生物柴油制造技術

前言

　　能源是國民經濟的命脈。隨著經濟的快速發(fā)展，以石化能源為基礎的經濟發(fā)展日益受到石化資源短缺和石化能源過量消耗且污染環(huán)境的雙重制約。生物柴油以其環(huán)境友好和可再生而在世界范圍內備受青睞，正發(fā)展成為一個新型朝陽產業(yè)。為了促進我國生物柴油產業(yè)的發(fā)展進程，在化學工業(yè)出版社的大力支持下，編者在總結從事生物柴油研究與產業(yè)實踐經驗的基礎上，組織編寫了此書。　　本書主要對能源油料植物的選擇和種植、生物柴油制造方法、生物柴油品質改良、生物柴油副產品甘油的開發(fā)利用、生物柴油應用現(xiàn)狀和前景等進行了系統(tǒng)闡述，突出介紹生物柴油的制造和應用技術，運用生命周期分析等方法對生物柴油的制造及應用過程進行了分析，以期給廣大從事生物柴油研發(fā)、生產和應用的專業(yè)人士和致力于生物柴油產業(yè)發(fā)展的有關人員提供可資借鑒的書籍。　　參加本書編寫的有從事生物柴油科研、設計、生產等方面的學者、專家和專業(yè)技術人員，他們是郭萍梅、鄧乾春（第1章），危文亮、金夢陽（第2章），萬楚筠（第2章廢棄油脂部分），郭萍梅、李文林（第3章），楊湄、王利賓（第4章），劉昌盛（第5章），李文林（第6章），楊湄、鈕琰星（第7章）。另外，鄭暢、徐華等研究人員在資料收集、圖形處理和文稿校對等方面做了大量工作，湖北省能源油料與生物柴油研究中心、武漢市能源油料與生物柴油工程技術研究中心的領導和專家給予了大力支持，在此一并表示衷心的感謝！由于生物柴油無論是技術還是產業(yè)狀況仍在迅速發(fā)展之中，加之限于編者的水平和經驗，書中仍可能有遺漏和錯誤之處，敬請同行專家和廣大讀者批評指正！　　“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，讓我們攜手共創(chuàng)生物質能產業(yè)美好的明天！

內容概要

　　生物柴油因其環(huán)境友好性和可再生性在世界范圍內備受青睞，有望成為傳統(tǒng)化石能源的替代品，正發(fā)展成為一個新型朝陽產業(yè)。本書經作者精心編寫，內容簡明扼要，體現(xiàn)了下列特色：　　集中講述原料的獲取、制備工藝、產品標準、副產品甘油的應用等生物柴油的關鍵制造技術；　　有專門章節(jié)論述生物柴油的生命周期評價（LCA），通過最先進的評估工具綜合評價生物柴油從原料到產品消耗的全過程，充分說明其環(huán)境友好性和可再生性；　　收錄了能源作物和生物柴油設備精美圖片若干張?！　”緯晒﹪鴥壬锕こ?、生化工程、農業(yè)科學與工程等領域從事生物柴油研究工作的師生閱讀參考，也可供生物柴油生產企業(yè)的管理和技術人員參考。

