《生物柴油》ppt課件

1、LOGO生物柴油生物柴油LOGOHot Tip 隨著世界范圍未來(lái)對(duì)柴油需求量越來(lái)越大；與此同時(shí)，石油資源日益枯竭及石化柴油熄滅帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題，也進(jìn)一步加快世界各國(guó)對(duì)替代石化柴油燃料開(kāi)發(fā)步伐。由于生物柴油各項(xiàng)性質(zhì)與石化柴油極為類(lèi)似，所以完全可作為其替代品。 生物柴油具有可再生、可降解、無(wú)毒、高閃點(diǎn)、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已引起許多國(guó)家廣泛注重。早在1988年，生物柴油就在澳大利亞、意大利、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我國(guó)生物柴油商業(yè)化正處于起步階段，目前也已在河北、四川、福建、山西等地進(jìn)展小規(guī)模消費(fèi)。 生物柴油原料來(lái)源可多樣化，主要有動(dòng)植物油及食品或餐飲業(yè)回收油等，其消費(fèi)方法主要是對(duì)各種動(dòng)植物油進(jìn)展醇解

2、。目前生物柴油本錢(qián)普遍較高。LOGO生物柴油化學(xué)制備方法生物柴油化學(xué)制備方法經(jīng)多年研討和實(shí)驗(yàn)，目前已開(kāi)發(fā)出四種利用油脂制備生物柴油方法，即：直接混合法、微乳液法、高溫裂解法和酯交換反響法其中前兩者屬于物理方法，后兩者屬于化學(xué)方法。運(yùn)用物理法雖能降低油的粘度，但熄滅中積炭及光滑油污染等問(wèn)題仍難處理，而高溫裂解主要產(chǎn)品是生物汽油，相比之下，酯交換法是一種較好方法。酯交換法是指在催化劑存在或超臨界條件下，利用醇類(lèi)物質(zhì)與植物油或動(dòng)物脂肪中主要成分甘油三酯發(fā)生酯交換反響, 利用甲氧基取代長(zhǎng)鏈脂肪酸上的甘油基, 將甘油三酯斷裂為3個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸甲酯, 從而減短碳鏈長(zhǎng)度, 降低油脂黏度, 改善油脂性能, 到達(dá)

3、燃料的運(yùn)用要求。消費(fèi)工藝流程：酯交換法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超臨界法LOGO均相催化法均相催化法 均相催化法包括堿催化法和酸催化法。采用催化劑普通為NaOH、KOH、NaOCH3、KOCH3和H2SO4、HCI等。 方法：在溫度為65C和KOH用量為油料質(zhì)量1條件下，經(jīng)3 h反響得到901轉(zhuǎn)化率。LOGO非均相催化法該類(lèi)催化劑主要包括金屬催化劑：如ZnO、ZnCO 、MgCO3、K2C03、 NaECO 、CaCO3、(C12H n)20、Ti(OR)4、CH3COOCa、CH COOBa、NaNaOH一Al20 和沸石催化劑等 。 一種適宜非均相催化劑不僅可加快反響速

4、率，且還具有壽命長(zhǎng)、比外表積大、不受皂化反響影響和易于從產(chǎn)物中分別等優(yōu)點(diǎn)。然而非均相催化劑通常需求較高反響條件，且脂肪酸甲酯產(chǎn)量也不高。 Corma等選用CsMCM一41，Cs一海泡石和水滑石作為催化劑制取生物柴油，在240和5 h反響時(shí)間下，得到92轉(zhuǎn)化率。LOGO生物催化法生物催化劑主要是指脂肪酶，包括細(xì)胞內(nèi)脂肪酶和細(xì)胞外脂肪酶。脂肪酶來(lái)源廣泛，具有選擇性、底物與功能團(tuán)專(zhuān)注性，在非水相中能發(fā)生催化水解、酯合成、轉(zhuǎn)酯化等多種反響，且反響條件溫暖，無(wú)需輔助因子，這些優(yōu)點(diǎn)使脂肪酶成為生物柴油消費(fèi)中一種適宜催化劑。用于催化合成生物柴油脂肪酶主要是酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、豬胰脂肪酶等用脂

