生物柴油与棕榈油

1、精品资料推荐棕欄硬脂制备生物柴油的研究与设计1前言柴油是一种重要的石油炼制产品，是重要的动力燃料之一。随着世界范围内车辆 柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量也会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人类 环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了 20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。我国是最大的发 展中国家，经济发展迅速。自1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量迅速 增长，已从2001年的7000万t上升到2004年的1亿t以上,对外依存度达到了 40%。 生物柴油是用含植物油或动物油作为原料的可再生资源，是优质的石油柴油代用品。 生

2、物柴油是资源永续的可再生能源，而石油资源是可耗尽的，它和传统的柴油相比， 具有润滑性能好，储存、运输、使用安全，抗爆性好，燃烧充分等优良性能。Ll前世 界各国纷纷开发新能源，期望能在维持工业发展的同时，减少温室气体的排放量。生 物柴油不仅具有可再生的特点，而且生物柴油可生物降解，发展生物柴油有益于保护 生态环境。所以在石油资源短缺之际，开发生物可再生资源，对我国的整体发展显得 非常重要。生物柴油，亦称燃料屮酯，是一种用植物油或动物油加工制取的新型燃料。 按其化学成分分析，生物柴油是一种通过甘油酯分解而获得的脂肪酸甲酯，其性能与 零号柴油相近、使用生物柴油时无需对现有柴油机进行结构改进。1.1生

3、物柴油的优点1.1.1具有优良的环保特性。生物柴油硫含量低，可使SO,和硫化物的排放量减少约 30%o生物柴油不含对环境造成污染的芳香族烷炷、其废气对人体的损害低于石油柴 油。检测表明，与普通柴油相比、使用生物柴油可降低90%的空气毒性。出于生物柴 油含氧量高、燃烧时排烟少，一氧化碳的排放量可减少约10%。同时，生物柴油的地 物降解性高。生物柴油没有怪味，排放气体无硫和铅的有毒物质，也不含苯及其它芳 香化合物，生物柴油的生产和使用完全不会毒害人们的身体健康。1.1.2具有较好的低温发动机启动性能、无添加剂冷滤点达-20OCO主物柴油可与矿 物油混合（加1030%）作“柴油清洁剂”，适合汽车和船

4、只使用，达到国家环保标 准。1.1.3具有较好的润滑性能，可降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率、延长其使 用寿命。1.1. 4具有较好的安全性能。生物柴油由于闪点高、不属于危险品。主物柴油不易挥 发，生物降解率高达98%,降解速率是石油柴油的两倍，如发生故障时不会挥发到大 气中，也不会污染地面和水体，属于环境友好的能源产品。因此、在运输、储存和使f品资料推荐用方面有显而易见的优点。1.1.5具有良好的燃料性能。生物柴油十六烷值高、燃烧性好于普通柴油、燃使残留 物呈微酸性、可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。1.1.6具有可再生性。与石油资源不同，生物柴油作为一种可再生能源，其资源不会 枯竭。

5、1. 2生物柴油的发展现状和应用询景1. 2. 1国内外生物柴油发展现状生物柴油是以含油植物（大豆、花生、油菜籽、玉米、棉籽、葵花子、小桐籽、 光皮树、黄连木、芒属作物、工程藻类等）和动物油脂（猪油、牛油、鱼油等）以及废 食用油为原料制成的可再生能源。生物柴油作为液体燃料，是优质的石油柴油代用品。 1. 2. 1. 1生物柴油在国际上的发展现状近年来，生物柴油作为新兴产业在欧美国家持续高速发展。欧盟国家和美国政府 纷纷提供高额财政补贴支持种植油料作物（欧盟主要为油莱，美国主要为大豆），对生 产生物柴油给予税收优惠，使生物柴油价格与石油柴油相当，具有市场竞争力，产业 发展势头强劲，山植物油制备生

6、物柴油作为石油燃料的替代物，已引起世界各国的广 泛关注。欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油，而日本则通过回收废食用油 来制备生物柴油。欧洲已建立生物柴油工厂，规模最大的生物柴油工厂在意大利，生 产能力达250000t/年。1982年，德国和奥地利首次在柴油机引擎中使用菜籽油屮酯。 1985年奥地利建立了以常温、常压新工艺生产菜籽油屮酯的中试装置，并从1990年 起以菜籽油为原料匸业化生产生物柴油。生物柴油在拖拉机中广泛试用、得到了一致 的好评，成为生物柴油成功走向市场的里程碑。1996年德国和法国建立了生物柴油 的工业化生产装置。并在Volkswagen. AUdi等小轿车中使用生物柴油

