基本信息
- 项目名称：
- 环保催化生物柴油的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本课题主要是以地沟油为原料，采用新型固体酸为催化剂制备生物柴油，即避免了地沟油回流餐桌，提高国人的食品安全，又节约了能源。同时采用固体酸为催化剂，避免了传统催化剂的废酸废碱排放。同时生产出的生物柴油于传统的石化柴油相比，几乎没有氮硫等有害气体的排放，具有重大的环保意义，及经济效益。
- 详细介绍：
- 生物柴油在发达国家的发展已经有很多年的历史，2009年欧盟的生物柴油产量突破500万吨，其中法国和德国是最大的生产国。欧盟从农业补贴和生产免税两个方面支持生物柴油发展。美国自20世纪90年代初开始生产生物柴油，1998年制定了相关的技术标准到2001年年产量已达6万吨。发达国家制备生物柴油主要以植物油为原料，政府会从各个方面给与补贴。 生物柴油的制备方法主要有：酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界酯交换法。传统的酸催化法用到的催化剂为液态无机酸,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。在酸催化法的条件下,游离脂肪酸会发生酯交换反应,且酯交换反应速率很快,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但试验中大量使用无机强酸对反应设备腐蚀大，而且反应使用的大量无机酸无法回收，直接排放又会造成很大的环境污染。碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOMe、KOMe、有机胺等。在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。碱催化法可在低温下获得较高产率,但它对原料中游离脂肪酸和水含量却有较高要求。在反应过程中,游离脂肪酸会与碱发生皂化反应产生乳化现象,所含水分则能引起酯的水解,进而发生皂化反应,同时它也能减弱催化剂活性,结果会使甘油相和甲酯相变得难以分离,从而使反应后处理过程变得繁杂。酶催化法和超临界酯交换法使近几年发展起来的新方法，特点是生产工艺简单、产率高、但设备投资大，成本高，难实现工业化生产。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 随着化石能源的日益短缺及环境污染的加重，人们迫切希望能够找到一种可再生、污染低的替代能源。生物柴油是利用动植物油脂为原料生产的一种可代替石化柴油的液体燃料，它是典型的“绿色能源”，被业内人士称为“阳光燃料”。本课题采用地沟油为原料，即降低了成本，又能防止地沟油回流餐桌。同时本课题采用新型固体酸作为催化剂，既降低了成本有避免了废酸废碱的排放，制备的生物柴油完全符合标准。
科学性、先进性
- 传统的生物柴油制备主要采用动植物油脂作为原料，有的甚至选用大豆油、猪油等，导致制备出产品价格过高。而本课题选取地沟油作为原料，既降低了成本，又能防止大量地沟油被不法分子加工之后又回流餐桌，具有极大的经济效益和社会效益。 制备生物柴油主要有酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界酯交换法，传统的酸碱催化法有大量的废酸废碱排放，酶催化法和超临界酯交换法设备投资大，成本高，无法实现工业化生产，本课题选用新型负载固体酸作
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用本方法制备的生物柴油具有成本低、产品质量符合生物柴油行业标准，可以单独作为柴油使用，也可于石化任意比混合使用。我国每年地沟油产量达300多万吨，原料来源供应稳定。地沟油价格在2千元/吨左右，制得生物柴油成本为3千元/吨，市场价格为6千-7千元/吨。具有很大的利润空间和市场前景。
同类课题研究水平概述
- 生物柴油在发达国家的发展已经有很多年的历史，2009年欧盟的生物柴油产量突破500万吨，其中法国和德国是最大的生产国。欧盟从农业补贴和生产免税两个方面支持生物柴油发展。美国自20世纪90年代初开始生产生物柴油，1998年制定了相关的技术标准到2001年年产量已达6万吨。发达国家制备生物柴油主要以植物油为原料，政府会从各个方面给与补贴。 生物柴油的制备方法主要有：酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界酯交换法。传统的酸催化法用到的催化剂为液态无机酸,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。在酸催化法的条件下,游离脂肪酸会发生酯交换反应,且酯交换反应速率很快,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但试验中大量使用无机强酸对反应设备腐蚀大，而且反应使用的大量无机酸无法回收，直接排放又会造成很大的环境污染。碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOMe、KOMe、有机胺等。在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。碱催化法可在低温下获得较高产率,但它对原料中游离脂肪酸和水含量却有较高要求。在反应过程中,游离脂肪酸会与碱发生皂化反应产生乳化现象,所含水分则能引起酯的水解,进而发生皂化反应,同时它也能减弱催化剂活性,结果会使甘油相和甲酯相变得难以分离,从而使反应后处理过程变得繁杂。酶催化法和超临界酯交换法使近几年发展起来的新方法，特点是生产工艺简单、产率高、但设备投资大，成本高，难实现工业化生产。
