酯交换法制备生物柴油研究进展

乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的研究的开题报告

甲醇/乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的研究的开
题报告
一、研究背景
随着全球能源危机的不断加剧，环境问题日益严重，生物质能作为
一种可再生、清洁的能源形式，受到了广泛的关注。

生物柴油是一种将
植物油、动物油、废油等生物原料进行化学反应制得的柴油燃料，具有
资源丰富、可再生、低碳排放等优点。

其中酯交换是生物柴油制备的重
要工艺之一，已被广泛应用。

二、研究目的
本研究旨在探究甲醇/乙醇混合体系酯交换制备生物柴油的可行性和优势，确定最佳反应条件，提高生物柴油的转化率和收率，为生物柴油
工业化生产提供参考。

三、研究内容
1. 实验设计：根据甲醇/乙醇的不同比例、不同醇碳比、不同催化剂种类和用量，确定一定的反应温度和反应时间，进行实验设计。

2. 实验过程：将生物原料（如植物油、动物油、废油等）和甲醇/乙醇混合体系加入反应器中，加入适量的催化剂，进行酯交换反应，生物
柴油中的杂质污染物通过分离纯化得到高纯度的生物柴油。

3. 实验分析：对反应产物进行GC分析、NDIR分析、粘度测定等性质分析，确定最佳反应条件，统计转化率和收率等数据。

四、研究意义
本研究对于生物能源的开发和利用具有重要意义。

甲醇/乙醇混合体系可通过酯交换制备生物柴油，不仅可以提高生物柴油的转化率和收率，
降低生产成本，而且有利于解决生产过程中的环境问题。

此外，本研究还可以为生物柴油的工业化生产提供重要的技术和理论基础。

生物柴油的制备及其催化剂的研究

生物柴油的制备及其催化剂的研究随着能源需求日益增长，化石燃料逐渐走向枯竭，开发生物能源逐渐成为了人们的重要方向。

其中，生物柴油因其环境友好、可再生等特点备受关注。

本文将着重介绍生物柴油的制备及其催化剂的研究。

一、生物柴油的制备方式目前，生物柴油的制备方式主要有四种，分别为酯交换法、酯化法、水解法和微生物法。

其中，酯交换法和酯化法较为成熟，应用也最广泛。

1.酯交换法酯交换法是目前制备生物柴油的主要方法之一。

在生物柴油酯交换反应中，将油脂中的甲酯与醇交换，从而得到酯类，这种方法被称为酯交换法。

该方法的主要特点是不需要酶和酸催化剂。

酯交换法生产生物柴油的步骤包括：1) 将传统的油脂加热至大约70℃，然后加入甲醇和碳酸钠。

2) 加入少量的碱催化剂（钠或钾）。

3) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。

与传统的化学反应相比，酯交换法反应后的环境污染比较少，对环境友好。

2.酯化法酯化法是制备生物柴油的另一种常见方法。

在酯化法中，油脂和甲醇反应生成甲酯和水。

酯化法生产生物柴油的步骤为：1) 将传统的油脂和甲醇混合，然后加入酸催化剂。

2) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。

酯化法相对于酯交换法需要更多的酸催化剂，这可能带来更多的环境问题。

同时，当油脂中含有过多的酸时，将有一些非正常的反应和一些损失。

二、生物柴油催化剂研究现状随着人们对生物柴油的需求日益增加，催化剂研究也越来越受人们的关注，催化剂可将反应温度降至更低，改善反应产物出现的问题，因此催化剂在生物柴油制备中的重要性不言自明。

