生物柴油的制备工艺
新型生物柴油的制备与评价研究
新型生物柴油的制备与评价研究随着环保意识的不断提高，替代传统石油燃料成为人们研究的重要领域。
在这个领域中，生物柴油作为一种可再生的燃料备受关注。
而近年来，新型生物柴油的制备与评价研究已经成为该领域的重要研究方向。
一、新型生物柴油的制备技术1. 微生物发酵法微生物发酵法是一种用微生物将储存在油脂中的三酸甘油酯分解转化为生物柴油的方法。
该方法的优势在于能够有效地利用聚酰肽、油酯、甚至是污水为原料，减少资源浪费和环境污染。
2. 超临界反应超临界反应是一种利用CO2作为中介物质的制备方法，可以有效地将精炼的植物油转化为生物柴油，同时还能回收CO2。
3. 微波辅助反应微波辅助反应是一种加快酸碱催化剂作用下反应速度的方法，可以大大缩短反应时间和提高产率。
同时，也可消耗较少的催化剂，减少环境对催化剂的影响。
二、新型生物柴油的评价指标新型生物柴油的评价指标通常包括以下几个方面：1. 端羟基值端羟基值反映了生物柴油内甘油三酯的含量，是评价生物柴油储存性能的重要参数。
2. 酸值酸值指油脂中游离酸的含量，超过一定酸值上限会导致生物柴油中绿藻等微生物的生长，影响储存期限。
3. 凝固点凝固点是指低温条件下生物柴油的流动性，低凝固点对于冷地使用生物柴油尤为重要。
4. 闪点闪点是指液体开始向空气中释放闪光的最低温度，对于生物柴油的使用安全性有着非常重要的影响。
5. 燃点燃点是指液体在一定条件下开始发生燃烧的最低温度，是判断生物柴油的平衡点的标志。
三、新型生物柴油的应用前景新型生物柴油的制备和评价一定程度上解决了传统生物柴油在储存、使用方面存在的问题，同时其生产过程无石油储备消耗，不产生二氧化碳和其他污染物质，符合现代环保理念。
因此，新型生物柴油具有非常广阔的应用前景。
结语：参考文献：[1]段以风,秦璐,汪嘉琪.生物柴油制备技术研究进展[J].化工中间体,2019(3):12-15.[2]肖盼芳.生物柴油评价研究[J].科技前沿,2018(3):19-23.[3]张淑英.生物柴油及其应用前景展望[J].科技信息,2018(3):25-26.。
生物酶法制备生物柴油
二、液体脂肪酶法
在油水界面上脂肪酶催化反应速率较快
界面活化效应：即在油水界面催化反应速率较快 的原因。一般而言,脂肪酶活性位点为一个盖子所 罩住,所谓界面活化是指此盖子的打开使催化活性 位点暴露出来。
二、液体脂肪酶法
液体脂肪酶通过催化双相(油相/水相)体系界面的 转酯/酯化反应而制备生物柴油。 优点：
生物柴油制备方法
生物柴油制备方法 物理法
化学法 高温热裂解法 直接使用法 酯交换法 混合法 超临界法 微乳液法 固定化酶法 全细胞法 液体酶法
生物酶法
酸/碱催化法
一、固定化脂肪酶法
利用固定化脂肪酶催化制备生物柴油是非水 酶学理论应用于实践的典型实例,也正因为如 此,固定化脂肪酶催化制备生物柴油具备非水 介质中酶催化的优势：
1、可防止冻干的酶粉在反应过程中发生聚集 从而增大酶与底物的接触面积; 2、产物容易纯化;
一、固定化脂肪酶法
3、有利于酶的回收和连续化生产;
4、酶的热稳定性及对甲醇等短链醇的耐受性 显著提高; 5、利用溶剂工程可提高酶与底物油脂、甲醇 的接触频率,从而提高反应速率。
影响因素
不同的固定化形式、反应介质体系、酰基受体 及添加策略均会对酶活力、酶对甲醇的耐受性 等有着显著的影响 (1)不同的固定化形式。脂肪酶采用不同的固 定化形式对酶活力、酶对甲醇的耐受性等有着 显著的影响。
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(2)不同的反应介质体系。不同的反应介质体系 对于固定化脂肪酶催化制备生物柴油的得率有 着显著的影响。
影响因素
