地沟油到生物柴油工艺流程
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地沟油、泔水油提炼生物柴油技术与设备生物柴油可以植物油、动物油为原料制造,但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料。
生物柴油可作为石油燃料的替代产品。
“生物柴油”最大的特点是它的可再生性,资源永远不会枯竭。
有关专家表示,不仅是餐饮食肆每天都会产生“潲水油”,包括油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油……其实都具备“变身”柴油的可能性。
我国每年产生潲水油差不多有2600万吨。
废弃食用油脂即餐饮饭店和食品加工企业在生产、经营过程中产生的不能再食用的动、植物油脂。
包括经过多次煎、炸食物后废弃的油脂。
由于这些废油脂都排入下水管道或隔油隔渣污水池中,因此俗称地沟油。
随着我国食品行业和餐饮服务业迅速发展,每年产生的废弃食用油脂也越来越多。
废弃食用油脂的“再利用”生产生物柴油,是遏制“毒油”的一种有效途径。
工艺过程简述经过干燥的酸化油与辅料、催化剂一起投入到带加热、搅拌的反应釜内,搅拌加热至反应温度下,将辅料部分汽化与反应生成的水汽一起进入精馏塔内,脱去水分后再回流到反应釜中参加反应。
反应结束后蒸馏出未反应的辅料,反应产物泵入水洗脱水锅,首先用热水依次洗涤至中性,再加热干燥脱水。
最后送入高温蒸馏釜并精馏提纯,即得到生物柴油。
蒸馏残渣即为植物沥青。
投资核算(1)处理能力为12吨/日废油脂,产品为生物柴油4000吨/年的成套设备价格460万元;(2)生产车间建筑面积为500米2的投资 40万元;(3)供水、配电、消防系统投资 60万元;(4)运输设备投资 20万元;(5)仓库投资 30万元;(6)0.5 t/h锅炉的投资 20万元;(7)未预计其它费用 20万元;(8)总投资 650万元;(9)销售收入 2236万元;(10)销售利润 455万元;(11)投资利润率 70%;(12)静态投资回收期 1.43年。
设备特点(1)可以处理多种原料可接受多种多样的原料,植物油,餐饮业排放出的废油脂,又如食品厂、植物油厂等的油脂精炼的下脚料都可作为原料。
中国油脂CHINAOILSANDFAlS2008VoL33No.1l:生物柴癌冀利用地沟油制备生物柴油张勇(中国石油鸟鲁木齐石化公司,鸟鲁木齐830019)摘要: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,主要是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:l、催化荆用量1.0%、反应温度70℃、反应时间4h;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4h。
在最佳反应条件下,甘三酯的酯化率可达到86.89%。
关键词:地沟油;酯交换;生物柴油中图分类号:TQ645文献标志码:A文章编号:1003—7969(2008J11—0048—03PreparationofbiodieselwithhogwashoilZHANGYong(CNPCUrumqiPetrochemicalComplexChemicalCompany,Urumqi830019,China)Abstract:Atwo—stepprocesswasdevelopedtoconvertthehogwashoilpretreatedtobiodiesel.ThefirststepWasesterifyingFFAtoitsmethylesters.ThesecondstepWastransesterifyingthetriglyceridesintheproductsofthefirststeptomethylestersandglycer01.Throughorthogonalexperiment,theoptimumcon-ditionswereobtainedforestefificationasfollows・reactiontemperature70℃.molarratioofmethanoltooil10:1.dosageofcatalyst1.O%andreactiontime4h;theoptimumconditionsoftransesterilicationob-minedwereasfollows:reactiontemperature70oC,molarratioofmethanoltooil20:1,dosageofcatalyst6%andreactiontime4h.Undertheoptimumconditions.thetransesterificationratereached86.89%.Keywords:hogwashoil;transesterification;biodiesel生物柴油一般是指直接或间接来源于生物产品,其特性与石化柴油相近,可以作为柴油机燃料的物质,包括动植物油的裂化产物或动植物油与短链醇经酯交换反应得到的脂肪酸酯等…。
地沟油制生物柴油酯化工艺哎呀,说起地沟油这事儿,我可得好好跟你唠唠。
你瞧,这地沟油,就是那些餐馆里用得差不多的油,脏兮兮的,看着就让人皱眉头。
但是,你别小看它,这玩意儿,摇身一变,能变成生物柴油,那可是个宝!记得有一回,我路过一个工厂,那味道,啧啧,真是一言难尽。
我好奇啊,就进去瞅了瞅。
你猜怎么着?他们正忙着把地沟油变成生物柴油呢。
我心想,这玩意儿还能变废为宝?我得好好看看。
首先,他们把那些油乎乎的地沟油收集起来,装进大桶里。
那桶,比我人还高,看着就壮观。
然后,他们把桶里的油倒进一个大锅里,开始加热。
那锅,热气腾腾的,油在里面咕嘟咕嘟地冒泡,那声音,听着就让人想流口水。
接下来,他们往锅里加了一些催化剂,好像是为了让油和酒精反应。
我不懂化学,但看着他们操作,感觉挺神奇的。
那油和酒精一混合,就开始发生了变化,慢慢地,变成了一种新的液体。
然后,他们把这新液体倒进另一个容器里,开始分离。
这个过程,他们说叫酯化。
我看着那些液体一点点分离,有的变成了清澈的液体,有的变成了固体。
他们说,那清澈的液体就是生物柴油,而那些固体,可以回收利用。
最后,他们把那些生物柴油装进桶里,准备运走。
我看着那些桶,心想,这地沟油,还真是变废为宝了。
走出工厂,我深吸了一口气,虽然那味道还是不太好闻,但我心里挺高兴的。
这地沟油,不仅能变成生物柴油,还能减少环境污染,真是一举两得。
所以啊,下次你再看到地沟油,别急着皱眉头,说不定它正在某个工厂里,悄悄地变成宝贝呢。
这事儿,说起来挺有意思的,不是吗?。
生物柴油工艺流程附录:生物柴油的生产工艺及三废处理一、生物柴油生产的原材料1、地沟油(主要成份:脂肪酸甘油酯和脂肪酸)2、植物油脂(主要成份:脂肪酸甘油酯和脂肪酸)3、酸化油(主要成份:脂肪酸和脂肪酸甘油酯)4、米糠油(主要成份:脂肪酸和脂肪酸甘油酯)5、动物油脂(主要成份:脂肪酸和脂肪酸甘油酯)二、生物柴油生产的副料1、甲醇(含量95%以上)2、固体酸酯化催化剂(含氧化硅)3、碳酸钠(工业级)4、氢氧化钾(工业级)5、脱色剂(主要成份次氯酸钙)6、活性白土三、生物柴油的生产工艺1、酯化反应催化剂方程式:RCOOH+CH3OH→→→RCOOCH3+H2O生物柴油反应温度:60-110℃反应压力:常压三废情况:有5-7%的含甲醇(<2%)的酸性(PH=4左右)废水产生。
2、中和反应碳酸钠溶液,在常温常压下操作。
3、甲醇回收70-90℃、常压情况下操作。
4、生物柴油的脱色精制使用脱色剂,60-80℃常压下脱色反应。
4、白土精制1-2%活性白土,常压90-110℃下精制。
三废情况:有1-2%的固体废渣产生。
