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    生物柴油产业发展的技术策略

    2012-08-23 09:48:22
    生物燃料作为可再生资源,越来越得到世界各国的重视和追捧,作为生物燃料制取的技术问题,始终在制约着生物燃料的发展,提高产量是必经之路,只有在不断增加产能的基础上,再能找到更好的制备技术,下面就几个方面对生物柴油产业发展的技术策略加以论述!

        1.提高生物柴油生产水平
        我国生物柴油产业的发展,除了要有高质量、低值和充足的原料供应处,还必须提高生物柴油产率,优化生产工艺,提高生物柴油的生产水平。生物柴油生产的关键技术在于酯交换工艺的改进。现行的经典化学法主要是酸(H2S04),碱(NaOH或KOH)催化酯化反应法。该法的特点是催化效率高,工艺成熟;缺点是酯化过程中的废酸(碱)液的排放,不利于环境保护,影响生态。因此,在现有基础上,进一步研究一种新的酯交换方法来替代现行的经典方法,是提高生物柴油生产水平的关键所在。
        当前研究得较多的酯交换工艺为固体催化剂法、生物酶法、阴、阳离子交换树脂、超临界法等。这些新的醋交换方法必须具备在保持高催化效果的前提下,既能克服了化学法酯化过程中的废酸(碱)液的排放,利于环境保护,同时又避免催化剂成本高、使用寿命短等问题。在研究和开发新的酯交换方法时,可以从以下的几个步骤着手。
        一是以催化活性的高低来选择优良的催化剂,考察催化剂重复利用次数。研究催化脂肪酸与甲醇酯化反应速率,以确定催化制备生物柴油反应动力学模型。
        二是以生物柴油转化率和得率为指标,优化连续法树脂催化制备生物柴油*佳工艺参数,包括原料品质的影响,催化剂含水量的影响。油醇摩尔比的影响,反应时间的影响,反应温度的影响,流速的影响等。
        三是设计一个全连续的催化制备生物柴油的工艺路线和主要设备,并从整个角度来评价它的各项性能指标。在此基础上,进行中试放大试验来验证路线和主要设备的实用性,考察各操作参数对生物柴油产率的影响,并进行经济可行性评估。为开发一套连续制备生物柴油的工业化装置,以推动我国制备生物柴油的工业进程。
        此外,还需研究和开发以适应其他植物油脂、加工下脚料(如菜籽油脚、大豆油脚)、木本油料(如麻风果、黄连木)等为原料制备生物柴油的工艺及综合加工利用工艺,使生产线能适应各种原料,以确保原料的供应。
     
        2.综合利用副产品,降低生产成本
        国内外的研究表明,原料费用、生产工艺、生产规模、生物柴油制取过程中的附属产品是影响生物柴油生产成本的主要因素。例如,以废弃烹饪油为原料生产生物柴油时,酸催化工艺的经济可行性优于碱催化工艺。规模化生产可节约固定资产和管理费用,提高工人和辅助设备的使用效率。然而,生物柴油主要的障碍是生产成本高,其成本大约为石化柴油的1.5倍。总成本中70%-95%是原料费用。目前在价格上,与石化柴油相比,生物柴油没有优势。解决这一问题的主要途径可考虑“墙内损失墙外补”的办法,对在生产生物柴油的过程中产生的副产物进一步深加工,生产更高附加值的产品来弥补生产生物柴油的亏损。如用米糠油生产生物柴油,由于米糠油富含糠甾醇,在粗生物柴油(即粗甲脂)经过减压蒸馏获得优质生物柴油后的剩余物可以综合利用,制造高附加值的植物甾醇,用于制药、化妆品、食品等行业中。华中农业大学以某一油脂厂用菜籽毛油精炼后的脱臭馏出物为原料,设计了一条综合利用的路线,将制备生物柴油后的剩余物,再经过冷冻、分离、提纯等工艺,*后获得约60%的生物柴油、25%以上的植物甾醇、5%以上的维生素E。该综合利用工艺路线具有低成本、生态环保性、高品质、多产品的综合效应特点。为植物油脂下脚料转化为生物柴油和综合利用开辟了一条新途径。
        近期,华中农业大学在国家和湖北省重点科技项目的资助下.研究和开发出一条用油菜籽为原料的新型工艺路线,该工艺除了生产出生物柴油外,并对其剩余物菜籽饼粕深加工,生产出饲用浓缩蛋白、植酸、莱籽多糖和菜籽多酚产品,获得较好的效果。
        华中农业大学研发成功并完成中试进人生产阶段的油菜籽制取生物柴油-饼粕综合利用法,通过生物柴油生产中饼粕的综合利用,获得了高质量的生物柴油、甘油、植酸钠、饲用浓缩蛋白、莱籽多糖、菜籽多酚等高价值产品,可以弥补生物柴油的高成本,保障生物柴油总体成本的降低,不失为发展生物柴油的一条好路径。

    3.菜籽油生产生物柴油的性能指标:
    项目 指标
    密度(15℃)/(g/cm3) 0.875-0.900
    闪点/℃ >110
    粘度(40℃)(mm2/s) 3.5-5.0
    中和值/(mgKOH/g) <0.5
    游离甘油/% <0.02
    总甘油(水解后)/% <0.25
    焦化值/% <0.05
    十六烷值 >50
    含硫物/% <0.03
    总硫物/% <0.01
    甲醇/% <0.3
    碘值 <115
    总杂质/(mg/kg) <20
    冷滤点/℃ <-8
    水/(mg/kg)
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