生物柴油是由從植物油或動物脂的脂肪酸烷基單酯組成的一種可替代柴油燃料。目前，大多數(shù)生物柴油是由大豆油、甲醇和一種堿性催化劑生產(chǎn)而成的。然而還有大多數(shù)的不易被人體消化的廉價油脂能夠轉(zhuǎn)化為生物柴油。處理這些廢油脂的問題是它們通常含有大量的游離脂肪酸，而不能用堿性催化劑轉(zhuǎn)化為生物柴油。這些游離脂肪酸同堿性催化劑反應(yīng)生成皂，抑制了生物柴油、甘油和洗滌水的分離。目前開發(fā)的工藝是用酸性催化劑預(yù)處理這些高FFA原料使不能形成皂物質(zhì)。

    研究的主題是建設(shè)一個能夠從多品種原料，包括這些高游離脂肪酸原料生產(chǎn)生物柴油的裝置。該裝置可以先用酸性催化劑預(yù)處理高游離脂肪酸原料，然后用堿性催化劑進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。包括從大豆油、黃色脂（9％FFA）和褐色脂（40％FFA）生產(chǎn)生物柴油。討論了反應(yīng)參數(shù)的變化的影響因素，并描述了分離和洗滌過程。提供了用不同原料的燃料成本的評價。對于甲基酯作為替代柴油燃料的研究本公司已經(jīng)進(jìn)行了十多年，在適合近五、六年間這項工作隨著生物柴油優(yōu)勢的廣泛宣傳而得到了更廣的了解。實際上以前所有的工作都是基于從大豆油制取脂肪酸甲基酯。選擇大豆油的原因是在美國大豆油是唯一一種因其良好的品質(zhì)供應(yīng)國內(nèi)市場的油脂。然而，高價的食品級大豆油限制了用于柴油發(fā)動機(jī)。降低原料的成本對于長期推廣生物柴油的商業(yè)價值是非常必須的。降低該燃料成本的一種方式是使用象餐飲廢油和工業(yè)用動物脂這些廉價的原料。

    目前，工業(yè)用動物脂和餐飲廢油是作為動物飼料商業(yè)出售的。如果FFA值小于15％稱為是黃色脂；在夏季，動物脂的FFA值可能會超過30％。季節(jié)的變化，在較高的環(huán)境溫度下會導(dǎo)致加速動物尸體的腐敗。這些低質(zhì)的脂肪可能混合低FFA脂肪作為黃色脂出售，或者直接折價作為褐色脂。早期曾經(jīng)開發(fā)出一種非常穩(wěn)定化學(xué)工藝可以轉(zhuǎn)化這種高FFA原料為生物柴油。目前工作的主題是開發(fā)一個中試裝置驗證這個工藝，并且為今后的研究、展示和培訓(xùn)提供一個工業(yè)化裝置。餐飲廢油和工業(yè)動物脂相對于食品級大豆油來說成本是非常低的。這些廢脂由于含有較高的游離脂肪酸，在使用堿性催化劑時易形成皂類物質(zhì)而不能直接轉(zhuǎn)化為生物柴油。在生產(chǎn)過程中皂能阻止生物柴油從甘油中的分離。一種改進(jìn)的工藝是利用酸性催化劑處理使不能形成皂。以前的工作證明了酸性催化劑對于甘三酯轉(zhuǎn)化為生物柴油的作用是很慢的。然而，酸性催化劑對于FFA轉(zhuǎn)化為酯的作用表現(xiàn)非常明顯。以前的工作已經(jīng)開發(fā)出一種先用酸性催化劑預(yù)處理工藝使FFA轉(zhuǎn)化為酯，然后通過堿性催化劑將甘三酯轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。酸催化工藝的不利之處是FFA同醇反應(yīng)產(chǎn)生水，這抑制了FFA的酯化和甘油的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)。

    工藝流程簡介：

    (1)物理精煉:首先將油脂水化或磷酸處理，除去其中的磷脂，膠質(zhì)等物質(zhì))。再將油脂預(yù)熱、脫水、脫氣進(jìn)入脫酸塔，維持殘壓，通入過量蒸汽，在蒸汽溫度下，游離酸與蒸汽共同蒸出，經(jīng)冷凝析出，除去游離脂肪酸以外的凈損失，油脂中的游離酸可降到極低量，色素也能被分解，使顏色變淺。各種廢動植物油在自主研發(fā)的DYD催化劑作用下，采用酯化、醇解同時反應(yīng)工藝生成粗脂肪酸甲酯，

    (2)甲醇預(yù)酯化:首先將油脂水化脫膠，用離心機(jī)除去磷脂和膠等水化時形成的絮狀物，然后將油脂脫水。原料油脂加入過量甲醇，在酸性催化劑存在下，進(jìn)行預(yù)酯化，使游離酸轉(zhuǎn)變成甲酯。蒸出甲醇水，經(jīng)分餾后，無游離酸的分出C12-16棕櫚酸甲酯和C18油酸甲酯。

    (3)酯交換反應(yīng):經(jīng)預(yù)處理的油脂與甲醇一起，加入少量NaOH做催化劑，在一定溫度與常壓下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，即能生成甲酯，采用二步反應(yīng)，通過一個特殊設(shè)計的分離器連續(xù)地除去初反應(yīng)中生成的甘油，使酯交換反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

    (4)重力沉淀、水洗與分層。

    (5)甘油的分離與粗制甲酯的獲得。

    (6)水份的脫出、甲醇的釋出、催化劑的脫出與精制生物柴油的獲得。

    整個工藝流程實現(xiàn)閉路循環(huán)，原料全部綜合利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。大致描述如下：原料預(yù)處理(脫水、脫臭、凈化)------反應(yīng)釜(加醇+催化劑+70℃)------攪拌反應(yīng)1小時-------沉淀分離排雜-------回收醇------過濾--------成品

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