具体工艺流程图如下:甲醇加催化剂甲醇(去精馏)加热加热↓加热↑加热地沟油等→→→沉降→→→酯化反应→→→甲醇回收→→→80℃↓ 90℃↓ 90℃ 80℃去杂去水水脱色剂白土↓加热↓脱色反应→→→白土精制→→→过滤→→→成品110℃↓白土渣四、关于三废处理1、废水:少量含甲醇酸性废水集中收集,经活性炭吸附、碱中和处理后,并经检测符合国家排放标准后直接排放。
2、废渣:白土精制废渣装入编织袋直接外售,可用于窑炉燃料。
1、直接混合:粘度高,所含的酸性组分、以及在贮存和燃烧过程中,因氧化和聚合而形成的凝胶、炭沉积和润滑油粘度增大等不可避免的严重问题。
2、裂解法:生产工艺复杂,设备昂贵,产物中含量较高,并且热解后氧以二氧化碳的形式损失掉(生产过程需要消耗大量的能量)3、用碱酯交换法:用,中和游离脂肪酸易,含较高的油()不适合。
4、生物酶法主要问题是:低,短链醇对酶有一定毒性,酶易失活,酶催化剂价格贵,长。
5、酸酯交换法:就非常适合用在废油上,摆脱了以上的缺点。
因此我们选择用酸酯交换法。
酸酯交换法工艺流程原理如下:1)地沟油的前处理,将水和不纯固体分离掉。
2)地沟油预酯化反应,加入一定量的酸催化剂(浓硫酸)和甲醇,在25 -120℃下,将废油脂中游离脂肪酸转化成脂肪酸甲酯。
3)酯交换反应,预酯化反应后的地沟油在除去下层的废水后,加入一定量的碱催化剂(KOH)和甲醇,在50-120℃下,将中性油脂即脂肪酸甘油酯转化成脂肪酸甲酯。
4)酯交换反应后得到一个粗产品:过量甲醇和副产物甘油的混合物,通过蒸馏分离将甲醇和甘油从产品中分离出去。
5)精制,在特殊的处理剂作用下,可将残留在产品中的催化剂、游离甘油、脂肪酸肥皂、有色物质等杂质转化成不溶或难溶于产品的残渣,从而可非常容易地从产品中分离出去,中和碱催化剂分解脂肪酸肥皂,破坏乳化、脱色、凝絮沉淀。
6)调和,上述工序得到的精制产品,其冰点通常在-3℃—-5℃左右,比石油柴油的高,为了保证在低温下不至于发生燃料系统的堵塞,而添加防寒剂以降低冰点。
7)精密过滤得到产品生物柴油。
在整个生产过程中有废水、废渣和过量原料及副产物产生,处理方法简述如下:1)废水废水→沉降→过滤→脱色、絮凝、中和→过滤↓↓废渣(另外处理)排放←生化处理←爆气2)废渣废渣→发酵→混合→有机复合肥3)副产品反应混合物→分离→副产物→蒸馏、分离→甲醇(回收再利用)↓生物柴油所需原材料表原材料规格地沟油国内收集甲醇>99%(国产)氢氧化钾 >95%(国产)硫酸 70%和95%(国产)处理剂日本公司提供配方(国产)降温剂日本公司指定(国产货)。
地沟油到生物柴油工艺流程地沟油是指通过各种渠道收集的废弃食用油,其含有大量的污染物、重金属、致癌物质等有害物质,对人类健康和环境造成极大的危害。
然而,如果能够将地沟油进行有效利用,可以将其转化为生物柴油,既有效地减少了污染物的排放,又有利于资源的节约和可持续利用,具有重要的社会和经济意义。
一、生物柴油工艺概述生物柴油是由动植物油脂或其它油脂类物质制备的柴油替代燃料,因其可再生、环保、低碳等特点受到越来越多的关注和应用。
生物柴油工艺主要包括预处理、酯化反应、油脂脱酸、洗涤和分离等步骤。
其中,酯化反应是生物柴油制备的核心步骤,一般采用碱催化剂或酸催化剂,在高温高压下将油脂与甲醇酯化,生成甲酯(柴油酯)和副产物甘油。
生物柴油工艺流程示意图二、地沟油生物柴油制备工艺流程(一)预处理地沟油中所含有的水分、杂质、杂物等都会直接影响酯化反应的效果和产物质量,因此需要对原料进行预处理。
预处理一般包括以下步骤:1、沉淀杂物:将地沟油倒入沉淀罐或沉淀桶中,静置一段时间,待油中的杂物、水分等向下沉淀后,再将上清油倒出。
2、过滤除杂:通过滤网或其他过滤装置将油中颗粒物、沉淀物等过滤掉,保证后续反应的顺利进行。
3、酸洗:将油脂与2%左右的稀酸进行混合,让其在搅拌过程中进行酸碱中和反应,从而除去一部分杂质和游离脂肪酸。
(二)酯化反应预处理后的地沟油在酯化反应器中与甲醇和碱催化剂(如氢氧化钠、碳酸钠等)一起进行酯化反应。
