循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的研究

发布时间：2017-04-02 05:04

  本文关键词：循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物柴油具有环保、可再生和可替代现有石化柴油的特点,引起了世界许多国家的高度重视,成为最受欢迎的石化柴油替代品。 已有生物柴油的生产方法中,酯交换法是目前工业生产生物柴油的主要方法。现行的酯交换工艺主要通过两次酯交换反应来提高原料的转化率,并用大量的水进行洗涤来提高生物柴油的纯度。另外,还要求原料无水和酸值必须小于1.0。此类工艺方法操作烦琐,能耗较大,易造成二次环境污染和副产物损失,成本较高。针对这些问题,在总结国内外文献基础上,设计了“循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏”制备生物柴油和回收副产物的工艺及实验装置。采用该技术工艺和装置研究了7种不同的原料油(餐饮业废油、小桐子油、菜籽油、大豆油、亚麻油、花生油和棕榈油)生产生物柴油的最佳工艺参数,获得的主要工艺参数为: ① 循环气相酯化工艺参数: 温度:酯化反应器为95～105℃;甲醇蒸气发生器为60～70~C; 甲醇精馏回流比:2.0～2.5; 甲醇蒸气通入量:100g原料油6L/min左右; 酸性催化剂硫酸用量:占原料油重量的0.2%～1.0%,硫酸先配制成2%的甲醇溶液; 反应时间:30～120min。 ② 酯交换工艺参数: 反应温度:60～80℃; 酯交换次数:1次; 反应时间:60～120min; 甲醇用量:为原料油中脂肪酸甘油酯重量的20～25%; 碱性催化剂用量为原料油重量的0.4～1.5%。 ③ 生物柴油精制工艺参数 温度:生物柴油蒸馏釜液相为180～280℃,气相为120～220℃,水蒸汽发生器为95～105℃; 水蒸汽通入量:100g原料油5L/min左右。 该工艺主要创新点有四点:① 甲醇先气化再进入酯化反应器,提高了酯化反应效率;② 在酯化反应中增加甲醇气体的循环,有效回收酯化反应过剩的甲醇气,提高了甲醇利用率,几乎没有甲醇的浪费;③ 工艺对进行酯交换反应的原料酸值要求可放宽到5.0;④ 副产物甘油和硫酸钾的回收与酯化工艺有机结合,完成了生物柴油的精制与副产物的回收,提高了生产效率,降低了生产成本。 在工艺研究的基础上,进一步深入研究了7种生物柴油的热值、粘度、挥发性、着火点等燃料油性能,柴油机运行试验表明,柴油机不需作任何改动就可直接使用研究所得到的生物柴油。 经充分了解和综合分析我国油脂原料状况,认为我国尚不具备大规模推广生物柴油生产的条件,主要原因在于我国的油脂以食用油为主,而每年的食用油还存在600万t左右的缺口,不具备经济可行性。为此,提出了我国生物柴油产业可分三个阶段发展的设想和6条合理化建议。
【关键词】：生物柴油 循环气相酯化 酯交换 水蒸汽蒸馏 生物柴油发展建议
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TE665
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-19
• 1．1 引言8
• 1．2 发展生物柴油的意义8-11
• 1．2．1 生物柴油的性质8-10
• 1．2．2 发展生物柴油的意义10-11
• 1．3 生物柴油的研究现状11-18
• 1．3．1 生物柴油的制备方法11-14
• 1．3．2 生物柴油的研究现状14-18
• 1．4 本研究的意义和主要内容18-19
• 2 工艺路线的设计19-23
• 2．1 制备生物柴油的技术路线20-22
• 2．1．1 循环气相酯化工艺20-21
• 2．1．2 酯交换工艺21-22
• 2．1．3 生物柴油精馏工艺22
• 2．2 生物柴油制备的副产物回收技术路线22
• 2．3 本研究工艺的创新点22-23
• 3 不同品种的油脂原料制备生物柴油的研究23-49
• 3．1 餐饮业废油制备生物柴油的实验研究23-31
• 3．1．1 材料与方法23-28
• 3．1．2 结果与讨论28-31
• 3．1．3 小结31
• 3．2 小桐子油制备生物柴油的实验研究31-35
• 3．2．1 材料和方法31-32
• 3．2．2 结果和讨论32-35
• 3．2．3 小结35
• 3．3 菜籽油制备生物柴油的实验研究35-38
• 3．3．1 材料与方法36
• 3．3．2 结果和讨论36-38
• 3．3．3 小结38
• 3．4 大豆油制备生物柴油的实验研究38-41
• 3．4．1 材料与方法38-39
• 3．4．2 结果和讨论39-41
• 3．4．3 小结41
• 3．5 亚麻油制备生物柴油的实验研究41-44
• 3．5．1 材料与方法41-42
• 3．5．2 结果和讨论42-44
• 3．5．3 小结44
• 3．6 花生油制备生物柴油的实验研究44-46
• 3．6．1 材料与方法44
• 3．6．2 结果和讨论44-46
• 3．6．3 小结46
• 3．7 棕榈油制备生物柴油的实验研究46-49
• 3．7．1 材料与方法46-47
• 3．7．2 结果和讨论47-49
• 3．7．3 小结49
• 3．8 结论49
• 3．8．1 循环气相酯化工艺参数49
• 3．8．2 酯交换工艺参数49
• 3．8．3 生物柴油精制工艺参数49
• 4 生物柴油的柴油机运行49-52
• 4．1 试验材料50-51
• 4．1．1 试验装置及主要技术参数50
• 4．1．2 试验用油50-51
• 4．2 试验过程51
• 4．3 试验结果与分析51-52
• 4．3．1 耗油量测定结果及分析51
• 4．3．2 发电量测定结果及分析51-52
• 4．4 讨论52
• 5 原料资源前景52-54
• 5．1 食用油资源状况52-53
• 5．2 野生油料资源状况53-54
• 5．3 餐饮等行业废油资源状况54
• 5．4 结论54
• 6 展望与建议54-56
• 6．1 展望54-55
• 6．2 建议55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 附录60
• 研究生期间论文发表情况60
• 发明专利60
• 参加完成及在研课题60
• 获奖情况60

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1 苏有勇;循环气相酯化—酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的研究[D];云南师范大学;2005年

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本文编号：281896