(3)不同的酰基受体及添加策略。大量的研 究表明,甲醇、乙醇等短链醇因剥夺脂肪酶 的必需水而破坏维持蛋白功能构象的氢键 体系,从而使酶活性降低或失去活性。
高效制备生物柴油的方法
高效制备生物柴油的方法生物柴油是一种绿色可再生能源，可以直接替代传统柴油。
其制备利用生物质作为原料，通过酯化反应将生物质中的油脂酯化成酯化物，再通过转化反应制备成生物柴油。
本文将介绍一种高效制备生物柴油的方法。
1. 原料准备制备生物柴油的首要条件是原料选择，需要选择高含油量的农作物和林产品作为原材料。
在实际操作中，可以选择大豆、油菜籽、棕榈油、花生等作为油脂原料。
2. 酯化反应将原料中的油脂酯化成脂肪酸甲酯，这是制备生物柴油的关键步骤。
可以使用酸性催化剂或碱性催化剂催化酯化反应。
在碱性催化剂中，氢氧化钠是常用的碱性催化剂。
催化剂的选择和用量的优化可以促进反应的进行，提高反应的效率和产率。
3. 精馏与纯化经过酯化反应后，产生的产品中含有残留催化剂和杂质，需要进行精馏和纯化。
还可以使用活性炭和硅胶等吸附剂对生物柴油的pH值、水分和杂质进行调控与去除，提高生物柴油的品质。
4. 洗涤与降温制备生物柴油后，需要进行洗涤和降温。
洗涤可以去除生物柴油中的杂质和其他有害物质。
降温可以让生物柴油的温度降至室温。
在实际生产中，可以使用冷却器等设备进行降温处理。
5. 储存与运输制备出的生物柴油需要进行储存和运输。
在储存和运输过程中，需要避免水分和氧气的接触，以防止生物柴油的氧化和酸化。
同时，需要注意生物柴油的保存温度，存放环境的干燥程度、光照程度和空气质量等因素对生物柴油的品质也有很大的影响。
综上所述，高效制备生物柴油的方法是：通过选取合适的油脂原料、合适的催化剂、优化生产工艺，同时对生产过程中的洗涤、纯化、降温、储存和运输等环节加强管理和控制，制备出高品质、高效率的生物柴油。
生物柴油的制备工艺研究
生物柴油的制备工艺研究生物柴油是一种很重要的替代燃料，在目前世界能源危机日益严重的情况下，它是解决能源瓶颈问题的重要手段。
生物柴油的制备工艺研究是生产和应用生物柴油的重要前提，本文将简单介绍相关的制备工艺。
生物柴油的来源生物柴油以植物油为原料，或以动物脂肪和油脂为原料，是一种环保、可再生的二代清洁能源。
与石油燃料相比，生物柴油的优点在于能够减少二氧化碳的排放，且在生物柴油燃烧完全后生成的气体中，含有的二氧化碳并不会对大气环境造成进一步的影响，因此是非常环保的。
生物柴油的制备工艺研究生物柴油的制备工艺可以分为两种，分别是碱催化和酸催化。
1.碱催化法碱催化法是将植物油或动物脂肪与醇反应生成酯，其中的催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾等强碱。
此法制备生物柴油成本低廉，反应速度快，可以在室温下、常压下完成，但在反应过程中容易产生大量的碱酸催化剂残留，使得产品合格率不高，影响了产品的质量；此外，反应过多久会影响产率，所以需要控制反应时间。
2.酸催化法酸催化法是将醇和油脂按一定的摩尔比在酸催化剂作用下进行酯化反应，其中的催化剂是硫酸、苯甲酸、过磷酸等。
此法反应过程温和、产率高、反应后的催化剂残留量小，但需要较高的反应温度和压力，容易产生过多的酸性催化剂残留，同样影响产品的质量。
现阶段的研究目前，国内外的研究人员在生物柴油的制备工艺研究方面取得了很多成果。
比如，中科院化学所的一位研究员在碱催化制备生物柴油过程中，采用了超声波振荡反应器，以更快的速度去酯化油脂，取得了良好的效果；此外还有一些新型催化剂的研制，如杨凌农业高新技术产业示范区的研究人员，就成功地将粗甘油转化为生物柴油的高效催化剂部分还原氧化石墨烯（rGO）上。
这些新技术的出现，为生物柴油在生产和应用方面提供了新的思路和方法。
结论综上，生物柴油的制备工艺研究至关重要。
目前，生物柴油的研究仍处于初期阶段，需要加强各个环节的研究，以提高产品的质量和生产效率。
