2021年生物柴油制備方法及國內外發(fā)展現(xiàn)狀

1、to be successful, go crazy first and move forward with a simple mind.精品模板助您成功?。╳ord文檔/a4打印/可編輯/頁眉可刪）生物柴油制備方法及國內外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著城市對能源需求的不斷增加，石油資源的日益枯竭，全世界都將面臨能源短缺的危機，而且石油燃燒對環(huán)境造成嚴重的污染，在很大程度上影響著人們的健康水平，于是對生物柴油的研究應用成為緩解日益惡化的能源和環(huán)境問題的焦點。 1 生物柴油的定義及優(yōu)點1.1 定義生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲廢油等為原料，通過酯交換工藝制成的有機

2、脂肪酸酯類燃料1。產業(yè)化生產中所說的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸與甲醇發(fā)生酯化反應后的生成物?；诿绹锊裼蛥f(xié)會定義，生物柴油是指以植物、動物油脂等可再生生物資源生產的可用于壓燃式發(fā)動機的清潔替代燃料。天然油脂由長鏈脂肪酸的甘油三酯組成，分子量大，接近7001000，雖本身可以燃燒，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要設計專門的柴油機。酯交換后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，與柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也無需設計專門的柴油機。且具有接近于柴油的性能，是一種可以替代柴油使用的環(huán)境友好的環(huán)保燃料。1.2 優(yōu)點生物柴油與石化柴油具有相

3、近的性能，并具有顯著的優(yōu)越性2,3：(1)具有優(yōu)良的環(huán)保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烴，不含芳烴和硫(10g/g)，燃燒尾 1講座論文氣對人體損害低于柴油，生物柴油的生物降解性高。(2)具有較好的潤滑性能。在其加劑量僅為0.4時，生物柴油就顯示出抗磨作用，可以緩解由于推行清潔燃料硫含量降低而引起的車輛磨損問題，增強車用柴油的抗磨性能。(3)具有較好的安全性能。由于閃點較石化柴油高，大于100，生物柴油不屬于危險燃料，在運輸、儲存、使用方面的優(yōu)點顯而易見的。(4)具有良好的燃燒性能。其十六烷值高，大于56(普通柴油為49)，燃燒性好于柴油。燃燒殘留物呈微酸性使催化劑和發(fā)動機機油的使用壽命延

4、長。(5)具有可再生性能。作為可再生能源，其供應不會枯竭。(6)使用生物柴油的系統(tǒng)投資少。原有的引擎、加油設備、儲存設備和保養(yǎng)設備等基本不需改動。(7)生物柴油以一定比例與石化柴油調和使用，可以降低油耗、提高動力性，降低尾氣污染。2 生物柴油制備方法目前，生物柴油制備方法主要有直接混合法、微乳化法、高溫裂解法和酯交換法4。前兩種方法屬于物理方法，雖簡單易行，能降低動植物油的黏度，但十六烷值不高，燃燒中積炭及潤滑油污染等問題難以解決。高溫裂解法過程簡單，沒有污染物產生，缺點是在高溫下進行，需催化劑，裂解設備昂貴，反應程度難控制，且高溫裂解法主要產品是生物汽油，生物柴油產量不高。工業(yè)上生產生物柴油

5、主要方法是酯交換法。在酯交換反應中，油料主要成分三甘油酯與各種短鏈醇在催化劑作用下發(fā)生酯交換反應得到脂肪酸甲酯和甘油?？捎糜邗ソ粨Q的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，其中最常用的是甲醇，這是由于甲醇價格較低，碳鏈短，極性強，能夠很快與脂肪酸甘油酯發(fā)生反應，且堿性催化劑易溶于甲醇。酯交換反應是可逆反應，過量的醇可使平衡向生成產物的方向移動，所以醇的實際用量遠大于其化學計量比。反應所使用的催化劑可以是堿、酸或酶催化劑等，它可加快反應速率以提高產率。酯交換反應是由一系列串聯(lián)反應組成，三甘油酯分步轉變成二甘油酯、單甘油酯，最后轉變成甘油，每一步反應均產生一個酯。酯交換法包括酸催化、堿催化、生物酶催化

6、和超臨界酯交換法等。2.1 直接混合法在生物柴油研究初期，研究人員設想將天然油脂與柴油、溶劑或醇類混合以降低其黏度，提高揮發(fā)度。1983年amans等將脫膠的大豆油與2號柴油分別以1:1和1:2的比例混合，在直接噴射渦輪發(fā)動機上進行600 h的試驗。當兩種油品以1:1混合時，會出現(xiàn)潤滑油變渾以及凝膠化現(xiàn)象，而1:2的比例不會出現(xiàn)該現(xiàn)象，可以作為農用機 2講座論文械的替代燃料。ziejewski等人將葵花籽油與柴油以1:3的體積比混合，測得該混合物在40下的黏度為4.8810-6 m2/s，而astm (美國材料實驗標準)規(guī)定的最高黏度應低于4.010-6 m2/s，因此該混合燃料不適合在直噴柴

7、油發(fā)動機中長時間使用。而對紅花油與柴油的混合物進行的試驗則得到了令人滿意的結果。但是在長期的使用過程中該混合物仍會導致潤滑油變渾5。2.2 微乳液法微乳狀液是由兩種不互溶的液體混合而形成的直徑在1150nm的膠質平衡體系，一種透明的、熱力學穩(wěn)定的膠體分散系6。1982年georing等用乙醇水溶液與大豆油制成微乳狀液，這種微乳狀液除了十六烷值較低之外，其他性質均與2號柴油相似。ziejewski等以體積比為53.3的葵花籽油、13.3的甲醇以及33.4的1一丁醇制成乳狀液，在200 h的實驗室耐久性測試中雖然沒有出現(xiàn)嚴重的破乳現(xiàn)象，但使用時仍出現(xiàn)了積炭和使?jié)櫥宛ざ仍黾拥葐栴}。neuma等7使用表面活性劑、助表面活性劑、水、柴油和大豆油為原料，開發(fā)了一種新的微乳狀液體系，由柴油(3.160 g),大