以下将介绍几种常见的催化剂。

1.碱催化剂碱催化剂是制备生物柴油时常见的催化剂。

在酯交换法中应用得比较广泛，常用的碱催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠、钠醇溶液等。

碱催化剂反应速度快、成本低、易于操作等优点，在酯交换法中得到广泛应用。

同时碱催化剂生成的反应产物相对较少，具有较好的环保性。

2.酸催化剂酸催化剂是制备生物柴油时另一种常见催化剂。

山苍子核仁油酯交换制备生物柴油的研究

ａｔｎｔｍｐｒｔｒ０ｃ，ｔｅａｕｎｆｃｔｌｓｏ５％ｏｕｌｏｌｑａｉｃｉｅｅａｕｅ８ｃｏｈｍｏｔｏａａｙｔｔｆｆｅｉｕｌｔｙ．ａｃｈｌ—ｏｌｒｒｔｆ９ｌｏｏｎｍｏａａｉｏ／１。ａｅｃｏｏｎｄｒａｔｎｉｔｉ４ｈ．ｗｉｉｄｉｓｌｙｅｄｏｅ５％．ｍｅｔｂｏｅｅｉｌｖｒ７ｈＫｅｒｓ：Ｐ —ｔｌｅｅＳＩＩｏｃａｉｙｗｏｄｏｕｎＵＦｈｎｉｃｄ；ｌｔｅｕｅｅｎｅｉ；ｂｏｉｓｌｒｎｓｓｅｉｃｔｎｉｓａｃｂｂａｋｒｌｏｌｉｄｅｅ；ｔａｅｔｒｆａｉｉｏ
磺酸作为催化剂制备生物柴油。结果表明制备生物柴油的最佳工艺条件是：反应温度８％，０催化剂用量为原料油质量的５，％醇油摩尔比为９：，１反应时间４。在此条件下生物柴油的产率可达７％以上。ｈ５
关键词：对甲苯磺酸；山苍子核仁油；生物柴油；酯交换
・
８・８期
山苍子核仁油酯交换制备生物柴油的研究
张秋云，徐春，坝德伟，陈志军，开志，周马培华
（州大学化学与４＿学院化学系，贵州贵阳５０２）贵￣ｘ－５０５
摘要：山苍子核仁油是一种丰富的植物油资源，目前尚未得到很好的开发利用。本文考察了以山苍子核仁油为原料，对甲苯
桂烯酸和高级脂肪酸等甘油酯）近似于椰子油，，可代替椰子油作香皂及表面活性剂的原料，可用于制备十二胺、十二腈、醇烷酰胺等。Ｊ但还是未得到充分开发利用。，本文以山苍子核仁油为原料，用对甲苯磺酸作为催化剂制备生物柴油，系统地考察了反应时间、催化剂用量、油摩尔比、醇反应温度对生物柴油制备的影响，并最终探讨出最佳制备工艺。

碱催化酯交换法制备生物柴油工艺参数研究

以餐厨垃圾为原料加工生物柴油具有多项发展优势
ｌ实验材料
（１）样品制备。收集餐厨垃圾中的油脂并将其过滤．目的是将其中杂质去除：温度加热至１０５ ℃．液态油脂中没有气泡生成时停止在５５０ｎｍ下采用分光光度计仪器测定油脂在
生物柴油是指动植物油脂通过酯交换反应生成的脂肪酸甲酯等低碳酯类物质生物柴油是一种优质的可再生替代
能源．与石化柴油相比．它可以使二氧化硫等硫化物的排放量减少约３０％．使一氧化碳等温室气体的排放量减少６０％
脱酸率的计算公式如下：脱酸率＝１００（ＡＶ一ＡＶ）／ＡＶ。
式中：ＡＶ。一脱酸前的废弃油脂酸价／ｍｇＫＯＨ／ｇ；ＡＶ：一脱酸
后的废弃油脂酸价／ｍｇＫＯＨ／ｇ
准确称量０．５００９ｇ油脂于三角瓶中，加入１０．０ｍＬ正己烷溶解．定容至２５ｍＬ．于５５０ｎｍ条件下分光光度计中测定
置于三角瓶中．加入５０ｍＬ乙醚一乙醇的混合溶剂．使油脂试样彻底溶解，以酚酞作为指示剂。用ＫＯＨ（０．１ｍｏｌ／Ｌ）标准溶
液滴定到淡红色颜色出现．３０ｓ后溶液不褪色
酸值计算公式如下：酸值：＿ｖ氅Ｗ

