废弃油脂制备生物柴油工艺研究
杜传林1 东12
〔1武汉工业学院430023 武汉2华中农业学食品科学技术学院430070 武汉〕
摘 ：生物柴油生清洁源文介绍国外生物柴油产业应现状原料制取生物柴油工艺进行分析前景进行展
关键词 ：生物柴油进展策略产业化
石油资源世界国源消费体着现代工业开展石油需求量越越 球石化资源限消费量断增加全球源形势日趋严峻面石油储量断减少源需求断增长化石燃料引起环境污染问题开发新环境害非石油类生源未源开展必然趋势
生物柴油称燃料甲酯种植物油动物油加工制取新型燃料化学成分分析生物柴油种通饱油酸C18成分甘油酯分解获高脂酸甲酯性零号柴油相生物柴油时需现柴油机进行结构改良生物柴油正受前未瞩目
1 世界国生物柴油应状况
目前生物柴油产业集中欧洲美国等兴旺国家植物油原料制备生物柴油日通回收废食油制备生物柴油〔见表1〕
表1 国外生物柴油应概况
国家
生物柴油产量〔万t〕
生物柴油例〔〕
原料
现状
美国
30
10～20
豆
推广中
德国
55
5～20100
油菜籽豆动物油脂
广泛中
法国
40
5～30
种植物油
研究推广中
意利
33
20～100
种植物油
广泛中
奥利
55
100
油菜籽废油脂
广泛中
日
40
5～20
废油脂
广泛中
保加利亚
003
100
日葵豆
推广中
巴西
蓖麻油
行车实验中
澳利亚
100
动物脂肪
研究推广中
瑞典
2～100
种植物油
广泛中
利时
24
5～20
种植物油
广泛中
阿根廷
20
豆
推广中
加
2～100
桐油动物脂肪
推广中
韩国
5～20
米糠回收食物油豆油
推广中
马西亚
棕榈油
研究推广中
注：生物柴油例指程中燃料中含生物柴油体积百分
2 生物柴油制取工艺
生物柴油种生物质中含77碳12氢11氧微量硫氮生物柴油作动植物油酯交换产物化学成份分析般1418碳原子高级脂肪酸单酯组成含硫量蒸余物残炭灰分铜片腐蚀水分机械杂质运动粘度凝点冷滤点闪点馏程等指标达车柴油求普通柴油相[1]燃烧动力排放指标方便性燃烧成效燃烧耗氧量水源危害生物降解性方面明显优普通柴油〔见表2〕
表2 生物柴油石化柴油性拟
物化性质
生物柴油
石化柴油
夏季产品冷滤点〔CFPP〕℃
10
0
冬季产品冷滤点〔CFPP〕℃
20
20
20℃密度gmL1
088
083
40℃动力粘度mm2s1
4～6
2～4
闭口闪点℃
＞100
＞60
十六烷点
≥56
≥49
热值MJL1
32
35
燃烧成效〔柴油100〕
104
100
硫含量〔质量分数〕
＜0001
＜02
氧含量〔体积分数〕
10
0
燃烧1 kg燃料化学计算法空气耗量kg
125
145
水危害等级
1
2
生物柴油发动机尾气害组分较石化柴油明显改善〔见表3〕[2]
表3 发动机尾气害组分改善情况
工程（）
B100石化柴油减少例
B20石化柴油减少例
CO
432
126
HC
563
110
SOX
100
20
颗粒物
554
180
环芳烃
80
13
作生源开发具深远战略意义目前根原料性质采生产工艺：
21 沟油制取生物柴油研究[3]
211 原理生产工艺
2111 酯交换原理
酯交换（醇解）通催化剂氢氧化钠〔NaOH〕存甲醇述反响达酯交换：
CH2OC0R CH2OH
∣ ∣
CHOCOR +3CH3OH → CHOH + 3RCOOCH3
∣ ∣
CH2OCOR CH2OH
时发生副反响：
CH2OC0R CH2OH
∣ ∣
CHOCOR +3NaOH → CHOH + 3RCOONa
∣ ∣
CH2OCOR CH2OH
实验预热沟油甲醇反响中作催化剂氢氧化钠反响器混合反响保证酯交换反响完全初次酯交换反响产物第二反响器中次反响该反响产物采特殊设计连续工作离器中分生物柴油甘油相生物柴油相反响器中水洗中残留催化剂溶解皂甘油加离分出水相甘油相残留皂生物柴油中离出
2112 工艺流程
酯交换反响工艺流程：
氢氧化钠→甲醇 水
↓ ↓
沟油→ 酯交换 →离 →水洗 →枯燥 →生物柴油
↓
粗甘油→精制→甘油
212 材料方法
2121 原料 沟油
2122 试剂 氢氧化钠碘酸钾甲醇
2123 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2124 方法
21241分取200g 油摩尔351451551651例分参加甲醇时参加油重050811固体烧碱〔烧碱事先配制成烧碱甲醇溶液〕剧烈搅拌反响物料充分混合
21242分置60℃70℃80℃水浴中反响1hr
21243静置离反响混合物中甘油层迅速计算量浓硫酸中离心离酸化油粗甘油硫酸钠