反应温度一般控制在60℃-70℃左右,反应压力在0.8-1.2MPa之间,反应时间为1-2小时。
酯化反应的产物主要为甲酯和水,同时还有少量的副产物甘油。
(三)油脂脱酸酯化反应后的产物中含有大量的游离脂肪酸,需要对其进行油脂脱酸。
脱酸一般采用酸催化剂反应,如硫酸、盐酸等。
反应温度控制在50℃-60℃之间,反应时间为1-2小时,反应后的产物中游离脂肪酸含量下降到0.5%以下。
(四)洗涤和分离进行完油脂脱酸之后,还需要对产物进行洗涤和分离,以去除残留的催化剂、游离脂肪酸、甘油等杂质物质。
地沟油提炼生物柴油地沟油提炼生物柴油随着国家对环境保护的日益重视,地沟油问题也引起了广泛关注。
地沟油是指从市场、餐饮等领域回收的食用油,通过加工再利用变成了劣质油,由于不具备卫生安全条件,存在非常严重的安全隐患。
据统计,每年我国生产的地沟油总量高达200多万吨,这些废弃油脂的行业化利用一直是研究的热点之一。
针对目前的环境问题,满足人们对清洁环保能源的需求,地沟油的再利用变得尤为重要。
近年来,生物柴油作为一种新型、清洁、可再生燃料,在国内外得到了越来越广泛的关注。
与传统柴油相比,生物柴油具有切实的环保优势:一方面生物柴油不会产生二氧化硫等有害气体,大大减少了对环境的污染;另一方面,生物柴油作为可再生燃料,更加环保,未来市场需求也必定会越来越高。
因此,将废弃的地沟油用于制造生物柴油,不仅可以有效解决废弃地沟油的污染问题,还能为推动生物燃料产业的健康发展提供新的动力。
地沟油提炼生物柴油,需要经过以下几个步骤:第一步:脱酸处理地沟油一般含有一定的酸价,无法用于生物柴油的生产,危害发动机的工作。
为了防止这种情况的发生,首先需要对地沟油进行脱酸处理。
一般采用碱促酯化法或酸碱中和法,将酸性物质中和成为盐类,然后在温和的条件下使用脱酸剂,在油脂中加强阳离子的吸附和交换,使得油脂中的游离酸将被脱除。
第二步:酯交换反应酯交换反应是生产生物柴油的核心步骤,也称为酯化反应。
该反应将脱酸后的废弃油脂以甲醇与催化剂为反应体系转化成单酯,然后进行分离、洗涤与蒸馏处理即可得到生物柴油。
由于该反应是分解性的,所以它具有反应速度快、产物收率高等特点,同时可以在较低的温度下进行,可以比较好地控制生产成本。
第三步:精炼脱色在酯交换反应后,生产出的生物柴油色泽较深,且含有一定的杂质,需要进行精炼脱色。
精炼脱色的主要目的是使产品颜色更加清晰明亮,减少杂质含量,提高产品的质量。
该步骤通常采用多级蒸馏、离心分离、过滤等多种精细过程,将生物柴油中的杂质与颜色成分加以分离。
地沟油到生物柴油工艺流程第一篇:地沟油的来源和处理地沟油是指不符合食品安全标准,从地沟、下水道等处回收的废油。
由于其来源不明、经过多次重复使用和污染,含有大量细菌、重金属等对人体有害的物质,所以被严格禁止用于食品加工。
但是地沟油仍然存在着大规模的非法销售和使用现象。
为了环保和健康考虑,地沟油需要进行处理。
地沟油的处理主要包括以下几个步骤:1. 回收和筛选:将含有油脂的污水从下水道、地沟等处回收,然后经过筛选,去除其中的大颗粒杂质。
2. 沉淀和分离:将经过筛选的地沟油倒入容器中,静置一段时间,让其中的杂质和水分沉淀到底部,然后将上层的清澈油分离出来。
3. 酸碱处理:用稀酸或稀碱处理地沟油,可以去除其中的游离脂肪酸、皂化物等杂质。
4. 脱臭:通过加热、蒸馏等方式脱去地沟油中的异味和杂质,提高其质量。
5. 过滤:将处理后的地沟油通过滤网等设备过滤,去除其中的微小颗粒和杂质,得到较为纯净的废油。
6. 用途:处理后的地沟油可以被用于工业领域,比如生产生物柴油;也可以被用于能源利用,比如作为锅炉燃料。
第二篇:生物柴油的制备方法生物柴油是指以天然油脂、植物油和动物油等为原料,经过酯化反应后得到的用于替代石油柴油的燃料。
相比石油柴油,生物柴油燃烧更加清洁环保,不会对环境和人体造成太大的污染。
生物柴油的制备方法通常包括以下几个步骤:1. 制备酯化剂:将甲醇和NaOH混合反应,得到甲醇酯化剂。