酯交换法制备生物柴油反应机理和影响因素分析_李翔宇

文章编号:0254-0096(2011)05-0741-05酯交换法制备生物柴油反应机理和影响因素分析收稿日期:2009-07-02基金项目:国家自然科学基金(30700634);中国林科院科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2008028);国家高技术研究发展(863)计划(2007AA100703;2009AA05Z437);林业公益性行业专项(201004001)通讯作者:李翔宇(1977)),女,博士,主要从事生物质能源领域方面的研究。

lixyv@1261com李翔宇1,2,蒋剑春1,李科1,聂小安1,2,吴欢1(11中国林业科学研究院林产化学工业研究所;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,南京210042;21江苏强林生物能源有限公司,溧阳213364)摘要:阐述了生物柴油的生产制备技术,从生物柴油酯交换合成反应出发,探讨了各种酯交换反应的反应机理;从原料油中的水分、游离脂肪酸、温度、压力、催化剂、反应时间、醇油比和原料混合程度等各个方面分析了对生物柴油制备的影响,得出了最佳的反应工艺条件。

关键词:生物柴油;酯交换;机理;分析中图分类号:TQ641 文献标识码:A0 引言开发生物柴油与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合,具有广阔的市场前景,是最有前途的替代燃料之一[1]。

我国5生物产业发展/十一五0规划6明确提出要加速我国生物柴油产业化进程。

国外已经工业化的生物柴油生产技术主要是间歇式或连续化醇解工艺,生产规模均达到10万t P a 以上。

目前我国生物柴油生产主要采用间歇式传统酯交换技术,单套装置实际生产规模1万~2万t P a 。

目前制备生物柴油的生产方法可采用物理法、化学法及生物酶法。

其中物理法包括直接混合法和微乳法;化学法包括高温热裂解法和酯交换法;生物酶法主要指生物酶催化酯交换反应。

使用物理法能够降低动植物油的粘度,但积炭及润滑油污染等问题难以解决。

制备生物柴油酯交换催化剂的研究进展

维普资讯
２００６年３第４期４卷
广州化工
・３１・
制备生物柴油酯交换催化剂的研究进展
陈鸿庆，皓，峰，余彭黄传容
（南理工大学化工与能源学院，东广州５０４）华广１６１
ＣＨＥＨｏｇｑｎ，ＹＵｏ，ＰＮｎ－ｉｇＨａＥＮＧｅｇ，ＨＵＡＮＧｈａ — ｏｇＦｎＺｕｎｔｎ
（ｃｏｌｆｈｍｉｌｎｎｒｙＥｇｎｅｉｇｏｔｈｎｉｅｓｙＳｈｏｏｅｃｄＥｅｇｎｉｅｒ，ＳｕｈＣｉａＵｎｒｉＣａａｎｖｔ
随着化石能源日益枯竭，寻求可再生、色环保的新能绿源是实现社会可持续发展的重要战略方向。以生物资源为来源的天然油脂可制得生物柴油，是典型的可再生能源，且不含化石能源中常见的Ｎ、，减轻环境负担，Ｓ可因此生物柴油的研究利用受到了越来越多研究者的关注。天然油脂的主要成分是直链脂肪酸三甘油酯，碳链长度在１～２２６碳数，一般为偶数碳链，烧热略低于２燃柴油，可以作为内燃机的燃料＿。但它的粘度为２油的十倍，ｌ柴在柴油机中的雾化能力很差，烧很不完全，燃导致在喷油嘴和阀门口积碳严重，直接使用会缩短柴油机的寿命。降低粘度的方法有：和柴油混合使用、化法、乳高温分解法、解法裂和酯交换法ｌ。其中，２』酯交换法工艺简单、能耗低、所得产品完全可以替代传统柴油在内燃机中使用而副产品是高附３，加值的甘油ｌ，Ｅ前研究的重点。ｌ是ｔ酯交换（ｒｎｅｔｉｃｔｎ是在催化剂的存在条件下，Ｔａｓｓｅｆａｉ）ｒｉｏ甘油三酸酯和醇（常为甲醇）反应，生成脂肪酸单酯即生物柴油，产物是甘油。由于该反应是一个可逆分步平衡反应，副反应过程相当复杂，可列出的反应式可达１２个… Ｉ。使用催化剂是提高反应速度增加产率的有效手段。常用的催化剂有均相酸、碱催化剂如ＨＳ４ＮＯＮａＸＨ、ｉＯ、ａＨ、（；３硬脂酸钠等，生物酶催化剂，多相催化剂如Ｃ０、ｎａＺＯ等。本文对油脂酯交换催化剂，包括它们在反应中的特点，势以及所存在的优