相信在科学家们的共同努力下，生物柴油将会越来越适用于人们的生产和生活，从而达到绿色低碳的目的。
生物柴油的制备工艺
生物柴油的制备工艺
生物柴油的制备工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适合制备生物柴油的油料植物或动物脂肪作为原料，并进行初步处理，如清洗油料、除杂、破碎等。
2. 提取油脂：通过压榨、溶剂提取等方法将油料中的油脂提取出来。
3. 杂质去除：对提取的油脂进行精炼处理，去除杂质、水分、酸、碱等有害物质，通常采用脱色、脱臭、脱水等工艺。
4. 酯交换反应：将精炼的油脂与甲醇与催化剂一起进行酯交换反应，生成甲酯（生物柴油）和甘油。
5. 分离甲酯：通过沉淀、蒸馏等方法分离甲酯和甘油，得到纯净的生物柴油。
6. 后处理：根据需要对生物柴油进行进一步处理，如添加抗氧化剂、添加柴油切割剂等。
7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并分装成不同规格的包装，待销售或使用。
需要注意的是，生物柴油的制备工艺因原料类型和工艺条件的不同而有所差异，上述工艺只是一种常见的制备方法，具体工艺流程还需根据实际情况进行调整。
简述制备生物柴油的主要方法
简述制备生物柴油的主要方法
生物柴油的主要制备方法包括以下步骤：
1.植物油或动物脂肪的提取
提取植物油或动物脂肪是制备生物柴油的第一步。
一般来说，常用的
植物油包括油菜籽油、大豆油、棕榈油等，常用的动物脂肪包括猪油、牛油、鸡油等。
提取的原料中必须含有高含量的油脂。
2.预处理
植物油或动物脂肪在提取后需要进行预处理，主要是去除水分、杂质
和游离脂肪酸等。
这一步骤可以通过压榨、过滤、脱水和脱臭等方式
进行。
3.转化反应
将经过预处理的植物油或动物脂肪与醇类或甲醛等反应，生成脂肪酯。
这一步是制备生物柴油的关键，常用的反应方式包括碱催化法、酸催
化法、酯化法等。
4.分离和净化
经过转化反应后生成的脂肪酯需要进行分离和净化。
这一步可以通过
重力分离、离心分离和蒸馏分离等方式进行。
5.加工调配
分离和净化好的脂肪酯需要进行加工调配，主要是将不同类型的脂肪
酯混合，以满足各种不同的使用要求。
6.生物柴油储存和前置处理
加工调配好的生物柴油需要进行储存和前置处理。
前置处理包括过滤、脱水和脱氧等步骤，以去除水分、杂质和氧化物等。
7.生物柴油使用
生物柴油可以作为替代传统石油柴油的燃料使用，在汽车、船舶、发
电机等领域都有广泛应用。
其优点包括绿色环保、可再生等。
生物质间接液化制备柴油（BTL）
生物质间接液化制备柴油（BTL）BTL柴油技术是先将生物质在高温、高压条件下气化得到合成气，再经FT（费托）合成得到清洁柴油或化工产品，所得柴油十六烷值可高达85，性能优于石油基柴油，是一种最具前途的生产生物柴油技术。
图1是其典型流程图。
从自然界中获得的秸杆等植物生物质先进行预处理——磨碎和干燥，然后通过气化装置进行气化，产生的气体中除了含有CO和H2外，还含有焦油、多种无机物和有机物，如CxHy、HCl、NH3等，需要进一步净化，同时还可根据要求对气体的组成进行调整，最后进入FT合成装置进行FT合成制备燃油。
FT合成催化剂通常包括下列组分：活性金属(第VIII族过渡金属)，氧化物载体或结构助剂(SiO2，A12O3等)，化学助剂(碱金属氧化物)及贵金属助剂(Ru，Re，Cu等)。
我国的中科院山西煤化所与英国BP 合作正在进行FT催化剂方面的研究。
图1 生物质气化-FT成合成生物柴油流程图在FT反应中，长链液态烃应该具有高的选择性和高的收率。
为了获得长链烃，生长概率（growth probability）α需接近1。
催化剂对α影响非常大，但同时反应温度、反应物及惰性化合物的分压、FT 合成技术都有影响。