2. 制备酯化反应物:将废油中的甘油和废油分离出来,得到废油酯基和甘油。
3. 酯化反应:将废油酯基、甘油和酯化剂混合反应,在加热情况下,反应生成生物柴油和乙醇。
4. 分离和清洗:将反应混合物放置一段时间,生物柴油会渐渐浮起,乙醇和甘油则沉淀到底部。
将上层的生物柴油分离并用水洗涤,去除其中的杂质,提高纯度。
5. 除水:去除生物柴油中的水分,防止进入燃油系统后对发动机产生危害。
6. 成品处理:将处理后的生物柴油进行严格的检测,检查其质量是否符合国家标准,以确保其可靠性和安全性。
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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1. 地沟油预处理。
去除杂质和水分,通过沉淀、过滤或离心去除油中的杂质和水分。
1用地沟油制备生物柴油的方法前言:本发明涉及一种用地沟油制备生物柴油的方法,按重量百分比,A.将97~99.8%的地沟油和0.2~3%的多孔载体的固体酸催化剂加入反应釜内,反应温度控制在>95℃至130℃,常压下通入气相甲醇,搅拌1~4小时进行酯化反应,反应结束后,分离出固体酸催化剂;B.将酯化反应后70~80%的液体、15~25%的甲醇以及1~5%的固体碱催化剂放入反应釜内,反应温度控制在50℃~65℃,常压下搅拌0.5~2小时进行酯交换反应;C.酯交换反应完成后,将液体静置或进行离心分离,上层即为制备的生物柴油,下层为甘油、固体碱催化剂以及甲醇。
本发明具有酯化反应充分,能耗低,工艺简单,收率高的特点,能满足工业化规模生产。
制造生物柴油的反应釜前言:本发明涉及一种制造生物柴油的反应釜,包括釜体和安装在釜体上的搅拌装置,所述的釜体为具有夹层的夹套式结构,釜体上的蒸汽进口和冷凝水出口与夹层相通,釜体上分别设有的原料进料口、出料口、催化剂进口以及溶剂进口与釜体反应腔相通,所述原料进料口和催化剂进口分别设置在釜体的上部,出料口设置在釜体的底部,而溶剂进口设置在釜体的底部或/和下部。
本发明的反应釜结构简单,设备投资少,酯化反应充分,生产效率高,能满足工业化规模生产。
反应釜:又称反应器或反应锅。
是化工生产中用于进行化学反应的一种容器。
常配备必要的传热装置和搅拌装置以达到强化生产的目的。
反应釜分为间歇式、半连续式和连续式三种。
搅拌器主要用于染料和制药工业,也用于其他工业,如烧碱生产中的苛化桶等。
使两种或多种物料进行混合的操作。
有机械搅拌和空气搅拌等方法。
可以促进物理变化和化学反应。
通常在搅拌器中进行。
温度控制以温度作为被控变量的开环或闭环控制系统。
其控制方法诸如温度闭环控制,具有流量前馈的温度闭环控制,温度为主参数、流量为副参数的串级控制等。
在分布参数系统中,温度控制是以控制温度场中温度分布为目标的。
脂肪酸温控容器结晶分离法利用油脂化学品固化点的差别进行分离的最早方法。
地沟油制生物柴油化学方程式地沟油制生物柴油化学方程式地沟油,是指从含有高温烹调过程中产生的废弃油脂中提取出的油质。
由于地沟油的原材料来源不明、质量难以保证,在食品安全领域备受争议。
然而,近年来,地沟油在环保领域却有了新的用途——它可以被转化为生物柴油。
生物柴油是一种可再生燃料,它由植物油或动物油制成,可以用于替代传统的石油柴油。
相比于石油柴油,生物柴油在减少温室气体排放、降低空气污染等方面具有显著的优势。
因此,利用地沟油制成生物柴油可以减少废弃油脂的处理问题,并对环境保护贡献力量。
地沟油制生物柴油的过程主要包括酯化和甲醇转化两个步骤。
具体化学方程式如下:1. 酯化反应:地沟油 + 醇→ 酯 + 水该反应是地沟油和醇发生酯化反应生成酯和水,其中醇可以是甲醇、乙醇等。
这个反应的机理是通过酸或碱催化剂进行的,催化剂的选择会影响反应速度和产物质量。
一般而言,碱式催化剂的反应速度较快,但会产生大量的皂。
相比之下,酸式催化剂会减少皂的生成,但反应速度较慢。
因此,在实际应用中需要综合考虑催化剂的选择。