酯化及转酯化法制备生物柴油过程中催化剂的研究进展

酯化及转酯化法制备生物柴油过程中催化剂的研究进展黄世丰;陈国;方柏山
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2008(27)4
【摘要】酯化及转酯化法是目前研究最多、最具优势的生物柴油制备方法,根据原料特性选择合适的催化刺是该法成功的重要保证.在简述生物柴油制备原理的基础上,重点综述了目前研究较多的各种酸催化剂、碱催化剂、脂肪酶催化剂、离子液体及无催化剂过程的优缺点,并对生物柴油催化剂的发展方向进行了展望.
【总页数】7页(P508-514)
【作者】黄世丰;陈国;方柏山
【作者单位】华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021;华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021;华侨大学工业生物技术福建省高校重点实验室,福建,泉州,362021
【正文语种】中文
【中图分类】O643.36
【相关文献】
1.新型Br(o)nsted-Lewis酸性催化剂LaPW12O40/SiO2制备及其在催化酯化反应合成生物柴油中的应用 [J], 舒庆;唐国强;刘峰生;邹文强;贺江凡
2.无溶剂体系中酶法催化微藻油脂乙酯化制备生物柴油工艺研究 [J], 库流鹏;贺珧珈;姚杰;曹海;闫云君
3.全细胞生物催化制备生物柴油研究——全细胞生物催化剂催化豆油甲酯化反应
[J], 李治林;李迅;王飞;蒋剑春
4.Lewis酸型固体酸催化剂Ce-Ag-PW的制备、表征及催化酯化反应合成生物柴油性能研究 [J], 李兴鹏; 舒庆
5.Lewis酸型固体酸催化剂Ce-Ag-PW的制备、表征及催化酯化反应合成生物柴油性能研究 [J], 李兴鹏; 舒庆
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生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展

生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展随着对能源需求量的日益增加和环保法规的日益严格，在众多的柴油机代用燃料中，生物柴油以其低排放，可直接应用于现有柴油机，无需对其进行结构改造而备受各国青睐。

我国政府对生物燃料非常重视，并制定了多项政策以促进其发展。

在国民经济和社会发展“十•五纲要”中提出了要发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。

所谓生物柴油就是以动植物油脂为原料，经化学反应变成可供柴油内燃机使用的一种燃料[。

生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。

然而生物柴油的凝点一般在0℃时，其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用，因此改善生物柴油的低温流动性能尤为重要。

一. 生物柴油的物化性质以常用的7种食用植物油为原料，采用碱催化酯交换法制成的纯植物油生物柴油为例，其各种生物柴油中脂肪酸甲酯的分布和凝点、冷滤点、倾点和粘度值如表1，表2。

——————————————表1 7种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量Table 1 The relative content of fatty acid methyl esters in bio-diesel from 7 differe从表1中可以看出不同生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：菜籽油生物柴油>葵花籽油生物柴油>芝麻油生物柴油>玉米油生物柴油>大豆油生物柴油>花生油生物柴油>棉籽油生物柴油。

生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：棉籽油生物柴油>花生油生物柴油>大豆油生物柴油>玉米油生物柴油>芝麻油生物柴油>葵花籽油生物柴油>菜籽油生物柴油，与生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量的顺序正好相反。

表2 7种植物油生物柴油的低温流动性能和粘度数据Table 2 The Low-temperature Fluidity and viscidity of bio-diesel drelived from 7 kind柴油的低温流动性能关系密切。