書籍目錄

第1章 概述11.1 生物柴油的特性11.1.1 生物柴油的定義11.1.2 生物柴油的優(yōu)勢31.2 生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢41.2.1 國外生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀51.2.2 我國生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀15參考文獻22第２章 生物柴油的原料242.1 生物柴油原料資源的種類252.1.1 油料植物252.1.2 動物油脂362.1.3 微生物油脂382.1.4 廢食用油脂412.2 生物柴油原料油的理化性質442.3 生物柴油原料的選擇原則462.3.1 選擇指標472.3.2 選擇方法482.4 我國潛在的能源植物資源492.4.1 我國能源植物資源概況492.4.2 我國能源植物開發(fā)利用現(xiàn)狀502.4.3 我國發(fā)展能源植物的對策與建議51參考文獻53第3章 生物柴油制造方法563.1 酯交換法563.2 生物柴油工業(yè)化制造技術583.2.1 液體堿催化酯交換583.2.2 液體酸催化酯交換603.2.3 生物柴油工業(yè)化規(guī)模生產工藝613.2.4 經濟可行性評估673.3 生物柴油發(fā)展中的新型制造技術733.3.1 生物酶催化酯交換733.3.2 化學固體酸或堿催化酯交換793.3.3 超臨界酯交換法883.3.4 生物柴油其他新型制備技術91參考文獻96第4章 生物柴油理化性質及產品質量1034.1 生物柴油的理化性質1034.1.1 與原料有關的指標1044.1.2 與工藝有關的指標1144.2 生物柴油理化性質常用的分析方法1194.2.1 脂肪酸甲酯的測定1204.2.2 甘油單酯、甘油二酯、甘油三酯的測定1214.2.3 游離甘油1224.2.4 甲醇1244.2.5 游離脂肪酸1244.2.6 磷1254.2.7 穩(wěn)定性檢測及評價方法1254.3 生物柴油產品質量標準1304.3.1 制定生物柴油標準的意義1304.3.2 國內外生物柴油產品標準制定情況1304.4 生物柴油產品品質的改進1374.4.1 低溫性能與改進1374.4.2 生物柴油降凝劑結構特征和降凝機理1434.4.3 氧化安定性與改進1444.4.4 減少NOx的排放149參考文獻151第5章 生物柴油生命周期評價1585.1 生命周期評價(ＬＣＡ)1595.1.1 LCA的概念1595.1.2 LCA的特點1595.1.3 LCA的類型1605.1.4 LCA的發(fā)展歷史1605.1.5 LCA的方法1625.2 生物柴油ＬＣＡ分析1655.2.1 目的與范圍1655.2.2 清單分析1665.2.3 影響評價1685.2.4 LCA結果170參考文獻171第６章 生物柴油副產品甘油的綜合利用1756.1 生物柴油副產品甘油的精制1756.1.1 粗甘油的凈化1766.1.2 粗甘油的蒸餾1766.1.3 蒸餾甘油的脫臭、脫色1826.1.4 離子交換精制甘油1836.2 甘油的標準1856.2.1 甘油產品標準1856.2.2 甘油產品檢驗標準方法1896.3 生物柴油副產品甘油的應用1936.3.1 醫(yī)藥制品1936.3.2 食品1946.3.3 樹脂1946.3.4 聚氨酯1946.3.5 化妝品1946.3.6 印刷油墨1956.3.7 纖維1956.3.8 香煙1956.3.9 農業(yè)1956.4 生物柴油副產品甘油的應用新途徑1956.4.1 甘油深加工產業(yè)化技術1966.4.2 甘油深加工研究中的新技術200參考文獻202第7章 生物柴油產業(yè)發(fā)展前景2057.1 我國生物柴油產業(yè)發(fā)展存在的問題2067.1.1 缺乏足夠和廉價的原料2077.1.2 缺乏清潔高效的加工技術2077.1.3 目前仍未建立有效的生物柴油標準體系以及切實可行的產業(yè)模式2087.1.4 缺乏產業(yè)規(guī)劃布局與財稅激勵政策2097.2 我國發(fā)展生物柴油產業(yè)對策2107.2.1 建立穩(wěn)定的生物柴油原料來源2107.2.2 加快生物柴油生產技術的研發(fā)2127.2.3 盡快出臺生物柴油相關國家標準2127.2.4 出臺積極的生物柴油產品財稅扶持政策2137.3 生物柴油發(fā)展前景與展望2137.3.1 未來需求強勁，生物柴油發(fā)展前景廣闊2137.3.2 生物柴油與石化柴油的價格差距不斷縮小，競爭力不斷凸顯2147.3.3 生物柴油生產技術快速發(fā)展，副產品綜合利用技術水平將不斷提高215

章節(jié)摘錄

　　3.3.3超臨界酯交換法　　超臨界的基本原理是：當溫度超過其臨界溫度時，氣態(tài)和液態(tài)將無法區(qū)分，于是物質處于一種施加任何壓力都不會凝聚的流動狀態(tài)。超臨界流體具有不同于氣體或液體性質，其密度接近于液體，黏度接近于氣體，而導熱率和擴散系數則介于氣體和液體之間。由于其黏度低、密度高，且擴散能力強，所以能夠并導致提取與反應同時進行?！　鹘y(tǒng)生物柴油制備方法中，由于甲醇和動植物油脂的互溶性差，反應體系呈兩相，酯交換反應只能在兩相界面上進行，傳質受到限制，因此反應速率低。但在超臨界狀態(tài)下，甲醇和油脂為均相，均相反應的速率常數較大，所以反應時間短；另外由于反應中不使用催化劑，因而使后續(xù)工藝較簡單，不排放廢液，與傳統(tǒng)化學法相比成本大幅度降低。　　采用超臨界甲醇與菜子油在350℃、醇油物質的量之比為42：1進行反應，30s后菜子油的轉化率達到40％以上，240s后95％的菜子油轉化為脂肪酸甲酯。榛子油與超臨界甲醇物質的量之比為41：1發(fā)生反應，200s后脂肪酸甲酯吸收率達90％以上。可見，利用超臨界方法可顯著提高反應速率。日本住友化學公司成功開發(fā)一種超臨界方法制成柴油的方法，它以甲醇與菜子油和大豆油等植物油在240℃、8MPa下進行反應，脂肪酸甲酯產率達到100％，甘油產出比為1：3?！　∮椭诔R界甲醇中，反應條件對酯交換率有顯著影響。我國清華大學研究了超臨界甲醇法制備生物柴油的反應條件對甲酯生成率的影響，結果表明，醇油物質的量之比越大，大豆油轉化率越高，升溫有助于提高反應速率，在臨界溫度239℃附近，溫度影響尤其明顯，當壓力高于135MPa時，壓力對反應的影響不明顯，原油中水的質量分數小于20％時，對反應影響不大。在甲醇與菜子油物質的量之比為42：1時，在超臨界溫度200～230℃進行反應，1h后約有70％的植物油轉化為脂肪酸甲酯。

圖書封面

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