2. 甲醇转化酯 + 甲醇→ 柴油 + 甘油甲醇转化反应是地沟油酯和甲醇反应生成生物柴油和甘油。
该反应需要酸碱催化剂,主要目的是在合适的温度下将酯中的酯基还原为甲醇,再将甲醇转化为柴油。
甘油则是该反应的副产物,可以通过后续的处理进行利用。
地沟油制生物柴油的化学方程式展示了从地沟油提取能源的过程,这个过程可以有效地减少废弃油脂的排放,并使其资源化利用。
然而,需要注意的是,地沟油的来源和质量都对最终的生物柴油质量产生较大的影响,因此,在地沟油制生物柴油的过程中,还需要严格控制原材料的质量和采集方式。
总而言之,地沟油制生物柴油的化学方程式为地沟油在环保领域找到了新的用途。
通过合适的催化剂和反应条件,地沟油可以被转化为生物柴油,这对于减少废弃油脂的处理问题和环境保护具有重要意义。
然而,需要注意地沟油的来源和质量,在实际应用中需要加强监管和质量控制,以确保生物柴油的质量和安全性。
实验室制备生物柴油(一) 反应原理实验室制备生物柴油分为两步反应:预酯化反应、酯交换反应。
1。
预酯化反应的原理油脂中的游离脂肪酸及甘油三酯在酸性催化作用下和过量的甲醇或乙醇进行酯化反应,反应过程中生成水、甘油和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯.反应方程式:RCOOH+CH 3OH=RCOOCH 3+H 2O2。
酯交换反应的原理甘油三酯在碱性催化作用下进行酯交换反应,生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
反应方程式:(二)以地沟油为原料1。
关于地沟油通俗地讲,地沟油可分为以下几类:一是狭义的地沟油,即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油;二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油;三是用于油炸食品的油使用次数超过规定要求后,再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。
地沟油常压下沸点约为300—400℃,负压-0.098MPa 时,沸点约为140—250℃ 。
2. 操作步骤2。
1 称取油样称取一定量的油样,要保证脱水后油样的质量不少于100g.2。
2 对原料油水洗除杂在分液漏斗中用80℃以上的热水水洗,水洗至中性。
注:①如果温度低于80℃,则易发生乳化(油包水、水包油)②破乳化的方法:加适量食盐;加稀酸1%;加热;R 1COO-CH 2 R 2COO-CH R 3COO-CH 2 R 1COOCH 3 R 2COOCH 3 R 3COOCH 3 CH 2-OHCH-OH CH 2-OH + 3CH 3OH = +③杂质存在的影响:酯化反应转换率会降低;预酯化反应后若胶质过多,则会增加乳化现象。
2。
3 静置分层在分液漏斗中静置30—60min。
其中,上层为油,下层为水.2。
4 加热脱水先用离心机进行脱水,再用电炉加热脱水。
注:若水分含量达不到所要求的,那么可能将会影响预酯化反应的进行。
因为预酯化反应是可逆反应,水的大量存在会使反应向逆方向进行。
2。
5 测定酸值.根据酸值的大小决定反应的类型.2。
初步过滤将地沟油放入温油池中加热到70℃,升温半小时后油中的杂质化开,然后再进入过滤池,将杂质彻底过滤出来。
三个化学反应“通过过滤以后,就到了地沟油处理的最关键步骤了,就是提炼脂肪酸甲酯。
这个工序就是通过那边五个反应釜完成的。
”首先用齿轮油泵将过滤好的地沟油灌入1号脱水反应釜,将水分抽离出来。
然后再配备一定的浓硫酸溶液和甲醇灌入2号酯化反应釜和3号酯化反应釜,和1号反应釜中的地沟油进行2个小时的化学反应。
最后,将地沟油灌入4号脂交换反应釜和5号脂交换反应釜,加入氢氧化钾、甲醇进行反应,变成粗甲酯蒸馏冷却出炉再将粗甲酯抽到蒸馏塔中进行高温挥发,这样形成的气体就成了生物柴油,而残渣固体遗留在蒸馏塔的内壁上。