7、作为发动机燃 料；同年，欧洲成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会，这表明了乂一个新兴 工业的形成。1991年奥地利标准局首次发布了生物柴油的标准，世界其他一些国家, 如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国，也相继建立了生物柴油标准。Ll前世界各国大多使用B20柴油（即为20%生物柴油与80%石油柴油混配），可以 用于任何柴油发动机，而且可以直接利用原有的油品储存、输运和分销设施。1份生 物柴油的能量等于0. 95份石油柴油，是所有替代燃料中最高的.生物柴油具有许多优 良性质：润滑性能大大优于石油柴油，可以显著降低柴油发动机部件的磨损；开口闪 点160°C（我国柴油标准为4555&

8、#176;C）,储存、运输、使用更安全；十六烷值52.9（我 国柴油标准为45）,抗爆性好；合氧量高于石油柴油，可以改善燃烧，减少发动机内 的碳沉淀。柴油发动机使用B20柴油基本不会引起问题，但长时间使用BloO柴油（即 为100%生物柴油）时，应采用聚四氟乙烯密封垫圈，以避免橡胶密封垫圈的溶胀失效。1.2. 1.2我国生物柴油产业现状我国生物柴油的研发起步较晚。IJ前江苏工业大学的郭国英和北京化工大学精品资料推荐的谭天伟等"对植物油合成生物柴油的碱催化和酶催化酯交换反应进行了实验研 究，而对棕楓油合成生物柴油的酸催化I的酯化反应研究得较少。生产生物柴油的 工艺比较容易，但满足严格的

9、燃料质量标准、成本和市场价格具有强劲竞争力则非常 困难，我国多年来开展了一些生物柴油的研究开发工作。中国科技大学、石油化工科 学研究院、西北农林科技大学、辽河化工厂、东北林业大学、化东理工大学、辽宇省 能源所等分别进行了实验室研究开发和小型工业实验，但都没有实现产业化。海南正 和生物能源有限公司是一家民营高科技企业，经过长期努力，解决了一系列关键技术, 于2001年9月在河北邯郸建成年产1万t的生物柴油试验工厂，油品经石油化工科 学研究院以及环境科学研究院测试，性能达到美国ASTM柴油标准，产品价格具有一 定的市场竞争力。它标志着我国生物柴油产业的诞生。“十五”发展纲要提出要发展 各种石油替代

10、品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。1.2.2生物柴油开发意义2001年我国的原油产量为1.65亿t,而石油产品消费2亿多t,我国柴油消费 2000年达6600t,大于汽油消费的3600t, 2002年二者差距继续扩大。发展生物柴油 在近期能够缓解柴油供应紧张，生物柴油是用含植物油或动物油作为原料的可再生资 源，是优质的石化柴油代用品。生物柴油是资源永续的可再生能源，而石油资源是可 耗尽的，它和传统的柴油相比，具有润滑性能好，储存、运输、使用安全，抗爆性好, 燃烧充分等优良性能。Ll前世界各国纷纷开发新能源，期望能在维持工业发展的同时, 减少温室气体的排放量。生物柴油不仅具有可再生的

11、特点，而且生物柴油可生物降解, 发展生物柴油有益于保护生态环境，更重要的是发展生物柴油产业对我国综合国力的 提升有着重大的意义。1.2. 2.1增强国家石油安全石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。我国2001年原油产 量为1.65亿t,而石油产品消费达2亿多t左右。由于资源限制，我国来来十年中 原油年产量最多2亿t左右，而石油消费将持续上升。我国今后长期大量进口石油已 成定局。发展立足于本国原料大规模生产的替代液体燃料，是保障我国石油安全的重 大战略措施之一。1. 2. 2. 2促进国家和农村经济社会发展发展生物柴油对我国农业结构调整、农村经济社会发展和增加农民收入具有重要 意