微藻生物柴油酯交换技术的研究进展

环境保护和可持续性发展日益高涨的热情使得以具有可再生、可生物降解和无毒等特点的生物柴
油替代石化柴油受到了越来越多的关注～１。近些年来，微藻以其生长速率快、油脂含量高（５０％～７０％）、油脂经过转酯反应能被转化成生物柴油等
ＣＵ５ｂｒａｕｎｉｉ。微藻油提取可以采用机械式提取、有
经过静置分层等操作，反应产物中的甘油和其他
固体颗粒就能被分离出来，得到生物柴油” 。生
游离脂肪
特点，被越来越多的人认为是作为生物柴油生产原料的最佳选择。微藻生物柴油一般含有３９４１ＭＪ／ｋｇ的热值，近似于石化柴油的４６ＭＪ／ｋｇ。研究表明，要满足美国５０％的能源需求，采用微藻油
分子的甘油和二三分子的甲酯，另外加入过量甲
醇促进形成生物柴油＇，其甲酯转化效率能达到
９８％Ｉ。催化剂可采用酸（例如硫酸）、碱（如氢氧化钠、氢氧化钾）、超临界流体以及酶（例如脂肪
ｈａｓｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉ，Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ和各种Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃ —
升，但同时也需要更高的生产成本。由于加入了
不溶于油的甲醇，得到的反应产物会分成两层。

生物柴油催化剂

制备生物柴油的催化剂研究进展早在2 0 世纪80年代初期, 美国和德国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯反应合成脂肪酸单酯代替柴油, 这种最初定义为“生物柴油”的物质有着与柴油十分相似的理化性质, 但具有燃烧完全, 无污染排放等诸多优点。

近年来, 由于石油资源的日益枯竭和人们环保意识的增强, 生物柴油已经成为一个研究的热点, 并且制备有多种方法，即高温热裂解法[、酯交换法等。

目前, 由植物油生产生物柴油的方法多采用甲醇酯交换法。

1 酸性催化剂酸催化酯交换交换过程一般使用布朗斯特酸进行催化。

较常用的催化剂有浓硫酸、苯磺酸和磷酸等。

浓硫酸价格便宜、资源丰富, 是最常用的酯化催化剂。

酸催化酯交换过程产率高。

但反应速率慢分离困难, 易产生三废。

2碱性催化剂（1）无机碱催化剂碱催化酯交换反应的速率比酸催化要快得多。

常用无机碱催化剂有甲醇钠氢氧化钠、氢氧钾、碳酸钠和碳酸钾等。

甲醇钠在用于制备生物柴油的碱催化剂中活性相当高, 但易溶于脂肪酸酯。

然而,油脂中若含有水, 甲醇钠活性将大大降低。

氢氧化钠和氢氧化钾相对于甲醇钠的价格要便宜些。

传统的酯交换工艺中多用Na O H 作催化剂, 在反应过程中, 氢氧化物与醇反应产生水。

使部分酯类水解产生羧酸。

羧酸与氢氧化物发生皂化反应。

大大降低了生物柴油的产率且分离比较难。

（2）固体碱催化剂固体碱催化剂用于酯交换反应生产工艺简单,产品后处理方便, 无废水产生。

直接获得产品及副产物甘油, 催化剂可再生, 避免了三废污染。

3生物催化剂一酶脂肪酶是一种良好的酯交换反应的催化剂, 酶作为一种生物催化剂具有高的催化效率和经济性,采用酶催化可以解决目前化学方法生产生物柴油所用的催化剂存在的分离困难、所需能量大等问题。

为此, 人们开始关注酶法合成生物柴油技术。

即用脂肪酶催化动植物油脂与低碳醇间的转酯化反应,生成相应的脂肪酸酯。

此法具有提取简单、反应条件温和、醇用量小、甘油易回收和无废物产生等优点, 是一种极具发展潜力的生物柴油生产方法。

分子筛固体碱催化制备生物柴油的研究进展

ｓｉｅｖｅｓｂａｓｅｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓｏｌｉｄｂａｓｅｃａｔ —
工业应用前景。其中，分子筛固体碱催化剂因原料
来源充足、成本低、制备工艺简单、催化性能较好等特点，成为当前研究的热点。分子筛是一种硅铝酸盐的晶体，属于固体酸类，不适用于碱性催化反应，但分子筛具有明确的孔腔
分布、高比表面积和良好的热稳定性，可以作为载体
ａｌｙｓｔｓｏｒｆｂｉｏｄｉｅｓｅｌｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ；ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｉｃｆａｔｉｏｎ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓｏｌｉｄｂａｓｅ
生物柴油是环境友好型可再生能源，目前，二［业上主要采用均相催化法制备，但存在着反应完成后催化剂分离困难，产物需要水洗，产生大量废水的问
格中的Ｎａ和Ｃｌ一全部换成笼，并用ｙ笼连接起
ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＭＣＭ－４１，ＳＢＡ一１５，ｅｔｃ．ｍｏｄｉｉｆｅｄｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓａｎｄ（Ａ，ＸａｎｄＹ）ｔｙｐｅｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍｏｌｅｃｕｌａｒ

生物技术法生产生物柴油的研究进展

生物技术法生产生物柴油的研究进展
王贤贤
（岛科技大学化工学院，青山东青岛２６４）６０２
摘要：绍了化学酯交换法、催化法、细胞催化法等生产生物柴油的方法。指出了这一领域难介酶全以实现商业化的原因，针对这些问题提出了相应的建议，析了生物柴油的现状及发展趋势。并分关键词：物柴油化学酯交换酶催化生中图分类号：ＴＥ６文献标识码：６５Ａ全细胞催化
第３２卷第２期２１０１ＪｕｎｌｆＣｅｃｌｎｕｔ＆ＥｇｎｅｉｇｏｒａｈｍｉｄｓｒｏａＩｙｎｉｅｒｎ
Ｖ０１２．３Ｎｏ．２Ａｐ．ｒ，２０１１
原油是现代社会不可或缺的能源，球燃油价全
２００７年欧盟依然是世界最大的生物柴油生产商，其产量超过６ × １。Ｌ，４Ｏ占据了世界生物柴油产量的
格的大幅增长，使新的、于生物的、境友好的促基环可再生石油替代品的出现，生物燃料。我国生物如柴油的发展较晚，目前达到产业化水平的工艺是以酸碱催化的酯化反应，限较多且不符合绿色生产局的要求，切需要一种可行的替代品。生物柴油是迫
Ｗ＿ＮＧｉｘｉｎＡＸａｎａ

酯交换法制备微藻生物柴油

一
的分了帚降垒原来的三分之一，粘度降至八分之
，
该方法生产出来的生物柴油的黏度与石化柴油
７％，０按藻细胞含３％油脂（０干重）计算，１ｍ！ｔ的ｋ－＇Ｌ￣年油脂产晕是玉米１３１，大豆的１２，油莱卡＇４倍１￣Ｊ３倍于
结果会使Ｉ油相和酯相变得难以分离，从而使后处＿Ｉ
液体酸催化法适用于游离脂肪酸和水分含案
含最高于木质素材料热解油，而且０的含黾低，冈
此，微藻热解油的热值高，且较稳定，同时微藻热解油具有很好的流动性，可盲接作为民用燃料和内燃机燃料，或经深加Ｔ作为汽油和柴油。
求低，可亩接转化利用ＣｚＯ、无机盐和有机废水等；（）２微藻光合效率高，倍增时间短，单何＿积的产率血
宁波化ＩＮｎｂｈｍｉｌｎｕｔｉｏＣｅｃＩｄｓｙｇａｒ
２１年第４００期
酯交换法制备微藻生物柴油
韦兆鸿，吴文韬，宋超
（海大学环境与化学工程学院，上海２０４）上０４４
摘要：微藻含油脂量较高，生长速度快，并且其养殖不占用耕地，还能有效地捕获二氧化碳，是制各生物柴油的最佳原料。目前，阻碍微藻生物柴油成为商业化燃油的主要瓶颈是成本高。传统的油脂提取和酯交换制各生物柴油工艺复杂，产物纯度低和产生大量废水都是导致高成本的重要因素。
氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等。在较小醇油比、较低温度条件下，反应能够在数分钟或几ｌ钟内 ‘ 分接近并到达终点，最终收率一般能达到９％以上。０用均相碱催化通常需在低温下就可获得较高产率，但它刈‘ 原料中游离脂肪酸和水含晕却要求较高，通常要求油料脂肪酸含旱小于０５．％，水分小于００％。这是冈为在反应过程中，游离脂肪酸会．６与碱发生皂化反应，同时它也能减弱催化剂活性，