5、肪酶為催化劑制備生物柴油，反響過(guò)程不受原料中水和游離酸影響，只需參與實(shí)際量甲醇就可使反響順利進(jìn)展，無(wú)需再回收過(guò)量甲醇，且催化劑也易與產(chǎn)物分別。LOGO超臨界法一種新穎生物柴油消費(fèi)方法是在甲醇處于超臨界形狀(甲醇超臨界溫度為2394“C，壓力為809MPa)下進(jìn)展的。所謂超臨界形狀，就是指當(dāng)溫度超越其臨界溫度時(shí)，氣態(tài)和液態(tài)將無(wú)法區(qū)分，于是物質(zhì)處于一種施加任何壓力都不會(huì)凝聚流動(dòng)形狀。超臨界法由Saka和Kusdiana提出。反響在一預(yù)熱間歇反響器中進(jìn)展，反響在溫度為350400 ，壓力為4565 Mpa，菜籽油與甲醇摩爾比為1：42條件下進(jìn)展。研討發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超臨界處置甲醇在無(wú)催化劑存在下能很好與菜籽

6、油發(fā)生酯交換反響，其產(chǎn)率高于普通堿催化過(guò)程。LOGO消費(fèi)工藝消費(fèi)工藝 原料油脂原料油脂 原料油有植物油脂、動(dòng)物油脂、類(lèi)脂物、治水原料油有植物油脂、動(dòng)物油脂、類(lèi)脂物、治水油等。類(lèi)脂物包括煉油皂腳及脂肪酸、雜油油等。類(lèi)脂物包括煉油皂腳及脂肪酸、雜油(煎煎炸廢油、餐飲廢油、酸性油、酸敗米糠油、煙炸廢油、餐飲廢油、酸性油、酸敗米糠油、煙草籽油、橡膠籽油、高棉酚的棉籽油、酸敗后草籽油、橡膠籽油、高棉酚的棉籽油、酸敗后不能食用的動(dòng)植物油以及妥爾油、皮革廠的刮不能食用的動(dòng)植物油以及妥爾油、皮革廠的刮皮油、骨油、蹄油等皮油、骨油、蹄油等)、氫化油、制蠟燭和肥皂、氫化油、制蠟燭和肥皂光滑劑的廢棄動(dòng)物脂肪等。光滑

7、劑的廢棄動(dòng)物脂肪等。 預(yù)處置預(yù)處置 廢油中含有的雜質(zhì)、水分、磷脂等雜物的預(yù)處廢油中含有的雜質(zhì)、水分、磷脂等雜物的預(yù)處置去除置去除, 普通以物理方法為主普通以物理方法為主, 先經(jīng)過(guò)物理精煉先經(jīng)過(guò)物理精煉除去泥沙雜物和部分水分除去泥沙雜物和部分水分; 磷脂含量和薪度可磷脂含量和薪度可以經(jīng)過(guò)脫膠以經(jīng)過(guò)脫膠(水化濕法脫膠或者膜濾水化濕法脫膠或者膜濾,動(dòng)物脂肪動(dòng)物脂肪有時(shí)需求加人硫酸鋁有時(shí)需求加人硫酸鋁)降低降低; 水分那么可以經(jīng)過(guò)水分那么可以經(jīng)過(guò)靜置、離心或薄膜蒸發(fā)的方法除去。靜置、離心或薄膜蒸發(fā)的方法除去。LOGO消費(fèi)工藝消費(fèi)工藝 預(yù)酯化預(yù)酯化 預(yù)醋化是在原料油脂中參與過(guò)量甲醇預(yù)醋化是在原料油脂中參

8、與過(guò)量甲醇, 在酸性在酸性催化劑存在下催化劑存在下, 進(jìn)展預(yù)甲酯化進(jìn)展預(yù)甲酯化, 使游離脂肪酸轉(zhuǎn)使游離脂肪酸轉(zhuǎn)變成甲酯。變成甲酯。 普通預(yù)酯化的反響條件為溫度普通預(yù)酯化的反響條件為溫度90一一95 , 時(shí)間時(shí)間6 h , 酯化后酯化后, 酸值降到酸值降到3 mgKO H/ g 以下。在以下。在此條件下預(yù)酯化的酯化率可到達(dá)此條件下預(yù)酯化的酯化率可到達(dá)97 %。 酯交換酯交換 預(yù)酯化反響完成后預(yù)酯化反響完成后, 用水將其洗至中性用水將其洗至中性, 脫水枯脫水枯燥后燥后, 邊攪拌邊加人邊攪拌邊加人Nao H 的甲醇溶液。將溫的甲醇溶液。將溫度升至一定溫度進(jìn)展酯交換反響度升至一定溫度進(jìn)展酯交換反響,