最后再进入冷却塔冷却,将余下的残渣去掉,就得出精甲酯了,也就是生物柴油生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放减少约30%左右;生物柴油中不含对环境可造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油,而且生物柴油动力性强,价格比柴油便宜。
冷却凉水塔的工作原理是:利用吹进来的风与由上洒下来的水形成对流,把热源排走,一部分水在对流中蒸发,带走了相应的蒸发潜热。
从而降低水的温度。
(1)具有优良的环保特性:生物柴油和化石柴油相比含硫量低,使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大减少。
权威数据显示,二氧化硫和硫化物的排放量可降低约30%。
生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物,燃烧尾气对人体的损害低于化石柴油,同时具有良好的生物降解特性。
和化石柴油相比,柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1 /1 0,颗粒物为20%,二氧化碳和一氧化碳的排放量仅为10%,排放尾气指标可达到欧洲Ⅱ号和Ⅲ号排放标准。
(2)低温启动性能:和化石柴油相比,生物柴油具有良好的发动机低温启动性能,冷滤点达到-20℃。
(3)生物柴油的润滑性能比柴油好:可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失,增加发动机的使用寿命,从而间接降低发动机的成本。
1、直接混合:粘度高,所含的酸性组分、游离脂肪酸以及在贮存和燃烧过程中,因氧化和聚合而形成的凝胶、炭沉积和润滑油粘度增大等不可避免的严重问题。
2、裂解法:生产工艺复杂,设备昂贵,产物中不饱和烃含量较高,并且热解后氧以二氧化碳的形式损失掉(生产过程需要消耗大量的能量)
3、用碱酯交换法:用精炼植物油,中和游离脂肪酸易皂化,含酸值较高的油(地沟油)不适合。
4、生物酶法主要问题是:转化率低,短链醇对酶有一定毒性,酶易失活,酶催化剂价格贵,生产周期长。
5、酸酯交换法:就非常适合用在废油上,摆脱了以上的缺点。
因此我们选择用酸酯交换法。
酸酯交换法工艺流程原理如下:
1)地沟油的前处理,将水和不纯固体分离掉。
2)地沟油预酯化反应,加入一定量的酸催化剂(浓硫酸)和甲醇,在25 -120℃下,将废油脂中游离脂肪酸转化成脂肪酸甲酯。
3)酯交换反应,预酯化反应后的地沟油在除去下层的废水后,加入一定量的碱催化剂(KOH)和甲醇,在50-120℃下,将中性油脂即脂肪酸甘油酯转化成脂肪酸甲酯。
4)酯交换反应后得到一个粗产品:过量甲醇和副产物甘油的混合物,通过蒸馏分离将甲醇和甘油从产品中分离出去。
5)精制,在特殊的处理剂作用下,可将残留在产品中的催化剂、游离甘油、脂肪酸肥皂、有色物质等杂质转化成不溶或难溶于产品的残渣,从而可非常容易地从产品中分离出去,中和碱催化剂分解脂肪酸肥皂,破坏乳化、脱色、凝絮沉淀。
6)调和,上述工序得到的精制产品,其冰点通常在-3℃—-5℃左右,比石油柴油的高,为了保证在低温下不至于发生燃料系统的堵塞,而添加防寒剂以降低冰点。
7)精密过滤得到产品生物柴油。
在整个生产过程中有废水、废渣和过量原料及副产物产生,处理方法简述如下:
1)废水
废水→沉降→过滤→脱色、絮凝、中和→过滤
↓↓
废渣(另外处理)
排放←生化处理←爆气
2)废渣
废渣→发酵→混合→有机复合肥
3)副产品
反应混合物→分离→副产物→蒸馏、分离→甲醇(回收再利用)
↓
生物柴油
所需原材料表
原材料规格
地沟油国内收集
甲醇>99%(国产)
氢氧化钾 >95%(国产)
硫酸 70%和95%(国产)
处理剂日本公司提供配方(国产)
降温剂日本公司指定(国产货)。