固体催化剂催化过期油制备生物柴油的研究.docVIP

安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 姓 名 专业班级 化学工程与工艺 指导教师 一、课题的名称、来源 1.课题名称 固体催化剂催化过期油制备生物柴油的研究 2.课题来源 生产 科研 教学 其他 二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法(可附页)。石油需求量越来越大，而石油属于不可再生能源，用一点则少一点，所以我们应该尽快研究出新的可替代能源以解决能源危机问题。近年来，随着经济的迅速发展我国对石油的需求量不断增加，供应缺口也随之越来越大。此外，由于石化燃料大量应用所致的环境污染已成为全世界所面临的重大挑战。因此各国纷纷加快石化燃料替代能源开发的步伐，其中生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。生物柴油是动植物油脂与甲醇反应生产的一种质量性质类似于柴油、并可以替代使用的优质清洁燃料。生物柴油是含氧有机化合物，不含硫和芳烃，十六烷值高，并且润滑性能好，所以是一种优质的清洁柴油。另外，生物柴油也是制造可生物降解高附加值精细化工产品的原料。以一定比例与石化柴油调和使用, 可以降低油耗、降低尾气污染。花生、油菜籽等油料作物, 以及动物油脂、废弃油渣等都可以用来炼制生物柴油。它基本不含硫和芳烃, 十六烷值高达52. 9 , 可被生物降解、无毒、对环境无害, 可以达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求, 与使用石油柴油相比, 可以降低90%的空气毒性, 降低94%的致癌率, 它的开口闪点高, 储存、使用、运输都非常安全。在生产生物柴油的过程中,每消耗1个单位的矿物能量就能获得3.2 个单位的能量, 在所有的替代能源中它的单位热值最高。 生物柴油具有许多优点 : ?原料来源广泛, 可利用各种动、植物油作原料。?生物柴油的硫含量低, 可减少约30%( 有催化剂时为70 %) 的二氧化硫和硫化物的排放, 10 %( 有催化剂时为95 %) 的一氧化碳排放以及50 % 的二氧化碳排放, 且不含有对环境造成污染的芳烃, 生物柴油可降低90%的空气毒性, 采用生物柴油的发动机废气排放可以满足欧洲Ⅲ号排放标准。?生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。④可得到经济价值较高的副产品甘油以供化工品、医药品等市场。⑤相对于石化柴油, 生物柴油贮存、运输和使用都很安全( 不腐蚀溶器, 非易燃易爆)；热值高( 一般可达石化燃料油的80%);可再生性( 一年生的能源作物可连年种植收获, 多年生的木本植物可一年种并维持数十年的经济利用期)；现实效益高；可在自然状况下实现生物降解, 减少对人类生存环境的污染) 。生物柴油因其甲酯的运用性质与石化柴油类同,目前最常用的制取方法是将植物油脂与甲醇予以交酯化反应, 并使用氢氧化钠( 对油脂重量的1 %) 或甲醇钠做为触媒, 大约混合搅拌反应2 h, 即可制得。 以废弃油脂为原料生产生物柴油是废弃油脂利用的最好途径，特别是酸化油和餐饮废油。其优势表现在：(1)全年不分季节供应、不需要培养木本油料树的早期投人。(2)价格便宜，往往不到食用油脂的70％，原料成本相对较低。(3)生物柴油作为柴油的替代品在国内市场缺口大，销售前景好。 利用废弃油脂生产生物柴油具有重要的意义，表现在：(1)充分利用废弃油脂生产生物柴油，不仅把废油转变为清洁能源，而且能有效减少废弃油脂对环境的污染，还是避免这些油经过处理重返餐桌非法行为的有效措施。(2)为林木油脂生物柴油产业发展打下装备基础，积累产业发展经验。“林油一体化”是国家提倡的生物柴油产业发展模式。但是，油料树的培育、生长、结果到稳定产油需要相当长的时间。在产业发展前期，果实数量有限，远远不能达到装置规模要求的数量。率先发展废弃油脂生物柴油产业，利用废弃油脂原料的生物柴油厂收购加工林业基地早期收获的果实生产生物柴油，保护了林业种植业者的积极性。待林业基地稳产后，建设新装置生产生物柴油，使“林油一体化”的生物柴油产业发展模式得以健康发展。 2.研究现状 生物柴油的制备方法有物理法和化学法，物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法;化学法包括高温热裂解法和酯交换法。目前工业生产生物柴油的主要方法是酯交换法，即用各种动植物油脂与甲醇等低碳醇类物质在催化剂作用下反应而生成。酯交换法包括: 酸或碱催化法、生物酶法、工程微藻法和超临界法。 （1）直接混合法：又称稀释法，将生物油和柴油以一定的比例混合可得到生物柴油。 （2）微乳液法：将动植物油脂与溶剂等混合制成微乳液。 （3）高温热裂解法：不同种类的植物油裂解产物差别极大。由于反应复杂, 所以产物结构也复杂, 通常认为反应是由自由基或正碳离子引发的边锁反应。 （4）酯交换法：酯交换法也称为醇解法，是用另一种醇置换脂肪酸甘油酯中的醇。该法生产工艺简单、成本低、易控制，受到国