脂肪酶催化转酯化生产生物柴油的研究进展

酶在非水介质中的转化率接近１０％，０并具有反应时间短、反应活性高等特
点。为除去反应物中多余水分，可将
通过不同的方法来提高酶的产量并尽可能缩短反应时间。Ｓａｈｈ等研究了三种（豆、向日葵、米糠）来源不同大的脂肪酶在四种不同的短链醇（甲
目前，生物柴油主要是通过化学法生产，即动植物油脂与甲醇在高强度酸或碱作催化剂下制备。化学法存在工
酶溶解在无水介质中并用聚乙二醇（）或短链烃类对酶进行修饰以ＰＥＧ实现均相反应。转酯化反应存在多项标准参数，对于不同来源、不同载体的同种脂肪酶来说，不同的油脂底物和酰基受体所对应的产量不同。Ｎｅｓｎ等根据反应器的不同，分别设ｉｌｅ计出不同的反应路线，对生产过程做了精确的经济分析报告。
ＤＩ１．９９ｊｉｎ１０－９２２１．２０４Ｏ：０３６／．ｓ．０１８７．００２．０ｓ
脂肪酶催化转酯化
生产生物柴油的研究进展
刘颖青岛科技大学化工学院２６４６０２
何开发价廉低成本的生物柴油仍在探索之中。我国在这方面的研究尚不太多，本文旨在介绍脂肪酶生产生物柴油的最新进展。但是，该反应的反应时间相对于化学转酯反应（般为１来说过长。而采一ｈ）

生物柴油制备工艺研究进展

生物柴油制备工艺研究进展作者：褚有贵张健伟李艳秋项明悦刘泽莳来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第12期摘要：自20世纪90年代以来，生物柴油作为可再生能源的重要发展方向，使得许多国家学者都在研究。

本文主要综述了生物柴油的生产技术及其典型工艺。

关键词：生物柴油；酯交换；催化加氢；气体合成；微波法生物柴油是一种可再生能源，很少或没有环境污染。

最初制备生物柴油的方法主要是化学法，化学法制备生物柴油从反应原理上分类，主要包括酯化反应、高温热裂解反应和酯交换反应三大类。

目前国内外应用最多的方法是酯交换法。

1 第一代生物柴油生产技术—酯交换法1.1 酸碱均相催化法首先在酸催化剂的作用下，将脂肪酸转化为脂肪酸甲酯，再在碱催化剂作用下，将甘油三酯转化为脂肪酸甲酯。

酸、碱复合催化法既减少了脂肪酸和水对碱催化剂造成的失活，又可使游离的脂肪酸得以充分利用。

该工艺减少了催化剂用量，但对原料需求高，而且排放的废液也较大。

1.2 酸碱非均相催化法非均相催化剂法大多数采用固体酸与固体碱，避免了液体酸、碱的难分离问题和废水、废渣排放问题。

酸碱非均相催化法中，法国石油研究院使用固体碱催化技术的Esterfip-H固体碱两段反应工艺具有代表性。

该工艺使用尖晶石型的混合金属氧化物固体碱催化剂在高温度下进行反应，并采用两段式反应提高转化率。

1.3 超临界法超临界酯交换法能很好解决该反应产物和催化剂难分离问题，因此，它受到更大重视。

该方法具有的要求相对较低的原材料的优点，它可以在一定程度上能够将游离脂肪酸和水含量较高的油脂都转化为生物柴油，提高了收率。

它缺点是，反应必须在高温和高压下进行，能耗比较高。

1.4 生物酶法生物酶法是使用脂肪酶催化醇与甘油三酯进行酯交换反应制备生物柴油。

用于生物柴油生产的脂肪酶主要有：曲霉脂肪酶、酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、猪胰脂肪酶等。