12、义。随着近年来农产品供大于求，农民收入增长缓慢，调整农业结构，增加农民收 入，是我们面临的迫切任务。1.2.3生物柴油的应用前景皿】生物柴油生产技术上是可行的，经济上是有潜力的，因而它是有前途、有希望的 一种代用燃料。尤其是当地球上石油资源日渐枯竭形势下，液体燃料的代用更是当务 之急，具有广阔发展前景。f品资料推荐1.2. 3.1原料多样化制取生物柴油经济上可行与否最主要取决于原料，不仅要求具备充足资源，而且 要求价格低廉，方有经济竞争能力，所用原料不能与居民食用油“争嘴”，要极力开 发野生植物，结合林业建设发展木本油料植物资源。1.2. 3. 2地区性我国地域辽阔、油料资源品种丰富。应因地制

13、宜考虑地域条件及人民生活习惯、 生产需要，发展当地油料资源，采用当地原料品种。1. 2. 3. 3技术储备生物柴油生产可作为应急，补充油料不足，如为救灾抗旱、抢农时或战备需要等, 从战略角度看这一研究也很重要。1. 2. 3. 4为农民开辟了一条自产自销解决能源的路子生物柴油的生产既可建具有一定规模生产能力的工厂，乂适于Izl前我国农村个 体、联营小规模生产的形式。农户可采用自己的或当地的原料生产出（或换取）生物柴 油，供自己或附近农户用，尤其是在资源充足、能源短缺的地区，在边远、交通不便 的地区更有实际意义，这是一条切实可行的途径。1. 3原料介绍棕搁油是单位面积产量最高的油料作物，山于方便

14、面等油炸食品的发展，种植和生产迅速提高。20世纪90年代初棕桐油产量已超过世界油脂总产的12%,成为与大豆并驾齐驱的最具有发展前途的油料作物棕柵硬脂作为棕搁油物理精炼的主要副产品蒸谓棕枢脂肪酸（PFAD）,是棕柵油的固体镭分，其来源充足，是生产生物柴油最廉价的原料。其理化性质见表1。表1棕桐硬脂的理化分析特性血参数棕搁硬脂平均值熔点/°C44.5 56.2比重0.882-0.891折射率no60°C1.4472-1.451 l(n=41)碘价（韦氏）44.3 52.644.8皂化价193 206(n=41)不皂化物含量/%1.32.51.9水分含量/%0.04-0.160.

15、09游离脂肪酸（以Cl6:077.789.585.9计）含量/%60°C 密度 /(gml)0.8659 0.8756IS品资料推荐冻点/°C44.3 52.649.8脂肪酸含量/%Cl2:00.10.30.1Cl4:01.2161.3CI6:047.6-61.357.0CI8:04.2-5.45.1Cl8:125.2-36.329.0Cl8:26.0746.8Cl8:30.20.50.4棕搁硬脂色泽较深，呈棕红色，常温下为固态，釆用棕根环硬脂作为生产生物柴油 的原料，技术关键在于确定工艺参数使得产物甲酯在常温下是液态且色泽符合要求。 本实验以棕楠硬脂为原料，采用硫酸作为反

16、应的催化剂，与过量的屮醇进行酯化反应, 探索了不同的醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间四个方面对甲酯转化率和得 率的影响，最后对棕楠硬脂为原料制备生物柴油的成本进行了核算及可行性评佔。大豆资源丰富且可幕，价格也具有竞争力，具备其它植物油所无法比拟的优点， 它可以用作抗氧化剂，预防疾病、提高免疫性。大豆油取自大豆种子，其脂肪酸组成中，不饱和脂肪酸占80%以上，必需脂肪酸亚油酸含量高达53%56% ：12大豆油质量好，成本低，成为世界上最重要、产量最多的植物油，这使得它在全世界都保持着优势地位。本实验采用大豆色拉油为原料生产生物柴油,其理化性质见表2。表2大豆油的理化分析特性山】性质数值相对密

17、度(25°C)0.9175a折射率1.4728b折射度r2°0.3054粘度(25OC) /(mPa)50.9a冻点/°C-IO-16比热容(197C) /(Jg)18.14c燃烧值/(kJg)39.618烟点/°C234闪点/°C328着火点/°C363a 碘价=132.6b 碘价=130.2C 碘价=131.6本实验以NaOH作为反应的催化剂，与过量的屮醇进行酯交换反应，探索了不同 的醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间四个方面对甲酯转化率和得率的影响， 与酸催化的酯化反应作对比，熟悉了化学法生产生物柴油的两种主要工艺。f品资料

