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基本信息

項(xiàng)目名稱：
環(huán)保催化生物柴油的制備
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本課題主要是以地溝油為原料，采用新型固體酸為催化劑制備生物柴油，即避免了地溝油回流餐桌，提高國(guó)人的食品安全，又節(jié)約了能源。同時(shí)采用固體酸為催化劑，避免了傳統(tǒng)催化劑的廢酸廢堿排放。同時(shí)生產(chǎn)出的生物柴油于傳統(tǒng)的石化柴油相比，幾乎沒(méi)有氮硫等有害氣體的排放，具有重大的環(huán)保意義，及經(jīng)濟(jì)效益。
詳細(xì)介紹：
生物柴油在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展已經(jīng)有很多年的歷史，2009年歐盟的生物柴油產(chǎn)量突破500萬(wàn)噸，其中法國(guó)和德國(guó)是最大的生產(chǎn)國(guó)。歐盟從農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼和生產(chǎn)免稅兩個(gè)方面支持生物柴油發(fā)展。美國(guó)自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始生產(chǎn)生物柴油，1998年制定了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)到2001年年產(chǎn)量已達(dá)6萬(wàn)噸。發(fā)達(dá)國(guó)家制備生物柴油主要以植物油為原料，政府會(huì)從各個(gè)方面給與補(bǔ)貼。 生物柴油的制備方法主要有：酸催化法、堿催化法、酶催化法和超臨界酯交換法。傳統(tǒng)的酸催化法用到的催化劑為液態(tài)無(wú)機(jī)酸,主要有硫酸、鹽酸和磷酸等。在酸催化法的條件下,游離脂肪酸會(huì)發(fā)生酯交換反應(yīng),且酯交換反應(yīng)速率很快,因此該法適用于游離脂肪酸和水分含量高的油脂制備生物柴油,其產(chǎn)率高,但試驗(yàn)中大量使用無(wú)機(jī)強(qiáng)酸對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕大，而且反應(yīng)使用的大量無(wú)機(jī)酸無(wú)法回收，直接排放又會(huì)造成很大的環(huán)境污染。堿催化法采用的催化劑為堿性催化劑,一般為NaOH、KOH、NaOMe、KOMe、有機(jī)胺等。在無(wú)水情況下,堿性催化劑酯交換活性通常比酸性催化劑高。傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程是采用在甲醇中溶解度較大的堿金屬氫氧化物作為均相催化劑,它們的催化活性與其堿度相關(guān)。堿催化法可在低溫下獲得較高產(chǎn)率,但它對(duì)原料中游離脂肪酸和水含量卻有較高要求。在反應(yīng)過(guò)程中,游離脂肪酸會(huì)與堿發(fā)生皂化反應(yīng)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象,所含水分則能引起酯的水解,進(jìn)而發(fā)生皂化反應(yīng),同時(shí)它也能減弱催化劑活性,結(jié)果會(huì)使甘油相和甲酯相變得難以分離,從而使反應(yīng)后處理過(guò)程變得繁雜。酶催化法和超臨界酯交換法使近幾年發(fā)展起來(lái)的新方法，特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、但設(shè)備投資大，成本高，難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

作品圖片

  • 環(huán)保催化生物柴油的制備

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

隨著化石能源的日益短缺及環(huán)境污染的加重，人們迫切希望能夠找到一種可再生、污染低的替代能源。生物柴油是利用動(dòng)植物油脂為原料生產(chǎn)的一種可代替石化柴油的液體燃料，它是典型的“綠色能源”，被業(yè)內(nèi)人士稱為“陽(yáng)光燃料”。本課題采用地溝油為原料，即降低了成本，又能防止地溝油回流餐桌。同時(shí)本課題采用新型固體酸作為催化劑，既降低了成本有避免了廢酸廢堿的排放，制備的生物柴油完全符合標(biāo)準(zhǔn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

傳統(tǒng)的生物柴油制備主要采用動(dòng)植物油脂作為原料，有的甚至選用大豆油、豬油等，導(dǎo)致制備出產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高。而本課題選取地溝油作為原料，既降低了成本，又能防止大量地溝油被不法分子加工之后又回流餐桌，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 制備生物柴油主要有酸催化法、堿催化法、酶催化法和超臨界酯交換法，傳統(tǒng)的酸堿催化法有大量的廢酸廢堿排放，酶催化法和超臨界酯交換法設(shè)備投資大，成本高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，本課題選用新型負(fù)載固體酸作

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

實(shí)物、樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用本方法制備的生物柴油具有成本低、產(chǎn)品質(zhì)量符合生物柴油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以單獨(dú)作為柴油使用，也可于石化任意比混合使用。我國(guó)每年地溝油產(chǎn)量達(dá)300多萬(wàn)噸，原料來(lái)源供應(yīng)穩(wěn)定。地溝油價(jià)格在2千元/噸左右，制得生物柴油成本為3千元/噸，市場(chǎng)價(jià)格為6千-7千元/噸。具有很大的利潤(rùn)空間和市場(chǎng)前景。

同類課題研究水平概述

生物柴油在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展已經(jīng)有很多年的歷史，2009年歐盟的生物柴油產(chǎn)量突破500萬(wàn)噸，其中法國(guó)和德國(guó)是最大的生產(chǎn)國(guó)。歐盟從農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼和生產(chǎn)免稅兩個(gè)方面支持生物柴油發(fā)展。美國(guó)自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始生產(chǎn)生物柴油，1998年制定了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)到2001年年產(chǎn)量已達(dá)6萬(wàn)噸。發(fā)達(dá)國(guó)家制備生物柴油主要以植物油為原料，政府會(huì)從各個(gè)方面給與補(bǔ)貼。 生物柴油的制備方法主要有：酸催化法、堿催化法、酶催化法和超臨界酯交換法。傳統(tǒng)的酸催化法用到的催化劑為液態(tài)無(wú)機(jī)酸,主要有硫酸、鹽酸和磷酸等。在酸催化法的條件下,游離脂肪酸會(huì)發(fā)生酯交換反應(yīng),且酯交換反應(yīng)速率很快,因此該法適用于游離脂肪酸和水分含量高的油脂制備生物柴油,其產(chǎn)率高,但試驗(yàn)中大量使用無(wú)機(jī)強(qiáng)酸對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕大，而且反應(yīng)使用的大量無(wú)機(jī)酸無(wú)法回收，直接排放又會(huì)造成很大的環(huán)境污染。堿催化法采用的催化劑為堿性催化劑,一般為NaOH、KOH、NaOMe、KOMe、有機(jī)胺等。在無(wú)水情況下,堿性催化劑酯交換活性通常比酸性催化劑高。傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程是采用在甲醇中溶解度較大的堿金屬氫氧化物作為均相催化劑,它們的催化活性與其堿度相關(guān)。堿催化法可在低溫下獲得較高產(chǎn)率,但它對(duì)原料中游離脂肪酸和水含量卻有較高要求。在反應(yīng)過(guò)程中,游離脂肪酸會(huì)與堿發(fā)生皂化反應(yīng)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象,所含水分則能引起酯的水解,進(jìn)而發(fā)生皂化反應(yīng),同時(shí)它也能減弱催化劑活性,結(jié)果會(huì)使甘油相和甲酯相變得難以分離,從而使反應(yīng)后處理過(guò)程變得繁雜。酶催化法和超臨界酯交換法使近幾年發(fā)展起來(lái)的新方法，特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、但設(shè)備投資大，成本高，難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
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