生物柴油化学制备方法

生物柴油是一种对环境友好可再生燃料,对解决日益枯竭石油资源和由石化柴油燃烧而带来环境问题有重要意义。该文对目前制备生物柴油几种化学方法:均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界法进行比较,并认为超临界法对原料要求低,且在生产工艺、生产周期和生产成本方面都比其它方法具有一定优越性。     

生物柴油生产技术及其开发意义

本文对生物柴油生产技术进行研究,在甲醇与油脂摩尔比为4.5～7.5:1范围内,反应温度 为 60～80℃条件下,使用 NaOH为催化剂。通过两步连续反应,生产出总甘油和游离甘 油分别低于0.25％和0.02％的生物柴油。同时对降低生物柴油中总甘油和游离甘油技 术进行了研究。并对发展我国生物柴油产业的意义进行分析。     

湿藻油脂制备生物柴油的研究进展

利用含油量高、生长速度快及能净化环境的微藻转化制取生物燃料具备较大发展潜力,是实现“碳中和”和解决环境问题的有效途径之一。为了降低微藻制取生物柴油的能耗,利用湿法提取技术直接从湿藻生物质中提取油脂制备生物柴油成为研究热点,综述了传统细胞破壁提油酯交换法、原位酯交换法及新型水热破壁提油酯交换法3种湿藻油脂制备生物柴油的研究情况并分析了各自存在的问题。传统细胞破壁提油酯交换法需要有机溶剂提取油脂和酯交换两步实现生物柴油的制备,生产工艺复杂,生产投入较高。原位酯交换法可实现微藻生物质一步转化为生物柴油,但存在醇消耗量过大(酸催化原位酯交换)或高温高压能耗高(超临界醇原位酯交换)等问题。新型水热破壁提油酯交换法能够在不使用有机溶剂的情况下实现湿藻油脂的高效分离,但水热温度较高时油脂会与微藻其他组分反应导致油脂品质劣化,水热温度较低时难以有效破坏细胞壁导致油脂提取效率降低。绿色溶剂辅助水热法可有效降低水热温度并抑制副产物的生成,可提高湿藻油脂提取率。为实现湿藻油脂的高效、环保、低耗制备生物柴油,可进一步依托深共熔溶剂等创新绿色溶剂低耗高效绿色提取微藻油脂。     

生物柴油的生产工艺与实践

生物柴油是优质的石油柴油代用品,酸催化、碱催化酯交换（酯化）法生产生物柴油是目前已工业化生产的方法。本文介绍、分析了国内不同原料用酸催化、碱催化酯交换（酯化）法生产生物柴油的各种不同工艺,并提出了一些设计、安装、生产操作过程应注意的问题及建议。     

3种生物柴油氧化降解特性研究

利用Rancimat试验法氧化降解菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油、小桐子油生物柴油,采用GC-MS测定不同氧化时间下的生物柴油中主要脂肪酸甲酯含量变化,进而通过半衰期法计算动力学参数(反应级数、速率常数),同时研究生物柴油氧化深度与热值的关系,并对氧化前后生物柴油样品进行FTIR分析。研究表明:除大豆油生物柴油中的硬脂酸甲酯外,3种生物柴油中主要脂肪酸甲酯氧化降解反应级数都为1;氧化降解反应速率从小到大依次为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯;氧化降解时间与热值为一元三次函数关系;另外,FTIR分析表明在1 740 cm~(-1)处的吸光度随着氧化降解时间延长不断增加,说明氧化程度不断加深。     

金属有机骨架固定化脂肪酶的构筑及其催化制备生物柴油的研究进展

金属有机骨架(MOF)具有多样性、高比表面积、化学稳定性和易于后修饰等优势,是固定化酶的优良载体。为了促进生物柴油的发展,针对MOF固定化脂肪酶的方法及其在生物柴油生产中的应用进展进行了综述。MOF固定化脂肪酶的方法有物理吸附法、共价结合法、原位包埋法等,采用MOF固定脂肪酶生产生物柴油,在一定程度上降低了生产成本和提高了产率。开发新型的脂肪酶固定化方法及寻求合适的固定化载体是生物柴油发展的关键。     

生物柴油氧化安定性能改进研究进展

生物柴油的氧化安定性能差严重制约着生物柴油的发展和商业应用,如何经济有效地改进生物柴油氧化安定性能,一直是研究的热点。总结了添加抗氧化剂法、掺混法和加氢法3种生物柴油氧化安定性能改进方法,分析了各种方法的优点和存在的问题,探讨了新的改进生物柴油氧化安定性能方法,以实现生物柴油氧化安定性能与低温流动性能同步优化和抗氧化剂抗氧化性能与油溶性能同步优化为目的,研发以添加新型抗氧化剂和改变生物柴油酯基结构相结合优化改进生物柴油氧化安定性能新技术,促进生物柴油品质提高和大规模商业化应用,为生物柴油氧化安定性能的改进提供理论和技术支撑。     

