废弃油脂制备生物柴油的工艺 当前位置:首页成果转化

方案详述(编号:T2015100083)


一、技术背景

产业化石油资源是世界各国能源消费的主体,随着现代工业的发展,对石油的需求量将越来越大, 而地球石化资源有限,消费量却不断增加,全球能源形势日趋严峻。面临石油储量的不断减少,能源需求的不断增长,以及化石燃料引起的环境污染问题,开发新的、对环境无害的、非石油类的可再生能源是未来能源发展的必然趋势。 
生物柴油,亦称燃料甲酯,是一种用植物油或动物油加工制取的新型燃料。按其化学成分分析,生物柴油是一种通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油酯分解而获得的高脂酸甲酯,其性能与零号柴油相近、使用生物柴油时无需对现有柴油机进行结构改进,因此生物柴油正受到前所未有的瞩目。 

我国现有油料作物年产油脂在1000万t左右,尚不足以满足国内食用油消费市场需求。因此,以食用油脂为原料制取生物柴油是不现实的,不符合我国的实际情况。我国每年产生大量的餐饮废油及植物油厂的精炼副产物,如脱臭馏出物、皂脚等。美国Idaho National E&E laboratory进行过煎炸油生产生物柴油的试验,香港巴士燃用利用回收餐饮废油生产的生物柴油,国内也有很多企业利用回收废油生产生物柴油,通过用这些作原料生产生物柴油,能够创造巨大的经济效益,而且还具有深远的环保和国防意义。

因此我们针对上述问题也研发出来一套废弃油脂制备生物柴油的工艺。来解决环保和提高油产量的问题。


 

二、技术原理

废弃油脂含有大量杂质和水分,其主要成分为甘油三酯和游离脂肪酸。生物柴油的制备主要是利用其中的甘油三酯和脂肪酸在催化剂作用下,与甲醇反应,生成脂肪酸甲酯的过程。


三、应用与影响

用废弃油脂制备生物柴油,不仅可以产生可观的经济效益,还具有良好的社会效益和生态效益。

技术优势


与现有技术相比,利用废弃油脂制备生物柴油的工艺优势体现在:

  • 其硫含量低、不含芳香族烷烃,而且生物降解性高,具有优良的环保特性;
  • 具有较好的低温发动机启动性能;
  • 具有较好的润滑性能;
  • 由于其闪点高,在运输和储存方面具有较好的安全性能;
  • 其十六烷值高,具有良好的燃料性能;
  • 具有可再生性;
  • 可有效地利用资源,消除环境污染,变废为宝;
  • 制备方法清洁,无废水产生,无二次污染。

技术效果与指标


目前,改工艺已通过小试,进入中试阶段。我们通过小试得出的实验结论如下:

  • 以废弃油脂为原料生产生物柴油,必须进行必要的前处理,以避免对后续反应的影响。
  • 脱胶的最佳条件,温度80℃,2‰85%磷酸,10%80℃热水。
  • 预酯化的最佳条件,甲醇和游离脂肪酸摩尔比10:1,反应温度为70℃,催化剂浓H2SO4用量为3%,反应时间为2.5h。
  • 酯交换的最佳条件,甲醇和甘油三酯摩尔比15:1,反应温度为70℃,催化剂NaOH用量为1%,反应时间为2.5~3h。
  • 高真空蒸馏最佳条件,绝压100~300Pa,收集160~210℃的馏分。
  • 酯交换后采用先中和后水洗的工艺,避免了皂化层的产生。
  • 采用专有技术降低酯交换后产品的酸价,产品达到国家标准。

案例详述


项目以餐厨废弃油脂治理为目标,围绕餐厨废弃油脂制生物柴油成套装置及车用关键技术,历经十余年产学研联合攻关,发明了适合我国餐厨废弃油脂的预处理工艺以及生物柴油固体催化生产反应器,建成了具有自主知识产权的年产3万吨餐厨废弃油脂制生物柴油生产成套装置2套;发明了低成本高性能乳化剂,研制出高稳定性生物乳化柴油生产工艺,建成了年产3千吨的乳化柴油生产成套装置2套;发明并研制了生物柴油发动机低NOX、低颗粒排放尾气后处理装置;从柴油机燃油系统材料兼容性、燃烧特性、大规模推广应用最佳混合比例、电控柴油机智能控制管理系统等方面攻克了生物柴油及混合燃料与发动机匹配关键技术。在国内首次建立了可推广的餐厨废弃油脂制生物柴油“收、运、处、用”闭环管理模式,彻底避免其回流餐桌。

适用对象


适用于餐厨废弃油脂处理。