油脂工业的新前景——生物柴油.docVIP

油脂工业的新前景—— 生物柴油 生工091 黎天虎 2009053084 油脂工业的新前景—— 生物柴油 摘要：生物柴油因其对环境友好，由可再生的动植物油脂加工而成，再加上政治、经济的原因，越来越引起A-4J7的关注。利用转酯反应生产生物柴油是切实可行的方法，但生产成本过高是制约其商业化生产的主要因素。 关键词：生物柴油；转酯反应；动植物油脂；环境友好 生物柴油作为石油的一种替代品，由可再生的生物资源—— 动植物油脂加工而成。由于它具有可生物降解、无毒性、低排污量、生产原料十分丰富等特点。因此，是一种前景十分广阔的环境友好型产品。 100年前，Rudolf Diesel就曾开始尝试用植物油作为其发动机燃料的可能性L1 J，但由于后来廉价石油的开发和原油精炼技术的日臻完善，这一计划没有得到足够的重视。 近年来，由于自1991年以来的海湾战争引发的石油价格的上涨，人们担心的能源危机的出现，以及环境学家们担心的由于汽油的泛滥使用使空气污染，影响人类健康。这时，人们的目光再次聚集于这种可再生的生物能源—— 生物柴油l 。 19,81年，生物柴油首先在南非得到报道，1982年澳大利亚、德国和新西兰等国家开始研究。1985年澳大利亚首先开发出了生物柴油的实验品，1990年生产出了第一代商业产品。1991年，澳大利亚标准化学会首先确认了一种叫“ON C 1190”的高质量燃油产品，对发动机的性能、排污量、生物降解能力和毒性等指标进行了详细地测定。 从目前生物柴油的使用情况来看，其优缺点显而易见。主要优点为：①液态携带方便；②热焓较高(相当于柴油的80％)；③原料易得；④ 可再生性。其缺点为：①高黏度；②挥发性较低；③不饱和烃类的反作用。然而，通过发动机较长时间运行后，更多的问题就暴露出来：①喷油器口焦化的形成导致雾化不良甚至管路阻塞；②碳的沉积；③ 活塞环黏结；④润滑油受到植物油的污染变稠和凝胶，引起零部件摩擦加剧。这些问题是生物柴油的研究所需要解决的。通过对植物油进行适当的化学加工，或是适当的复配，或是改变使用条件，这些问题就可以得到解决。 1 生物柴油的生产 1．1 植物油直接在柴油机中使用 巴西曾用100％的全精炼大豆油在2台推土机、2台压路机及1台装载机上进行了l0 kg的实验，均运转正常。南非的农业部门曾用掺入20％葵花籽油的柴油机供9台拖拉机使用，这些机械连续工作了58 d，发动机启动方便，运转正常，仅燃烧室、气缸、活塞环槽有少量积碳。 植物油能直接被用作发动机燃料使用的另一途径是改变发动机的设计，使其能适应一般植物油的燃料特性。国内有文献报道将普通柴油机的供油提取角和喷油压力稍加调整后，燃用野生小桐子油和柴油混合油，其工作性能令人满意，柴油机工作平稳，运行可靠，主要零件磨损正常L3 J。 1．2 植物油混合后使用 1983年，Aams进行了一次实验L4J：将脱胶的大豆油和2 柴油按1：2和1：1两种比例进行混合，然后分别测试发动机的性能和曲柄箱中润滑油的黏度情况。在运行了600 h后，发现1：1比例组中的润滑油变稠和存在凝胶，而1：2比例组没有这种现象发生。这一结果表明，在柴油短缺时，将大豆油和柴油按1：2混合后作为农业设备的燃料油使用是可行的。 植物油作为燃料油使用时存在的两个最严重的问题是油的变质和燃烧不充分。由于贮藏中的氧化和在燃烧时的高温高压下发生的复杂氧化作用和热聚合反应，使得多不饱和脂肪酸更易发生聚合形成凝胶。凝胶不能充分燃烧，就形成了碳的沉积和润 滑油的增稠。1983年Peterson等对菜籽油进行了实验，发现菜籽油比那些亚油酸含量高的(7％ ～80％)油凝胶形成速率低5倍。将菜籽油和1号柴油按70：30 昆合后成功地使一台小型单缸柴油机运行了850 h，没有发现任何异常。 还有人研究了葵花籽油、棉籽油、大豆油等对柴油机性能短期的和长期的影响。结果表明，直接使用植物油或混合油，其效果都不太令人满意，最明显的问题是高黏度、酸性成分、游离脂肪酸的含量高以及贮藏和燃烧过程中的氧化聚合形成的凝胶、积碳和润滑油的增稠等。 1．3 微乳技术的使用 为了解决植物油的高黏度问题，对植物油与甲醇、乙醇、1一丁醇的微乳化进行了研究。微乳(mi． croemulsion)是一种外观为半透明至透明、热力学稳定且各向同性的油水混合系统，微乳的分散相粒径小而均匀，一般在1～100 nln之间。微乳具有低黏度、热力学稳定等特点，长期放置不分层。由于微乳液的组成成分沸点低，因此能改善闪蒸时的雾化特性。在