9、反響反響120 分分鐘后鐘后, 酯化率到達(dá)酯化率到達(dá)99.5 %。反響終了后。反響終了后, 加水洗加水洗滌滌, 水層中含有甘油、過(guò)量的甲醇水層中含有甘油、過(guò)量的甲醇, 上層為甲酯上層為甲酯層。分出的水層進(jìn)展常壓蒸餾層。分出的水層進(jìn)展常壓蒸餾, 回收甲醇回收甲醇, 同時(shí)同時(shí)甘油得到濃縮甘油得到濃縮, 濃縮后的甘油可以再精制。甲濃縮后的甘油可以再精制。甲酯層進(jìn)展蒸餾得到脂肪酸甲酯酯層進(jìn)展蒸餾得到脂肪酸甲酯(生物柴油生物柴油)。LOGO木本油料植物消費(fèi)生物柴油我國(guó)的生物柴油消費(fèi)原料以各種廢油、植物油脂為主各種廢油主要是指廢棄的食用油, 包括2 種: 一種是從剩余飯菜中經(jīng)過(guò)油水分別得到的油脂; 另一種

10、是地溝油, 主要指在餐具洗滌過(guò)程中流入下水道中的油品。植物油脂, 需求從各種植物中提煉, 包括草本植物、木本植物和水生油料植物, 分別指草本油料果實(shí), 如大豆、油菜籽、葵花籽、蓖麻籽、棉籽等; 木本油料果實(shí), 如油桐、麻瘋樹(shù)、黃連木等的種子; 還有工程微藻等水生油料植物L(fēng)OGO一、富含類(lèi)似石油的木本植物原料一、富含類(lèi)似石油的木本植物原料 富含石油的木本植物富含石油的木本植物(又稱(chēng)石油樹(shù)又稱(chēng)石油樹(shù)) 是指那些經(jīng)過(guò)光協(xié)是指那些經(jīng)過(guò)光協(xié)作用把二氧化碳和水直接轉(zhuǎn)化成富含碳?xì)浠衔锏囊蛔饔冒讯趸己退苯愚D(zhuǎn)化成富含碳?xì)浠衔锏囊活?lèi)植物類(lèi)植物, 這類(lèi)植物分泌的乳汁或提取的化學(xué)成分與石油這類(lèi)植物分泌的乳汁

11、或提取的化學(xué)成分與石油的化學(xué)成分類(lèi)似。的化學(xué)成分類(lèi)似。 目前目前, 興隆國(guó)家用于規(guī)模消費(fèi)生物柴油以及我國(guó)目前已興隆國(guó)家用于規(guī)模消費(fèi)生物柴油以及我國(guó)目前已人工種植和有開(kāi)展?jié)摿Φ闹饕腥斯しN植和有開(kāi)展?jié)摿Φ闹饕? 個(gè)樹(shù)種。個(gè)樹(shù)種。 香膠樹(shù)，蘇木科喬木香膠樹(shù)，蘇木科喬木, 原產(chǎn)巴西。將其樹(shù)皮割開(kāi)就可流原產(chǎn)巴西。將其樹(shù)皮割開(kāi)就可流出汁液出汁液, 它的成分與石油類(lèi)似它的成分與石油類(lèi)似, 化學(xué)特性同柴油相仿化學(xué)特性同柴油相仿, 不不需任何加工提煉就可以直接作為燃料油運(yùn)用需任何加工提煉就可以直接作為燃料油運(yùn)用, 假設(shè)經(jīng)過(guò)假設(shè)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工還可以提煉出汽油。簡(jiǎn)單加工還可以提煉出汽油。 香脂蘇木香脂蘇木, 又稱(chēng)

12、苦配巴又稱(chēng)苦配巴,豆科香脂蘇木屬豆科香脂蘇木屬, 該樹(shù)生長(zhǎng)在巴該樹(shù)生長(zhǎng)在巴西西, 高高30 m 高高, 粗粗1m 。直接在其樹(shù)干上鉆孔。直接在其樹(shù)干上鉆孔, 就能流出就能流出油來(lái)油來(lái), 每個(gè)洞流油每個(gè)洞流油3 h, 可得油可得油10 20 L , 日產(chǎn)油日產(chǎn)油25 kg, 其成分接近柴油其成分接近柴油, 可以直接在柴油機(jī)上運(yùn)用?？梢灾苯釉诓裼蜋C(jī)上運(yùn)用。LOGO富含類(lèi)似石油的木本植物原料富含類(lèi)似石油的木本植物原料油楠油楠, 別名科楠、脂樹(shù)、蚌殼樹(shù)、別名科楠、脂樹(shù)、蚌殼樹(shù)、“柴油樹(shù)柴油樹(shù), 蘇木科油楠屬多年生蘇木科油楠屬多年生熱帶珍稀常綠大喬木。油脂存在于木質(zhì)部?jī)?nèi)熱帶珍稀常綠大喬木。油脂存在于木質(zhì)