大豆油生物柴油降凝方法研究

以大豆油为原料通过酯交换法制备生物柴油,测定其凝点为–2℃,闪点为112℃,说明生物柴油比0号柴油具有更高安全性,但其凝点限制使用范围。该实验研究柴油混合法、加入降凝剂法和混合降凝法等以降低生物柴油凝点,结果表明,混合降凝方法优于其它降凝方法;当生物柴油降凝剂与低硫柴油共同作用时,能有效降低生物柴油凝点及粘度。     

正交法优化生物柴油中甘油的脱除工艺

利用正交法优化水洗生物柴油脱除甘油的工艺。用单因素实验研究影响水洗生物柴油脱除甘油的因素,再用正交法优化工艺条件。影响水洗生物柴油中甘油去除率的因素主次顺序为:水洗温度>水洗次数>搅拌速度>搅拌时间>生物柴油与水的体积比。水洗生物柴油脱除甘油的最佳工艺条件为:水洗温度50℃,水洗次数至少3次,搅拌速度400r/min,搅拌时间10min,生物柴油与水的体积比4∶1。生物柴油经最佳工艺条件水洗,其甘油残留量符合美国ASTMD6751-02的标准规定。     

生物酶法制备生物柴油的研究进展

介绍了制备生物柴油的原料油脂;探讨了酶催化反应制备生物柴油的机理;对影响胞外酶法酯交换反应的酰基受体及其添加策略、反应介质、水含量、反应温度、固定化形式等因素进行了综述;就胞内酶法催化制备生物柴油及脂肪酶工程的研究现状进行了介绍.     

16种生物柴油的液体燃料特性试验研究

生物柴油的低温流动性能、点火与燃烧性能、润滑性能等液体燃料特性对其商业化推广应用及快速发展具有十分重要的意义。以16种生物柴油和0~#柴油为研究对象,对其液体燃料特性参数进行了试验研究。结果表明:16种生物柴油比0~#柴油的密度高2.86%～11.69%,亚麻籽油生物柴油和蓖麻籽油生物柴油的密度不符合我国生物柴油国家标准;16种生物柴油运动黏度均符合我国生物柴油国家标准,且均高于0~#柴油;花生油生物柴油和棕榈油生物柴油冷滤点高于0~#柴油,其余生物柴油均低于0~#柴油;16种生物柴油十六烷值均大于0~#柴油,热值均低于0~#柴油,葵花籽油生物柴油、菜籽油生物柴油和玉米油生物柴油十六烷值不符合我国生物柴油国家标准;16种生物柴油中除棕榈油生物柴油馏程低于0~#柴油外,其余均高于0~#柴油,且亚麻籽油生物柴油和蓖麻籽油生物柴油馏程不符合我国生物柴油国家标准;16种生物柴油中蓖麻籽油生物柴油残炭含量和灰分含量不符合我国生物柴油国家标准,大豆油生物柴油、棉籽油生物柴油、橡胶籽油生物柴油和蓖麻籽油生物柴油机械杂质含量不符合我国生物柴油国家标准;16种生物柴油的磨斑直径均低于0~#柴油,且差别不大。     

大豆生物柴油氧化稳定性影响因素的研究

以大豆生物柴油为原料,通过Rancimat酸败法测定大豆生物柴油氧化稳定性,研究了大豆生物柴油的不饱和度、制备过程和存储过程中相关因素对大豆生物柴油氧化稳定性的影响。结果表明:大豆生物柴油不饱和度越低,其氧化稳定性越好;大豆生物柴油中水分残留量和甲醇残留量越高,其氧化稳定性越差,甘油残留量对大豆生物柴油氧化稳定性的影响较小,因此大豆生物柴油中水分残留量应低于0.05%,甲醇残留量应低于0.2%;大豆生物柴油的氧化诱导期随温度的升高而迅速缩短,且随空气流量增加呈线性下降,金属离子对大豆生物柴油氧化降解起催化作用,光照和通风导致大豆生物柴油极易氧化,因此大豆生物柴油应在避光不通风条件下,低温存储在含金属离子少的碳钢容器中。     