生物酶法的优点有：醇用量小、副产物少、使用条件温和、无污染物排放、稳定性高、反应过程受游离脂肪酸和水的影响小、可重复使用。

生物柴油制备工艺技术进展

生物柴油制备工艺技术进展来源：中国化工信息周刊中国化工信息中心教授级高级工程师朱曾惠近年来，生物质制柴油（Biodiesel)引起了广泛的关注。

2006年9月在德国德累斯顿召开的第一届IUPAC绿色——可连续化学国际会议上发表的一篇报告综合评判了当前生物柴油工业生产工艺进展，本文特摘录以飨读者。

一、第一代生物柴油生产工艺早在1983年，就有人提出应用植物油的甲基酯生产生物柴油。

1992年法国石油研究所（IFP）设计建立了第一套工业装置。

甲基酯是由植物油通过酯交换，将三甘油酯加甲醇转换成脂肪酸甲酯（FAME），反应式如下：该反应为催化反应，为提高转换率，甲醇需要过量。

常用的工业生物柴油工艺采纳均相催化，以NaOH或甲醇钠为催化剂。

从反应器出来的双相物料进入静置器中分离。

富酯相必须进行中和、清洗，以清除少量的催化剂（按要求，Na+K的含量要低于5ppm)。

酯交换后的余外催化剂在甘油相中以乙醇酸钠、甲醇钠和钠皂形式显现，需进行回收。

中和时加入盐酸进行，最终甘油纯度一样为80%～95%。

催化反应副产物钠皂可溶于甘油相中，要在中和后进行沉降作为脂肪酸分离，反应造成的缺失达生物柴油生成量的1%。

FAME收率（重量%）取决于原料质量和催化剂的种类，一样在98.5%～99.4%。

中小型企业可采纳间歇式工业化装置，假如产能大于10万t/a,则用连续式较为经济。

Ballestra、Connemann CD，以及鲁奇公司的PSI装置都采纳了连续工艺，这些工艺由2～3台反应釜串连，每一步催化反应后，甘油都要通过分离去除。

由于产品酯要符合冷性能和稳固性等相关指标，因此对原料植物油的选择有专门大的限制。

迄今为此，只有食用植物油符合要求，因此存在与食品争原料的问题。

此外，该工艺产生大量的副产物粗甘油。

二、第一代生产工艺改进1. 采纳非均相催化解决副产品甘油纯化问题最简便的途径是采纳非均相催化。

IFP 差不多开发出此工艺并于2006年在法国南部建成第一套工业装置。

负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油的应用研究

负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油的应用研究【摘要】本研究以负载型离子液体作为催化剂，探讨了其在酯交换反应中合成生物柴油的应用。

首先介绍了负载型离子液体的制备方法，然后详细阐述了催化酯交换反应的机理和生物柴油的合成过程。

接着讨论了负载型离子液体在生物柴油合成中的应用效果，并展示了实验结果。

实验结果表明，负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油具有高效、环保的优势。

最后对负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油的应用前景进行了展望，并指出该研究结果对推动生物能源领域的发展具有重要意义。

本研究为生物柴油的便捷合成提供了新的思路和方法。

【关键词】生物柴油、负载型离子液体、催化酯交换反应、合成、应用研究、制备方法、机理、实验结果、讨论、前景、意义、展望。

1. 引言1.1 研究背景本研究旨在探究负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油的机理和应用，为生物柴油的高效合成提供新思路和方法。

通过实验结果和分析，将揭示负载型离子液体在生物柴油合成中的优势和潜力，为生物柴油产业的发展提供有力支持。

1.2 研究目的本研究旨在探讨负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油的应用情况。

通过研究负载型离子液体的制备方法、催化酯交换反应的机理、生物柴油的合成过程以及负载型离子液体在生物柴油合成中的应用等内容，旨在深入了解负载型离子液体在生物柴油生产过程中的作用机制和效果。

通过实验结果与讨论的分析，我们希望能够验证负载型离子液体在生物柴油合成中的实际应用效果，并探讨其在提高生物柴油产率和降低生产成本方面的潜力。

通过本研究，我们旨在为生物柴油的生产提供新的技术支持和理论指导，促进生物能源的可持续发展，为实现清洁能源的替代性贡献力量。

1.3 研究意义负载型离子液体催化酯交换反应合成生物柴油是一种新型的合成技术，通过固定型的催化剂，可以有效地提高反应速率、降低能耗，并且具有较高的催化活性和稳定性。

研究负载型离子液体在生物柴油合成中的应用，对于提高生物柴油合成的效率和质量具有重要意义。