13、部?jī)?nèi), 可燃性能與柴油類(lèi)似?？扇夹阅芘c柴油類(lèi)似。據(jù)測(cè)定據(jù)測(cè)定, 普通樹(shù)高普通樹(shù)高12 15m , 胸徑胸徑40 50 cm 的油楠樹(shù)就能產(chǎn)油的油楠樹(shù)就能產(chǎn)油, 在樹(shù)干上鉆個(gè)在樹(shù)干上鉆個(gè)5 cm 2 大小的孔大小的孔, 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)2 3 h 后后, 從孔中即可流出從孔中即可流出淡黃色油液淡黃色油液, 一棵大油楠樹(shù)一棵大油楠樹(shù)1 a 可產(chǎn)生柴油幾十公斤?？僧a(chǎn)生柴油幾十公斤。綠玉樹(shù)綠玉樹(shù), 別名光棍樹(shù)別名光棍樹(shù), 大戟科大戟屬直立灌木或小喬木大戟科大戟屬直立灌木或小喬木, 株高株高2 20 m , 原產(chǎn)非洲。綠玉樹(shù)莖干中的白色乳汁中含有碳?xì)浠衔镌a(chǎn)非洲。綠玉樹(shù)莖干中的白色乳汁中含有碳?xì)浠衔? 與石

14、與石油的成分類(lèi)似油的成分類(lèi)似, 在不適宜消費(fèi)糧食的干旱地域栽培在不適宜消費(fèi)糧食的干旱地域栽培, 每年每公頃可每年每公頃可以產(chǎn)以產(chǎn)10 50 桶油。桶油。LOGO二、富含油脂的木本油料樹(shù)種二、富含油脂的木本油料樹(shù)種此類(lèi)木本油料植物的種子中富含脂肪酸甘油酯, 普通不直接用作機(jī)動(dòng)車(chē)燃油, 而是經(jīng)過(guò)酯交換反響, 制成脂肪酸甲酯或乙酯, 即生物柴油而運(yùn)用。目前, 研討較多的木本植物主要有10 種：麻瘋樹(shù)、光皮樹(shù)、黃連木、文冠果、水冬瓜、油棕、油橄、欖油桐、橡膠樹(shù)其他油料木本植物的資源還有阿月渾子、椰子、女貞、苦楝、元寶楓等近年來(lái)，我國(guó)加快了開(kāi)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的步伐，各地方都將目光集中在了幾種目前消費(fèi)技術(shù)都

15、較為完善的燃料油樹(shù)種，如麻瘋樹(shù)、光皮樹(shù)、黃連木等。因此各地方紛紛建立了以種植這些樹(shù)種的生物柴油原料基地。麻瘋樹(shù)，我國(guó)引種它有300 多年的歷史, 目前, 貴州、云南、兩廣都有大量的野生分布, 一切熱帶干旱地域都可以種植, 最高能長(zhǎng)至6 m , 有30 年的收獲期。其果核用來(lái)榨油, 可消費(fèi)供汽車(chē)用的生物柴油。普通種植3 4 年的麻瘋樹(shù)年產(chǎn)種仁可達(dá)4 500 kghm- 2, 種子含油量為35% 40% , 種仁含油量高達(dá)50% 60% , 可提取加工油2 700kghm- 2。LOGO木本生物柴油 木本生物柴油主要有五種： 麻瘋樹(shù)油是一種半干性油, 色澤淡黃。其比重0. 914, 折光率1. 4

16、63, 酸值16. 82, 碘值93. 79, 皂化值192. 2, 不皂化物0. 787%。脂肪組成主要為油酸和亞油酸, 其中油酸含量47. 5% , 亞油酸含量30. 3% 7 。 光皮樹(shù)油是一種理想的生物柴油, 其密度(0. 891 kg L - 1 )、粘度(5. 6 mm 2 s)、十六烷值(38 41)、熔點(diǎn)( - 29.5)、閃點(diǎn)(105)、灰分( 0. 003) 等物理化學(xué)性能與0# 柴油熄滅性能類(lèi)似, 是一種平安、干凈的生物質(zhì)燃料油。 黃連木油主要物理化學(xué)目的到達(dá)美國(guó)生物質(zhì)燃料油以及中國(guó)輕質(zhì)燃料油規(guī)范。 烏桕梓油直接運(yùn)用烏桕梓油代用柴油只能作為短期任務(wù)燃料。然而, 經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的酯化改性后的烏桕甲脂燃料性能與柴油接近。 橡膠籽油經(jīng)過(guò)高溫氣相酯化- 酯交換法所得橡膠籽油生物柴油根本到達(dá)德國(guó)生物柴油規(guī)范(D IN 51606: 1997) , 并與我國(guó)0# 柴油性質(zhì)接近。LOGO結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó), 生物柴