生物柴油低温过滤阻塞性能的影响因素及评价方法

生物柴油低温过滤阻塞性能差是阻碍生物柴油发展的重要原因之一。为了加强生物柴油行业规范化,促进生物柴油产业健康发展,综述了生物柴油低温过滤阻塞性能的影响因素和评价方法,并根据不同影响因素提出了建议。生物柴油中饱和脂肪酸甲酯、脂肪酸甘油酯、游离甘油、甾醇糖苷均会影响生物柴油低温过滤阻塞性能。可通过调变生物柴油分子结构,添加流动性改进剂和冷冻分离饱和脂肪酸甲酯等方法,减少饱和脂肪酸甲酯对生物柴油低温过滤阻塞性能的负面影响。ASTM D7501是评价生物柴油低温过滤阻塞性能的有效方法。在ASTM D7501基础上,制定的适用于我国生物柴油低温过滤阻塞性能评价的试验方法,对于促进我国生物柴油产品品质提升具有现实意义。     

生物柴油的研究现状及发展前景

对生物柴油的研究现状及发展前景进行了综述。总结了生物柴油的理化特性及制备方法,并对生物柴油国内外发展现状进行了介绍,指出了制约生物柴油发展的因素及相应的对策,对我国生物柴油的发展前景进行了分析和阐述,以期为生物柴油的开发利用提供借鉴。     

废动植物油工业化生产生物柴油产品质量的探讨

参照国外生物柴油的质量标准,结合福建龙岩卓越新能源发展有限公司万吨级工业生产生物柴油的质量中控经验,讨论了废动植物油工业化生产生物柴油的产品质量问题,供国内同行参考。     

劣质食用油碱催化酯交换制备生物柴油初探

以市售的劣质食用油为原料、KOH为催化剂酯交换反应制备生物柴油,研究了反应条件温度、时间、醇油物质的量之比和KOH的用量对生物柴油得率的影响。结果表明:随着温度的增加,生物柴油得率先增加后降低,反应温度为65℃时,得率最高,达92.6%;反应1.5 h后,生物柴油得率达89.2%,继续延长反应时间,得率增加缓慢;醇油物质的量之比对得率的增加影响较小,过大还会降低得率;KOH用量为0.8%,生物柴油得率最高,可达92.9%,继续增加KOH用量,得率降低。通过单因素实验和正交实验分析,得出了制备生物柴油的最佳条件:反应温度65℃、反应时间2 h、醇油物质的量之比为6:1、KOH用量为0.8%。     

餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机性能、排放特性以及燃烧特性的影响北大核心CSCD

为探讨生物柴油应用于船舶柴油机的可行性,将餐厨废弃油脂生物柴油与柴油混合,在船舶柴油机上进行试验,测试其对船舶柴油机性能、排放特性和燃烧特性的影响。结果表明:生物柴油混合物的高黏度以及低热值会降低有效热效率,并导致燃油消耗率略有升高;由于生物柴油的高含氧量促进完全燃烧,相比于柴油,燃烧生物柴油混合物后,一氧化碳排放量最高下降17%,二氧化碳排放量最高下降5.1%,二氧化硫排放量最高下降41%,碳烟排放量最高下降36%;生物柴油过快的燃烧速率提高了气缸内的燃烧温度,以及高含氧量促进了氮氧化物的排放;生物柴油混合物燃烧时的缸内压力与柴油非常接近。餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机的性能、燃烧特性和排放特性均具有较好的表现,可以作为柴油的替代燃料用于船舶柴油机。     

均相碱催化大豆油制备生物柴油的比较研究

选用氢氧化钠和氢氧化钾碱性催化剂,以大豆油为原料催化制备生物柴油,通过正交试验得到了各自的最佳制备条件和影响因素次序.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)等现代仪器对生物柴油进行了详细地定性和定量分析,结果表明反应均得到了较高纯度的生物柴油产品,并且氢氧化钾的催化活性大于氢氧化钠,所得生物柴油产率和纯度更高.     

生物柴油的标准和质量控制

标准能指导生产优质的生物柴油,同时也是市场准入的重要条件,生物柴油的发展刺激着标准的建立.对生物柴油的各项指标进行综述,讨论了生物柴油的稳定性.     

天然酚酸类化合物对生物柴油氧化安定性的影响

探讨了天然酚酸类化合物对抑制生物柴油氧化反应的影响,并分析了天然酚酸类化合物及BHT对生物柴油的酸值和过氧化值的影响。研究结果表明:天然酚酸类化合物可有效降低生物柴油的酸值和过氧化值。其中,迷迭香提取物的抗氧化效果最好,添加0.10%迷迭香提取物样品,360 h时酸值降低46.6%,过氧化值降低38.9%。添加0.04%BHT样品在相同条件下的酸值和过氧化值均高于添加0.04%迷迭香提取物样品的。迷迭香提取物中的强弱抗氧化成分之间形成协同作用,提高抗氧化效果;并且猝灭单重态氧,抑制生物柴油的光氧化。