21244第次例30参加甲醇NaOH催化剂剧烈搅拌置相温度条件反响
21245静置离反响混合物中甘油层迅速计算量浓硫酸中离心离酸化油粗甘油硫酸钠
21246油层中参加80℃水溶液洗涤离心离分出水层
21247蒸馏生物柴油甲醇蒸出止
21248冷滤生物柴油
22混合脂肪酸制取生物柴油研究[4]
221原理生产工艺
2211 酯化原理
脂肪酸酯化通催化剂硫酸存甲醇述反响达甲酯化：
H2SO4
RCOOH + CH3OH ——→ RCOOCH3 + H2O
2212工艺流程
酯化反响工艺流程：
甲醇 硫酸 水
↓ ↓
混合脂肪酸→ 酯化 →离 →水洗 →枯燥 →生物柴油
↓
废水
222 材料方法
2221 原料 混合脂肪酸
2222 试剂 硫酸碘酸钾甲醇
2223 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2224制取方法
22241 酯化 酯化条件脂肪酸：甲醇：H2S04＝1：0．45：0．03（重量）反响温度75～95℃时间：6～8h定量脂肪酸甲醇参加烧瓶中搅拌慢慢滴加H2S04H2S04滴加完毕升温调节甲醇蒸出量回流量
22242 脱醇 酯化结束蒸出量甲醇含水甲醇通分馏离甲醇供回真空脱甲醇
22243 中 脱醇终止冷静置放出底层硫酸氢氧化钠水溶液中静置分层分层水溶液
22244 脱水 分水层甲酯真空脱水烧瓶中液面气泡止压力温度100～120℃
23 潲水油制取生物柴油研究
回收潲水油成分拟复杂含机械杂质蛋白质磷脂等混溶性杂质少量水分假设进行预处理势必转酯化反响难进行时设备利率降低[5]实验程中采取沉淀杂酸化脱胶水蒸汽蒸煮脱臭真空脱水原料油完全满足制备反响需反响转化率收率高定程度转酯化反响否利进行进行程度取决原料预处理坏
231工艺流程
潲水油→碱炼→水洗→枯燥→精炼油→甲酯化→生物柴油
↓
皂脚→皂化酸解→脂肪酸→甲酯化→生物柴油
先潲水油进行碱炼游离脂肪酸离出然碱作催化剂甲酯化工艺制取生物柴油离出皂脚生产脂肪酸脂肪酸采硫酸作催化剂进行甲酯化生产生物柴油
232 材料方法
2321 原料 潲水油
2322 试剂 氢氧化钠硫酸碘酸钾烧碱甲醇
2323 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2324 方法
23241 碱炼 碱炼NaOH溶液中毛油中FFA化学反响放热反响碱炼程中会发生中水解皂化等化学化应中程中碱量碱液浓度搅拌速度操作条件反响程中时产生种化学反响减少中性油损失必须选择正确操作工艺获更高效率根FFA含量计算理碱量 测定毛油中FFA％油酸分子量（28247）计算理碱量假设100份毛油含FFA1％时需理固体烧碱量（NaOH）：
超量碱确实定：根毛油品质碱练工艺等方面确定毛油品质较时偏低选择反偏高选择连续式碱炼工艺油碱接触时间短偏高选择
23242 水洗 油脂温度85~90℃热水温度90~95℃低速搅拌时间5~10min静置离废水重复1~2次
23243 枯燥 油温控制90~100℃压力009MPa时间30min〔油中气泡准〕
23244 皂化酸解 皂脚首先浓烧碱补充皂化然浓硫酸酸解成脂肪酸脂肪酸水洗枯燥生产生物柴油
23245 甲酯化
3 结语
生物柴油作种新型燃料必然具身优势作生物质理想石化源代品石油资源日益紧缺天进行生物柴油储藏具战略意义够源匮乏奉献份力量环境十分友善然具成熟方方40℃时粘度高破坏发动机润滑油性腐蚀性价格偏高等站国家战略角度力开展生物柴油产业国新代源储藏中处败必须更加优惠政策保证新兴行业开展提出建议仅供参考
31 政府应开展生物柴油产业作保障国家石油安保护环境生态促进济产业开展增加农民收入重战略措施
32政府应积极支持产业开展：
321生物柴油产业予适税收优惠
322积极试清洁生物柴油作绿色奥运〞
323国家生物柴油列入国家关产业开展方案列入国家关科技开展方案组织攻关促进企业技术创新
33国家关部委应快建立生物柴油相关质量生产流程工艺设计安生产方面国家标准保障优质产品进入市场确保安生产
34国家关部委应积极协调生物柴油产业 生物柴油进入汽车燃料市场
35应制宜拟济效益显著区种植油料作物绿化山区退耕林程中种植油料树木
参考文献：
[1] Gerhard Knothea Andrew C Matheausb Thomas W Ryan IIICetane numbers of branched and straightchain fatty esters determined in an ignition quality testerFuel 82 （2003） 971–975
