生物柴油综述VIP免费

生物柴油综述摘要：本文综述了生物柴油的特点和制备方法，重点阐述了酯交换制备生物柴油的方法，阐明各催化剂的优缺点，指出生物柴油未来发展方向。关键字：生物柴油酯交换反应催化剂Abstract:Areviewingthefeatureandpreparationmethodsofbiodieselinthearticle.transesterificationtechniquesforbiodieselsynthesisweresummarized.Themeritsanddisadvantagesofdifferentcatalystswereillustrated，andthedevelopmentdirectionfortransesterificationwasindicated.Keywords:biodiesel;transesterification;catalyst随着社会的快速发展和人们生活质量的提高，石油燃料已成为我们生活中不可缺少的使用能源。而石油作为一种不可再生能源，随着人们需求量的增大已经开始逐渐枯竭，并且石油燃料的燃烧产生大量的二氧化碳气体和粉尘颗粒，造成严重的环境污染。随着人们燃料危机意识和环保意识的提高，世界各国开始研发生物柴油作为一种可再生、环保能源来替代石油燃料。早在1897年狄赛尔创造出的第一台柴油机就是用花生油作的燃料。但是植物油与柴油相比粘度过高、十六烷值低且含有大量的不饱和脂肪酸。故前人对植物油进行了大量的改进[1]。生物柴油，即脂肪酸单酯，是对动植物油脂与甲醇或乙醇进行酯化反应或酯交换反应得到的液体燃料，它主要来源于动植物油脂、藻类和人类食用废弃油类，是可生物降解并且像太阳能、潮汐、风能一样是具有潜力的可再生能源。与石油相比，生物柴油不含对环境污染的芳烃类物质，燃烧排放的废气中基本不含硫，其中的碳氢化合物、二氧化碳的排放量也大大减少，在很大程度上减小了对环境的影响。生物柴油的分子量、粘度、密度与轻柴油基本接近，十六烷值含量接近甚至超过轻柴油。但热值比石油柴油低7%，氮氧化物排放会微量增加，低温启动性能略差。1生物柴油的制备方法生物柴油的主要制备方法有直接混合法、微乳化法、高温裂解法、酯交换法和工程微藻法。直接混合法、微乳化法属于物理法，即利用动植物油脂具有高能量密度和可燃烧的特性，将动植物油脂不经过改性直接作为生物柴油。但是由于植物油本身粘度较高、流动性差因而容易导致发动机活塞环粘连，燃烧时易积碳等问题。物理法虽工艺简单，但未能从根本上改变植物油的高黏度特性，因此，物理法生物柴油生产技术已渐渐被淘汰。高温裂解法、酯交换法属于化学法。化学法是将动植物油脂进行化学转化，改变其分子结构，从根本上改变其流动性和黏度，因而使制得的生物柴油的分子量、粘度、密度与轻柴油基本接近，十六烷值含量接近甚至超过轻柴油。目前，生物柴油的工业生产基本都采用酯交换法。1.1酯交换法目前研究最多、应用最广泛的生物柴油的制备方法是酯交换法。酯交换法，即用动植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或者碱性催化剂和高温(230～250℃)作用下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥得到生物柴油。酯交换法根据采用的催化剂不同，分为酸催化、碱催化、超临界法和生物酶催化法。1.1.1酸催化酯交换法1.1.1.1均相酸催化酯交换反应均相酸催化酯交换法用到的催化剂主要有硫酸、盐酸和磷酸等。其中浓硫酸价格便宜，资源丰富，是最常用的酯化和酯交换反应的催化剂。在酸催化剂催化酯交换反应时，游离脂肪酸会发生酯化反应，且酯化反应速率要远快于酯交换速率，因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂；或用于高酸值动植物油脂预酯化来降低原料酸值，再进行下一步碱催化酯交换反应，以提高原料的转化率。在此基础上，研究人员又进行了进一步研究，张谡等[2]研究在微波辐射条件下硫酸催化酯交换反应转化喜树种子油制备生物柴油的工艺。实验表明，醇/油摩尔比15：1，微波辐射时间40min，反应温度70℃，催化剂加入质量分数(与原料油)3%，转化率可达95%以上。与传统硫酸催化酯交换反应相比，微波可快速均匀地加热物质，还可以用来加速生物柴油制备过程中油脂和甲醇以及催化剂的高效混合，加入催化剂质量分数少、反应温度低、时间短和转化率高等优点。虽然使用均相酸催化剂催化酯交换反应的产率高且对原料油的游离脂肪酸没有特殊要求，但甲醇用量大，反应时间长，所需温度、压力高...