高酸值油料活塞流反应器制备生物柴油实验的研究.pdfVIP

翻笏中国生物质能科学技术论坛 翻卯触形鼬蝴纷蝴蜃断锄幽么妇 酸值油料活塞流反应器制备生物柴油实验研究 吕鹏梅，李连华，刘伟伟，袁振宏 (中国科学院广州能源研究所，广东广州510640) 摘要：研究建立了一套年产200t的生物柴油中试系统，对包括菜籽油、桐油、地沟油等不同的原料油进行评 价。中试系统包括4个部分：固定床反应器、活塞流反应器、蒸馏系统和自动控制系统。研究测试了活塞流反应器 的最佳工艺条件：催化剂加载量为1．2％，反应停留时间为17min，反应温度65℃，醇油摩尔比为6：l。以菜籽油为 原料．反应后甲酯含量可达到96．33％。以桐油为原料，应用一种阳离子交换树脂作为酯化反应催化剂，在固定床 反应器中测试的固定床最佳反应条件为：反应温度65℃，醇油摩尔比为6：l，停留时间88min，酸值从7mg信降到 O．8m马瞧。同样，以酸值高达114m跳的地沟油为原料，经中试系统生产的生物柴油也能完全达到中国柴油∥标 准。各种原料的测试结果表明：中试系统生产工艺具有较好的原料适应性，可以进行放大研究和生产。 关键词：生物柴油；酸化油；固体酸；活塞流反应器 0前言 或榨油脚【zH们，严重影响产品质量，也不能保 在全球化石能源危机的严重压力下。由于生 证原料的稳定供应：生物柴油生产基本上采用 物柴油所具有环境友好和可再生的特点．它在世 传统的化学法，即油脂和甲醇在碱性催化剂， 界各国得到前所未有的重视和发展。 经酯交换或醇解一酯化反应生成脂肪酸甲酯， 决定生物柴油发展前景的关键因素是原料供 存在转化率较低、能耗和成本高、环境污染等 应。对于中国来说，生物柴油的制备原料主要为各 问题；我国尚未出台国家生物柴油质量标准， 种餐饮废油、地沟油、酸化油及油脚等。据官方统 也无行业标准【51。 计，2005年中国消耗食用油0．19亿t，人均年消针对中国的生物柴油原料现状。本研究提出 耗食用油13．6蝇，大城市人均年消耗食用油17固定床和活塞流2步反应连续制备生物柴油工艺 kg。据估计，中国每年产生废食用油约300万t。其方案，并对不同的原料油(菜籽油、桐油和地沟油) 中，至少约200万t可用于转化制备生物柴油【ll。进行了评价。 由于废动植物油均含有大量的脂肪酸，在生物柴 1试验装置和分析方法 油制备过程中，需要先在酸性催化剂作用下，进行 1．1试验装置 酯化预处理，再在碱性催化剂下进行转酯化处理， 如图l所示，整个系统包括4个部分。①用 即2步法制备生物柴油。 于高酸值油料预处理的固定床反应系统。固定 目前．我国生物柴油技术已进入产业示范阶 床反应器内填充固体酸催化剂，使原料油的酸 值降低到一个较低的水平，如1KOH 段，全国已有一些民营生物柴油生产企业，年生产 mg，g，使 能力约4万t左右：福建卓越新能源公司年生产 其达到下一步进行酯交换反应的条件。②用于 能力1万t，四川古杉油脂化学公司年生产能力2 甘酯和甲醇酯交换反应的活塞流反应器系统。 万t．海南正和生物能源公司年生产能力1万t。 活塞流反应器是一种高效的化工反应装置，又 但是，生物柴油销售尚未进入公共加油站系统，主 称管式反应器或平推流反应器。与传统釜式反 要作为工业燃油销售。 应器相比，具有更大的长径比(L，D50)。沿着 我国生物柴油生产原料主要为餐饮废油 物料的流动方向，物料的温度、浓度不断变化， 基金项目：中国科学院知识创新工程方向项目(KGCXZ—Yw一306)； 广东省2006年粤港关键领域重点突破项目招标中标项目(200649851301)。 作者简介：吕鹏梅(1973一)，女，工