[2] Anne Smekens Ricardo Henrique Moreton Godoi Characterisation of Soot Emitted by Domestic Heating Aircraft and Cars Using Diesel or Biodiesel Journal of Atmospheric Chemistry （2005） 52 45–62
[3] MPDoradoa EBallesterosb JMArnalc JGomezc FJLopez Exhaust emissions from a Diesel engine fueled with transesterified waste olive oil Fuel 82 （2003） 1311–1315
[4] 东 张世宏 齐玉堂等国生物柴油开展展粮油加工食品机械2004年第9期〔1012〕
[5] 谢国剑 高酸值潲水油制取生物柴油研究 化工技术开发 2005年第34卷第2期〔3739〕
Research on The Flow of Biodiesel Manufacturel by Waste Fat
DuChuanlin1 HeDongping12
〔1Wuhan Polytechnic University 430023 Wuhan2Depart ment of Food Science and TechnologyHuazhong Agricultural University430070 Wuhan〕
Abstract：Biodiesel is renewable and cleanness energy the essay introduces the status quo of biodiesel analvses the technology of different feedstock to produce biodiesel views its foreground
Key words：Biodiesel advancementstratagem industrialization
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杜传林1 东12
〔1武汉工业学院430023 武汉2华中农业学食品科学技术学院430070 武汉〕
摘 ：生物柴油生清洁源文介绍国外生物柴油产业应现状原料制取生物柴油工艺进行分析前景进行展
关键词 ：生物柴油进展策略产业化
石油资源世界国源消费体着现代工业开展石油需求量越越 球石化资源限消费量断增加全球源形势日趋严峻面石油储量断减少源需求断增长化石燃料引起环境污染问题开发新环境害非石油类生源未源开展必然趋势
生物柴油称燃料甲酯种植物油动物油加工制取新型燃料化学成分分析生物柴油种通饱油酸C18成分甘油酯分解获高脂酸甲酯性零号柴油相生物柴油时需现柴油机进行结构改良生物柴油正受前未瞩目
1 世界国生物柴油应状况
目前生物柴油产业集中欧洲美国等兴旺国家植物油原料制备生物柴油日通回收废食油制备生物柴油〔见表1〕
表1 国外生物柴油应概况
国家
生物柴油产量〔万t〕
生物柴油例〔〕
原料
现状
美国
30
10～20
豆
推广中
德国
55
5～20100
油菜籽豆动物油脂
广泛中
法国
40
5～30
种植物油
研究推广中
意利
33
20～100
种植物油
广泛中
奥利
55
100
油菜籽废油脂
广泛中
日
40
5～20
废油脂
广泛中
保加利亚
003
100
日葵豆
推广中
巴西
蓖麻油
行车实验中
澳利亚
100
动物脂肪
研究推广中
瑞典
2～100
种植物油
广泛中
利时
24
5～20
种植物油
广泛中
阿根廷
20
豆
推广中
加
2～100
桐油动物脂肪
推广中
韩国
5～20
米糠回收食物油豆油
推广中
马西亚
棕榈油
研究推广中
注：生物柴油例指程中燃料中含生物柴油体积百分
2 生物柴油制取工艺
生物柴油种生物质中含77碳12氢11氧微量硫氮生物柴油作动植物油酯交换产物化学成份分析般1418碳原子高级脂肪酸单酯组成含硫量蒸余物残炭灰分铜片腐蚀水分机械杂质运动粘度凝点冷滤点闪点馏程等指标达车柴油求普通柴油相[1]燃烧动力排放指标方便性燃烧成效燃烧耗氧量水源危害生物降解性方面明显优普通柴油〔见表2〕
表2 生物柴油石化柴油性拟
物化性质
生物柴油
石化柴油
夏季产品冷滤点〔CFPP〕℃
10
0
冬季产品冷滤点〔CFPP〕℃
20
20
20℃密度gmL1