Ru和Co催化剂的α要比Fe催化剂的高。
合成气在FT反应器中转化的程度受催化剂类型、反应器大小和技术的影响。
气相产物中包括未反应的CO和H2及FT合成产物。
FT合成产物中有气态烃（C1～C4）、石脑油（C5～C10）、柴油（C11～C12）和蜡组分（>C20）。
其中超过5个碳的有机物很容易通过冷凝分离和回收，并被用作燃料；蜡状物质进行选择性加氢裂化生产C10～C20的中间馏分，并进行异构化以提高低温流动性，然后进行常规蒸馏以获得燃料。
尾气中通常含有未反应的H2、CO及低碳烷烃。
为了获得最大收率，尾气（部分）可以进入反应器循环利用，并在循环反应部分加入重整装置和转移反应器进行重整和转移反应，或作为FT合成的副产品直接燃烧供热/发电。
技术｜地沟油制备生物柴油的技术方法
技术｜地沟油制备生物柴油的技术方法目前，生物柴油的制备技术方法主要有直接混合法、微乳法、热解法和酯交换法。
我国地沟油的来源广且分散，具有含固体杂质多、含水分高、酸值高的特点。
地沟油制备生物柴油一般要先经过除水、机械除杂、除酸、脱色等预处理，然后利用酯交换法或加氢裂化法制备成生物柴油。
酯交换法制备生物柴油张勇以废弃地沟油为原料，经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油，第一步为酸催化预酯化反应，主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应，进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油。
通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比10∶1、催化剂用量1%、反应温度70℃、反应时间4小时;转酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比20∶1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4小时。
在最佳反应条件下，甘三酯的酯化率可达到86.89%。
利用该方法制备的生物柴油在闪点、冷滤点等方面要优于0号柴油，在储运过程中更安全;同时能够在更宽的温度范围内使用。
研究同时发现将利用该方法制备的生物柴油与0号柴油按照B20调和后，不仅能够大大降低生物柴油的黏度，使挥发性得到改善，同时使0号柴油的闪点提高，凝点和冷滤点降低，使储运过程更加安全，低温性能得到改善，有利于在更宽的温度范围内使用，可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应，生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。
姚亚光等以酸作为催化剂，首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理，在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油，通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验，实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为：甲醇温度为70℃，油醇摩尔比为1∶40，催化剂浓度为7%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度;乙醇温度为80℃，油醇摩尔比为1∶30，催化剂浓度为5%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。