18、推荐2实验所用仪器、药品2. 1仪器、设备HHS型电热恒温水浴锅；FA2104N型分析天平；GZX-9070ME数显鼓风干燥箱；HC-TPlI型架盘药物天平；RE52CS旋转蒸发器；SHZ-IIl型循环水真空泵；90-2恒温磁力搅拌器；501型超级恒温箱；LDo-IO型低速离心机；DZF-6020型真空干燥箱。2. 2药品、试剂中醇、S0,. NdoH及其它试剂均为分析纯。3生物柴油的研制3. 1棕搁硬脂制备生物柴油3. 1. 1酯化法制备甲酯的工艺流程及技术原理脂肪酸与一元醇在酸性催化剂及高温情况下生成酯的过程称为酯化反应UU。酯化 是一个可逆反应，因此产生的水必须除去以促使反应向右进行，其

19、反应通式如下： 催化剂RCOOH + CH3OHk RCOOCH3 + H2O本实验以棕搁硬脂为原料，山于棕搁硬脂脂肪酸含量较高，采用酸催化的酯化反 应，在较长反应时间后，可使脂肪酸得到很高的转化率。其工艺流程如下：催化剂、甲醇原料一 酯化一蒸憎一静置分离一洗涤一干燥一过滤一生物柴油II甲醇（回收）硫酸f中和在化学法生产生物柴油时，屮醇和催化剂用量是反应中的最主要因素。在反应中 增加甲醇的用量，可以使反应进行得较彻底，产品得率越高，但同时也会给分离带来 困难。3. 1. 2实验方法3. 1. 2. 1原料的分析精品资料推荐酸值的测定，参照GB 553O-1985ci53;皂化值的测定，参照GB

20、 5534-1985；水分的测定，参照GB/T 5528-1995；碘值的测定，参照GB/T 5532-1995；3. 1. 2. 2酯化反应3. 1.2.2. 1甲酯化过程在25Oml磨口锥形瓶中加入IOog棕搁硬脂（先预热到反应温度），再加入一定比 例的催化剂（98%硫酸溶液）和甲醇溶液，在磁力搅拌器中开始反应计时；3. 1. 2. 2. 2 脱醇酯化结束后在旋转蒸发器上蒸去过量的甲醇，再真空脱除中醇；3. 1.2. 2.2. 3 中和脱醇结束后，在分液漏斗中静置，分出下层硫酸，用氢氧化钠中和；3. 1. 2. 2. 2. 4 水洗用70°C的水对甲酯溶液水洗三次；3. 1. 2

21、. 2. 2. 5 脱水分去水层的中酯经在温度为50°C下真空脱水至液面无气泡为止；3. 1.2. 2.2.6 脱色将生物柴油加热到80°C下加入油重4%的活性白土，恒温搅拌30min后过滤得产 品。3.1.3实验结果与讨论3. 1. 3. 1甲醇用量考虑到屮醇较为便宜，选择屮醇过量来提高脂肪酸屮酯的转化率和得率。在酯化 反应中，中醇的通入量是一个非常关键的参数，屮醇的通入量直接影响反应的速度及 反应是否完全。采用不同的醇油配比，控制催化剂用量为原料油重量的3%,反应温 度为80oC,反应时间为8h,醇油比对转化率和得率的影响如图1所示。随着屮醇与 棕楓硬脂重量比的增加，产

22、品的转化率和得率呈缓慢上升的趋势。在实际生产过程中, 甲醇过量不利于最终产品的分离提纯，故本实验醇油比以0.45:1进行。11精品资料推荐3. 1.3.2在进 如图2 B 和得率立 所以本或100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%50. 00%40. 00%30. 00%20. 00%+转化率亠得率牡的影响 转化率色较深,10. 00%0. 00%0. 25 0. 35 0. 45 0. 55 0. 65 0. 75 0. 85醇汕重量比3. 1. 3. 3反应 高而增力I 影响产用100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%50.

