3.2结果和讨论

3.3.3小结

3.4大豆油制备生物柴油的实验研究

3.4.1材料与方法

3.4.2结果和讨论

3.4.3 小结

3.5亚麻油制备生物柴油的实验研究

3.5.1材料与方法

3.5.2结果和讨论

3.5.3小结

3.6花生油制备生物柴油的实验研究

3.6.1材料与方法

3.6.2结果和讨论

3.6.3小结

3.7棕榈油制备生物柴油的实验研究

3.7.1材料与方法

3.7.2结果和讨论

3.7.3 小结

3.8结论

3.8.1循环气相酯化工艺参数

3.8.2酯交换工艺参数

3.8.3生物柴油精制工艺参数

4生物柴油的柴油机运行

4.1试验材料

4.1.1试验装置及主要技术参数

4.1.2试验用油

4.2试验过程

4.3试验结果与分析

4.3.1耗油量测定结果及分析

4.3.2发电量测定结果及分析

4.4 讨论

5原料资源前景

5.1食用油资源状况

5.2野生油料资源状况

5.3餐饮等行业废油资源状况

5.4结论

6展望与建议

6.1展望

6.2建议

参考文献

致谢

附录

研究生期间论文发表情况

发明专利

参加完成及在研课题

获奖情况