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酯交换法
生物柴油国内外的发展情况
国外：大力推行 大豆（美国）、菜籽（欧盟）、棕榈油（东南亚） 国内：转化工艺水平低；原料价格昂贵 回收废油
生物柴油的生产方法——化学方法
④超临界酯交换法
在甲醇为239℃，8.09MPa条件下，成为超临界流 体，能较好的溶解于油脂。甲醇即作为反应物和 催化剂参与反应，过程无需加入催化剂
生物柴油的生产方法——化学方法
⑤“工程微藻”法
“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶（ACC）基因在微 藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。
优越性：
①微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源； ②比陆生植物单产油脂高出几十倍； ③生产的生物柴油不含硫； ④排入环境中可被微生物降解
生产方法比较
优点
直直接接混混合合法法：
降低动植物油黏度， 简单易行
缺点
十六烷值不高，易变质
高温裂解法
过程简单，没有任何 污染物产生
高温下进行，需要催化 剂，裂解设备昂贵，反 应过程难控制
高温裂解法
在空气或氮气存在的条件下，利用热能使动植物油的分子链断裂，从 大分子的有机物转化为结构简单、分子较小的碳氢化合物的过程。
生物柴油的生产方法——化学方法
酯交换法：
油脂+醇
一定条件下
酯（生物柴油）+甘油
生物柴油的生产方法——化学方法
酸催化酯交换法：
甘油三酸酯上的羰基质子化形成碳正离子，与醇发生亲核反应得到 正四面中间体，最后生成新的脂肪酸酯。
对原料要求高，高能耗，醇需要过 量及反应液色色泽深，杂质多，产 物难提纯，净化工艺有废液排放
反应周期长，需较高的醇油物质的 量比和催化剂浓度，易受反应生成 水的影响
酶催化法
对原料中水分和脂肪酸要 求低，反应条件温和，醇 用量少，甘油易回收，净 化工艺简单，无废物产生， 生产清洁环保
酶价格昂贵，且易受短链醇及产 物甘油的毒害，生产周期长
发明。
生物柴油优缺点
优点：
良好的燃烧性能。 优良的环保性能和再生性能。 较好的低温发动机启动性能和润滑性能。 ④较高的安全性能 ⑤原料易得
生物柴油的优缺点
缺点：
燃烧排放物中NOx含量较高； 含有微量甲醇与甘油等，会使接触的橡胶零件（如橡胶模、密封圈、
燃油管等）逐渐降解； 原料油脂的来源、种类分散，使生物柴油品种复杂。
生物柴油的生产方法
物理法 化学法
生物酶法
直接混合法、微乳液法 高温热裂解法 碱催化酯交换法 酸催化酯交换法 亚临界酯交换法 超临界酯交换法
酶催化酯交换法
生物柴油的生产方法
直接混合法
天然油脂与石化柴油、降凝剂、抗磨添加剂、溶剂或醇类按不同的比例
微乳液法
利用乳化剂将动植物油分散到黏度低的溶剂中。 目的：植物油得到稀释，降低黏度，满足作为燃料使用的需求。
生物柴油的制备工艺
高材122 朱嘉峰
发展史：
1896年，德国工程师狄·赛尔提出 1983年，美国科学家Qulck首先将亚麻籽油酸甲酯用于柴油机，燃烧 1000h，并将经过酯交换得到的脂肪酸甲酯定义为生物柴油。 1984年美国和德国的科学家采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油做燃料
生物柴油
：即种亲核取代反应。
酶催化酯交换法：
条件温和、醇用量少、无污染物排放，副产物甘油易回收，操作方 便，反应物中游离脂肪酸能完全转化成酯等优点。——适合高酸值废 油脂酯交换法制备生物柴油。
生物柴油的生产方法——化学方法
优点
缺点
碱催化法 酸催化法
工艺简单，成本相对较低， 生产周期短
受原料中水分和酸值影响小