088
083
40℃动力粘度mm2s1
4～6
2～4
闭口闪点℃
＞100
＞60
十六烷点
≥56
≥49
热值MJL1
32
35
燃烧成效〔柴油100〕
104
100
硫含量〔质量分数〕
＜0001
＜02
氧含量〔体积分数〕
10
0
燃烧1 kg燃料化学计算法空气耗量kg
125
145
水危害等级
1
2
生物柴油发动机尾气害组分较石化柴油明显改善〔见表3〕[2]
表3 发动机尾气害组分改善情况
工程（）
B100石化柴油减少例
B20石化柴油减少例
CO
432
126
HC
563
110
SOX
100
20
颗粒物
554
180
环芳烃
80
13
作生源开发具深远战略意义目前根原料性质采生产工艺：
21 沟油制取生物柴油研究[3]
211 原理生产工艺
2111 酯交换原理
酯交换（醇解）通催化剂氢氧化钠〔NaOH〕存甲醇述反响达酯交换：
CH2OC0R CH2OH
∣ ∣
CHOCOR +3CH3OH → CHOH + 3RCOOCH3
∣ ∣
CH2OCOR CH2OH
时发生副反响：
CH2OC0R CH2OH
∣ ∣
CHOCOR +3NaOH → CHOH + 3RCOONa
∣ ∣
CH2OCOR CH2OH
实验预热沟油甲醇反响中作催化剂氢氧化钠反响器混合反响保证酯交换反响完全初次酯交换反响产物第二反响器中次反响该反响产物采特殊设计连续工作离器中分生物柴油甘油相生物柴油相反响器中水洗中残留催化剂溶解皂甘油加离分出水相甘油相残留皂生物柴油中离出
2112 工艺流程
酯交换反响工艺流程：
氢氧化钠→甲醇 水
↓ ↓
沟油→ 酯交换 →离 →水洗 →枯燥 →生物柴油
↓
粗甘油→精制→甘油
212 材料方法
2121 原料 沟油
2122 试剂 氢氧化钠碘酸钾甲醇
2123 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2124 方法
21241分取200g 油摩尔351451551651例分参加甲醇时参加油重050811固体烧碱〔烧碱事先配制成烧碱甲醇溶液〕剧烈搅拌反响物料充分混合
21242分置60℃70℃80℃水浴中反响1hr
21243静置离反响混合物中甘油层迅速计算量浓硫酸中离心离酸化油粗甘油硫酸钠
21244第次例30参加甲醇NaOH催化剂剧烈搅拌置相温度条件反响
21245静置离反响混合物中甘油层迅速计算量浓硫酸中离心离酸化油粗甘油硫酸钠
21246油层中参加80℃水溶液洗涤离心离分出水层
21247蒸馏生物柴油甲醇蒸出止
21248冷滤生物柴油
22混合脂肪酸制取生物柴油研究[4]
221原理生产工艺
2211 酯化原理
脂肪酸酯化通催化剂硫酸存甲醇述反响达甲酯化：
H2SO4
RCOOH + CH3OH ——→ RCOOCH3 + H2O
2212工艺流程
酯化反响工艺流程：
甲醇 硫酸 水
↓ ↓
混合脂肪酸→ 酯化 →离 →水洗 →枯燥 →生物柴油
↓
废水
222 材料方法
2221 原料 混合脂肪酸
2222 试剂 硫酸碘酸钾甲醇
2223 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2224制取方法
22241 酯化 酯化条件脂肪酸：甲醇：H2S04＝1：0．45：0．03（重量）反响温度75～95℃时间：6～8h定量脂肪酸甲醇参加烧瓶中搅拌慢慢滴加H2S04H2S04滴加完毕升温调节甲醇蒸出量回流量
22242 脱醇 酯化结束蒸出量甲醇含水甲醇通分馏离甲醇供回真空脱甲醇
22243 中 脱醇终止冷静置放出底层硫酸氢氧化钠水溶液中静置分层分层水溶液
22244 脱水 分水层甲酯真空脱水烧瓶中液面气泡止压力温度100～120℃
23 潲水油制取生物柴油研究
回收潲水油成分拟复杂含机械杂质蛋白质磷脂等混溶性杂质少量水分假设进行预处理势必转酯化反响难进行时设备利率降低[5]实验程中采取沉淀杂酸化脱胶水蒸汽蒸煮脱臭真空脱水原料油完全满足制备反响需反响转化率收率高定程度转酯化反响否利进行进行程度取决原料预处理坏
231工艺流程
潲水油→碱炼→水洗→枯燥→精炼油→甲酯化→生物柴油
↓
皂脚→皂化酸解→脂肪酸→甲酯化→生物柴油
先潲水油进行碱炼游离脂肪酸离出然碱作催化剂甲酯化工艺制取生物柴油离出皂脚生产脂肪酸脂肪酸采硫酸作催化剂进行甲酯化生产生物柴油
232 材料方法
2321 原料 潲水油
2322 试剂 氢氧化钠硫酸碘酸钾烧碱甲醇
2323 实验仪器
恒温水浴锅冷凝真空泵三口圆底烧瓶分液漏斗电子天
2324 方法