23、00%40. 00%30. 00%20. 00%10. 00%0. 00%*转化率 亠得率品度的升 卖升温会 :为宜。0%1%2%3%4%5%6%催化剂用量（）精品资料推荐3. 1. 3. 4 洛 反应应 断反应另林 的增长t±盏100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%50. 00%40. 00%30. 00%20. 00%10. 00%0. 00%+转化率亠得率牡可以判姿和得率；到目的。707580859095100反应温度（°C）3. 1.4 生3. 1.4. 1 车辆的角度垛 如，柴汨 生长、化100. 00%90. 00%80. 00

24、%70. 00%60. 00%50. 00%40. 00%30. 00%20. 00%10. 00%0. 00%024681012反应时间（h）+转化率亠得率g更广义 影响。例 子种植、 比过程中使用的所>HMx4 / I N T f TX. M U M2k »zI HzI I TQH J JllSU2L1/订肖耗的燃料，以及整个生产过程中所有排放的污染物质、固体废弃物，以及对水源的影响。NREL的研究内容重点对柴油与生物柴油进行对比分析。使用BIOO的公共汽车与f品资料推荐使用柴油的公共汽车相比较，整个生命周期的石油消耗可降低95%,因为在生产和输 送BIoo的过程中仍要消耗

25、一些石油。使用B20的公共汽车，其整个生命周期的石油 消耗可降低19%。BlOo与柴油相比较，尾气的CO：排放量约高5%,但大豆生产过程中 通过光合作用，CO： 乂重新转变为碳基化合物、因此影响环境的Co，总量将大大降低， CO=,净排放量可以减少78%以上。使用B20则可减少约16%.这是生物柴油的最大优 点，对改善地球的温室效应有很大的贡献。PM、CO、SoX的排放，无论是尾气的排放量和整个生命周期的排放量，BIoO都比 柴油低，B20的减少程度约为BIOO减少程度的20%,见表3。表3 PM、CO、SoX的排放量的降低白分比BIOO尾气排放量生命周期排放量PM（10）-68%-32%CO

26、-46%-35%SOX不排放-8%BIoo的No，排放量比柴油有所增加，因为该项Ll研究使用未经改进的发动机和燃 料。如果改进发动机和燃料配方，则NOX增加的问题可以得到解决。B20的生命周期 NOX排放量约增加3% BIOO的HC尾气排放量比柴油降低，但生命周期排放量增加， 主要原因是大豆生产过程中造成的，可以通过改进农业技术来解决。排放量的对比见 表4。表4 NOx和HC排放量的增减百分比BIOO尾气排放量生命周期排放量NOX+9%+ 13%HC-37%+35%对其他代燃料的生命周期分析缺乏资料，尾气排放量与柴油相比较的增减见表5。 表5儿种代燃料尾气排放量的增减百分比发动机L10-260

27、GDDC6V92燃料CNG甲醇乙醇PM-（9899） %-85%-13%NOX- （4554） %-75%-47%HC+ （747546） %+1686%+230%CO- （9394） %+57%+395%3. 1.4.2生物柴油的经济评价生物柴油的另一个优点是可以直接用于传统的柴油机而不需要改装，并且可以利 用原有的设施来贮存和加油。使用其他代燃料则需要增加基本投资，包括购买代燃料 公共汽车的增加费用，燃料贮存和加注设施的改造、维护等所需增加的费用。3. 2大豆色拉油制备生物柴油3. 2. 1酯交换法制备甲酯的工艺流程及技术原理Eg酯交换法是采用油脂（脂肪酸甘油酯）与屮醇在碱性催化剂存在下进

28、行酯交换反应（乂称醇解反应），生成脂肪酸屮酯（即生物柴油）和甘油，其反应原理如下:CH2OOCR1CH2OHRICOOCH3I催化剂 丨CHOOCR2I+ 3CH30H CH OH+IRcCOOCH3ICHzOOCR3ICH2OHR3COOCH3酯交换法按工艺过程可分为一步法和两步法。一步法是在反应罐中只进行一次酯 交换反应，然后进行分离提纯；两步法是在一步法的基础上，进一步进行酯交换反应。 其工艺流程如下：催化剂、甲醇原料f 酯交换一蒸镭一静置分离一洗涤一干燥一生物柴油II甲醇（回收）中和f分离f蒸憎f甘油3. 2. 1.1 一步酯交换反应。中醇与催化剂混合，在搅拌罐中先被预热，并通过定量装

29、 置被加入到反应中，然后山油脂、甲醇和催化剂组成的反应混合物被泵入反应塔中。 反应后的甲醇混合物山塔上部排出，并进入离心机被分为重相（Ir油和屮醇）和轻相 （甲酯-生物柴油）。3. 2. 1. 2二步酯交换反应。分出的生物柴油进入下一个酯交换塔中与KOH-屮醇进一步 反应，使第一步中的残余油脂进一步反应，提高产品的转化率。反应后再进入离心机 分离，得到重相为水、甘油、甲醇等；轻相为生物柴油和少量水。浓缩、分离和回收。 将轻相再入干燥塔进行干燥得到成品生物柴油。重相通过蒸发浓缩、蒸馆等工序，分 离得到甘油，回收剩余的甲醇。酯交换法适用于大豆油、菜籽油、棉籽油等植物油为原料的酯交换反应。3. 2.