23241 碱炼 碱炼NaOH溶液中毛油中FFA化学反响放热反响碱炼程中会发生中水解皂化等化学化应中程中碱量碱液浓度搅拌速度操作条件反响程中时产生种化学反响减少中性油损失必须选择正确操作工艺获更高效率根FFA含量计算理碱量 测定毛油中FFA％油酸分子量（28247）计算理碱量假设100份毛油含FFA1％时需理固体烧碱量（NaOH）：
超量碱确实定：根毛油品质碱练工艺等方面确定毛油品质较时偏低选择反偏高选择连续式碱炼工艺油碱接触时间短偏高选择
23242 水洗 油脂温度85~90℃热水温度90~95℃低速搅拌时间5~10min静置离废水重复1~2次
23243 枯燥 油温控制90~100℃压力009MPa时间30min〔油中气泡准〕
23244 皂化酸解 皂脚首先浓烧碱补充皂化然浓硫酸酸解成脂肪酸脂肪酸水洗枯燥生产生物柴油
23245 甲酯化
3 结语
生物柴油作种新型燃料必然具身优势作生物质理想石化源代品石油资源日益紧缺天进行生物柴油储藏具战略意义够源匮乏奉献份力量环境十分友善然具成熟方方40℃时粘度高破坏发动机润滑油性腐蚀性价格偏高等站国家战略角度力开展生物柴油产业国新代源储藏中处败必须更加优惠政策保证新兴行业开展提出建议仅供参考
31 政府应开展生物柴油产业作保障国家石油安保护环境生态促进济产业开展增加农民收入重战略措施
32政府应积极支持产业开展：
321生物柴油产业予适税收优惠
322积极试清洁生物柴油作绿色奥运〞
323国家生物柴油列入国家关产业开展方案列入国家关科技开展方案组织攻关促进企业技术创新
33国家关部委应快建立生物柴油相关质量生产流程工艺设计安生产方面国家标准保障优质产品进入市场确保安生产
34国家关部委应积极协调生物柴油产业 生物柴油进入汽车燃料市场
35应制宜拟济效益显著区种植油料作物绿化山区退耕林程中种植油料树木
参考文献：
[1] Gerhard Knothea Andrew C Matheausb Thomas W Ryan IIICetane numbers of branched and straightchain fatty esters determined in an ignition quality testerFuel 82 （2003） 971–975
[2] Anne Smekens Ricardo Henrique Moreton Godoi Characterisation of Soot Emitted by Domestic Heating Aircraft and Cars Using Diesel or Biodiesel Journal of Atmospheric Chemistry （2005） 52 45–62
[3] MPDoradoa EBallesterosb JMArnalc JGomezc FJLopez Exhaust emissions from a Diesel engine fueled with transesterified waste olive oil Fuel 82 （2003） 1311–1315
[4] 东 张世宏 齐玉堂等国生物柴油开展展粮油加工食品机械2004年第9期〔1012〕
[5] 谢国剑 高酸值潲水油制取生物柴油研究 化工技术开发 2005年第34卷第2期〔3739〕
Research on The Flow of Biodiesel Manufacturel by Waste Fat
DuChuanlin1 HeDongping12
〔1Wuhan Polytechnic University 430023 Wuhan2Depart ment of Food Science and TechnologyHuazhong Agricultural University430070 Wuhan〕
Abstract：Biodiesel is renewable and cleanness energy the essay introduces the status quo of biodiesel analvses the technology of different feedstock to produce biodiesel views its foreground
Key words：Biodiesel advancementstratagem industrialization
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