30、 2实验方法3. 2. 2. 1酯交换反应3.2.2. 1. 1甲酯化过程根据反应中釆用的醇油摩尔比以及催化剂的用量，取屮醇置于磨口锥形瓶中，加 入催化剂NaOH和中醇溶液，在70°C下搅拌回流30min,使NaOH完全溶解于屮醇中， 加入定量预热到一定温度的大豆油，接上甲醇回流装置，中速搅拌下进行反应。3.2.2. 1.2 分离酯交换结束后置于分液漏斗中静置分离，分出下层甘油层，用计算量的浓HzSO. 中和，离心分离得到酸化油、粗甘油和硫酸钠；分液漏斗上层生物柴油层进行脱醇， 水洗，干燥，冷却并过滤得到生物柴油。3. 2. 2. 1. 3甘油含量检测原理与步骤脂肪酸屮酯与粗甘油分别

31、进行总甘油含量测定。依据过碘酸钾能氧化有机物中的 疑基、胺基的原理，甘油可被氧化成屮酸和中醛，而过碘酸钾被还原为碘酸钾，碘酸 钾和过量的过碘酸钾，在强酸溶液中加入碘化钾后析出碘，游离碘用硫代硫酸钠标准 溶液滴定。测定过程中的反应式如下：CsH6(OH)3 + 2KIO4 = 2HCHO + HCOOH + 2KIO3 + H2OKIo3 + 5KI + 6HCI = 3b + 6KCI + 3H2OKIO4 + 7KI +8HCl = 412 + 8KCI + 4H2OI? + 2Na2S2O3 = 2NaI +Na2S463.2.2. 1.3. 1取25Inl的甘油样品溶液于50Oml容量瓶

32、中，加水至刻度线，充分摇匀。3.2.2. 1.3.2用吸管吸取25ml注入碘量瓶中，再用吸管加入50ml 0. 02moll KIO4 溶液，轻轻摇匀后在室温下放于暗处Iomino3. 2. 2. 1. 3. 3静置后的溶液中加入10%碘化钾溶液20ml (或2g Kl固体),20%盐酸溶 液20ml和水50mlo用配制好的硫代硫酸钠标准溶液滴定到溶液为淡黃色时，加淀粉 指示剂Iml,继续滴定至蓝色恰消退为止，平行测定三次。3. 2. 2. 1. 3. 4取25ml蒸憎水代替甘油溶液作空白实验。结果计算：N (V2-V1) XO. 023024 X20甘油() = XlOOW式中：N硫代硫酸钠

33、标准洛液的当量浓度；Vl与也一滴定试样与空白实验耗去硫代硫酸钠标准溶液毫升数；0. 023024每毫升IN硫代硫酸钠标准溶液相当于甘油克数；20甘油样品稀释的倍数；W样品的重量。注意要点：3. 2. 2. 1. 3. 5当试样实验和空口实验滴定耗用去的硫代硫酸钠标准洛液的亳升数的 比值等于四分之三或小于四分之三时；则说明甘油样品称量多了点，也可说是50ml 过碘酸钾溶液不够使甘油全部氧化。这可山测定原理中的反应式得到解答；过碘酸钾 与碘化钾和盐酸反应析出四个碘分子，过碘酸钾与甘油起了氧化反应后生成的碘酸 钾，与碘化钾和盐酸反应析出三个碘分子，两者之比是四分之三，所以耗用去硫代硫 酸钠溶液的比值

34、刚好是四分之三时，表示过碘酸钾全部氧化完，没有过量，因此，这 一测定结果不会正确的，除非是OOmI过碘酸钾溶液中的过碘酸钾恰将25ml甘油稀释溶液中甘油全部氧化。为此，必须减少样品重量后重做，在比值大于四分之三时，才 得到正确结果。3. 2. 2. 1. 3. 6两次平行实验的允许误差应不超过0. 30%o3.2.3实验结果与讨论3.2. 3.1醇油摩尔比的影响如图5所示是在反应温度为70°C、催化剂用量为1%、反应时间为3h时不同的醇 油摩尔比对甲酯转化率和得率的影响。醇油摩尔比越大，反应初速度越小，当醇油摩 尔比为6:1时，中酯转化率最高，而当摩尔比为7:1时产品得率最高；随着醇

35、油摩尔 比的再增加，屮酯转化率和得率的变化不明显。过量的屮醇不仅使甘油的分离更加困 难旳，而且也提高了回收屮醇的费用。在本试验研究的范圉内，最适宜的醇油摩尔 比为6:1。3. 2. 3. 2 催 如图6 (NdoH)用負50. 00%40. 00%30. 00%20. 00%当以碱作为10. 00%0. 00%料油中游矗的量太小,100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%345678醇油摩尔比*转化率亠得率h时催化剂好；当NdoH穽量有关。-J反应，当原9I入的NaOH次适当增加立OH的量有利于催化反应的进行。当NdoH大大过量时，会增加反应液中乳胶状物质 的生成

36、，使反应物粘度加大直至最终形成凝胶czo21导致屮酯转化率和得率下降。 本试验最适宜的催化剂(NaOH)的用量为1. 0%o15精品资料推荐3.2. 3.3 驱 当醇» 下甲酯裂§ 随着温侵 以后,产100.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0.00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%1% 2%大量屮醇 J十久工催化剂用量（）口 I I 中HAJ5C r*t IkV TlX7./反应减慢，产率降低，因此本实验选取最佳温度63C。图;n可能性,100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%50. 00%4

37、0. 00%30. 00%20. 00%10. 00%0. 00%505560657075 SO反应温度（°C）*转化率亠得率不同温度 g是由于 3过 65 °C 系统中的十 I 产十。IlnI/.X, 过低,使+转化率亠得率1时，反受达到平品皂化的蒂品资料推荐精品资料推荐应超过2h,转化率和得率有下降的趋势，从屮酯转化率和得率综合考虑，反应时间 在2h为最好。4生物柴4. 1酯仇棕搁照醇油卑瓷反应盏100. 00%90. 00%80. 00%70. 00%60. 00%50. 00%40. 00%30. 00%20. 00%10. 00%0. 00%+转化率亠得率釜中,按

38、OI 23456Jll入到陶反应时间（h）凝回收,继续用7 /X7.脱醇后的屮酯经分离罐静置分离分出下层硫酸，上层屮酯经高位水罐进行水洗, 洗去残留的硫酸。4. 2脱色水洗后的甲酯在脱色锅中利用气水串联泵抽真空和蒸汽加热器去除水分，再从口土罐中加入油重的4%的活性白土，打开搅拌器，在80°C下恒温搅拌30mino4. 3过滤脱色完的粗甲酯经齿轮泵加入到过滤机中，通过离心泵抽真空进行过滤。 工艺流程图如附图所示。5年产IOOOOt生物柴油项目投资估算5. 1原料来源5. 1. 1油脚（市场价600元t）广东东莞中谷油脂有限公司20td广东植之元油脂有限公司20td南海油脂有限公司20t

39、d注：每25t油脚可制成It酸化油,酸化油目前市场价2500元/t至3000元t°5. 1. 2棕搁硕油（市场价2300元/t）南海油脂有限公司1200ty5. 1. 3地沟油（市场价2500元/t）： 5td5. 1. 4酸化油5. 2项Ll投资预算5. 2. 1反应设备屮酯化车间设备能够满足上述原料加丄，尽可能订购标准设备。 设备投资：300万元5.2.2锅炉规格为 4t/h； 13 MPa估计投资：40万元5. 2. 3污水处理设备费用：30万元5. 2. 4避雷针数量：3个总计：0.9万元5. 2. 5水电增容费：10万元5. 2. 6油库至少两个100吨油罐，如条件允可再做

40、两个100吨油罐。数量：2个投资：20万元5.2.7厂房占地面积：10亩租金：20万元5.2.8辅助设施费用：10万元5. 2. 9流动资金：30万元5.2.10 土建与厂房改造费：100万元5. 2. 11办公设施微机电话传真复印桌椅等设施及人员管理。设施费用：1万元；管理人员及办公费：10万元；5.2.12试生产产品送检费：0.3万元；5. 2. 13其它不可预见费用：20万元；综上估算，生产生物柴油项Ii的投资总额为592. 2万元。5. 3年产1万吨生物柴油成本核算19f品资料推荐5. 3. 1生产1吨生物柴油成本估算5. 3. 1. 1 原料棕楓硬脂用量：1 t单位原料成本：2300

41、元/t原料成本：2300X1二2300元5. 3. 1.2 甲醇按甲醇与油的重量比为0. 45: Iir算,后面工序中甲醇回收30%。中醇用量：45Okg单位成本：2700元/t甲醇成本:2700X0. 45=1215元5. 3. 1. 3 硫酸作为反应的催化剂，以油重的3%添加。硫酸用量：30kg单位成本：2300元/t硫酸成本:2300X0. 03=69元5. 3. 1.4设备折旧拟定设备投入为350万元，折旧期限为10年，生产规模为30td, 一年按300 天计。每年设备折旧：35万元每天设备折旧：0. 1167万元每吨设备折旧：38.9元5. 3. 1. 5 水水在反应中用于冷却、洗涤

42、（水洗三次，每次按30%的量加入）。用水量:30t单位成本：1.5元/亡水成本：1.5X30=45元5. 3. 1.6 电反应用电按总机容量IOOkW h计，反应时间为6h,则：每吨耗电量：64kw单位成本：1. 5元kw h电成本：1.5×64=96元5. 3. 1.7 煤反应温度控制在75°C,热能消耗按煤用量4td汁算。煤用量：0. 1333t单位成本：600元/t煤成本：600×0. 1333=80 元5. 3. 1.8 工资全厂工人30人，月工资1500元/人，一个月按30天计，生产规模30tdo每月工资支出：1500X30=45000元每天工资成本：4

43、5000÷30二1500元每吨工资成本：1500÷30=50元5. 3. 1. 9 税收产品的税费以127.5元/t计算。5. 3. 1. 10 白土由于原料色泽较深，产品需要进行脱色，白土加入量为油重的4%。白土用量：40kg单位成本：IoOO元/t白土成本:1000X0. 04=40 元综上估算，生产一吨生物柴油的成本为4061.4元，由于甲醇回收量为30%,则 生产1吨生物柴油的甲醇回收成本为：2700×0. 45×30%=364.5元，故1吨生物柴油 的成本应为：4061. 4-364. 5=3696. 93697 元。5. 3. 2年产1万吨生

44、物柴油的成本及利润核算5. 3.2.1生产成本生产量：IOOOOt单位生产成本：3697元总成本：3697万元5. 3. 2. 2投产利润按生物柴油价格4500元/t计算。每吨纯利：4500-3697=803元全年纯利：803X10000=803万元。6结论及建议6.1棕楓硬脂通过酸催化进行酯化反应，以醇油重量比0.45:1,催化剂用量为油重 3%,反应温度为75°C,反应6h结束，能获得86. 8%的甲酯转化率。6. 2棕搁硬脂制备生物柴油的脱色条件是4%口土加入量，搅拌30min,油预热至80。C 反应，结束后冷却至70°C过滤。6. 3使用棕搁油物理精炼的主要副产品棕

45、搁硬脂作为生物柴油原料，生产成本较低。 研制的生物柴油常温下为液态，解决了原材料常温下为固态、熔点高、色泽较深的问6. 4儿点建议6.4.1政府应将发展生物柴油产业作为保障国家石油安全、保护环境生态、促进经济 和产业发展、增加农民收入的重大战略措施。6. 4. 2政府应积极支持产业发展。6. 4. 3对生物柴油产业给予适当的税收优惠。6. 4. 4积极试用和使用清洁的生物柴油作为“绿色奥运”。6. 4. 5国家将生物柴油列入国家有关产业发展讣划，并列入国家有关科技发展计划， 组织攻关，促进企业技术创新。6. 4. 6国家有关部委应尽快建立生物柴油相关的质量、生产流程、工艺设计以及安全 生产方面的国家标准，保障优质产品进入市场，确保安全生产。6. 4. 7国家有关部委应积极协调生物柴油产业，使生物柴油要进入汽车燃料市场。6.4.8应当因地制宜，比较经济效益显著的地区种植油料作物，在绿化山区以及退耕 还林过程中种植油料树木。参考文献1 何东平，张世宏，齐玉堂等.我国生物柴油的发展与展望.粮油加工与食品机械， 2004 年第 9 期,(10-12).2 KnOthe G. HiStOri