什么是生物柴油
生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物,這些混合物主要是一些分子量大的有機(jī)物,幾乎包括所有種類的含氧有機(jī)物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇等。
生物柴油是生物質(zhì)能的一種,它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。
生物柴油的生產(chǎn)原料:
生產(chǎn)生物柴油的原料往往根據(jù)各地區(qū)可以得到的原料種類不同而不同。實際產(chǎn)油效率和技術(shù)不同。下面列出了一些國家生產(chǎn)生物柴油所采用的主要原料:美國(大豆、玉米、動物脂肪)、歐洲(油菜籽、動物脂肪)、日本(動物脂肪)、馬來西亞(棕櫚油)、中國(大豆、地溝油、棉花子)、印度(桐油樹)。
生物柴油的加工技術(shù):
(1)物理精煉:首先將油脂水化或磷酸處理,除去其中的磷脂,膠質(zhì)等物質(zhì))。再將油脂預(yù)熱、脫水、脫氣進(jìn)入脫酸塔,維持殘壓,通入過量蒸汽,在蒸汽溫度下,游離酸與蒸汽共同蒸出,經(jīng)冷凝析出,除去游離脂肪酸以外的凈損失,油脂中的游離酸可降到極低量,色素也能被分解,使顏色變淺。各種廢動植物油在自主研發(fā)的DYD催化劑作用下,采用酯化、醇解同時反應(yīng)工藝生成粗脂肪酸甲酯。
(2)甲醇預(yù)酯化:首先將油脂水化脫膠,用離心機(jī)除去磷脂和膠等水化時形成的絮狀物,然后將油脂脫水。原料油脂加入過量甲醇,在酸性催化劑存在下,進(jìn)行預(yù)酯化,使游離酸轉(zhuǎn)變成甲酯。蒸出甲醇水,經(jīng)分餾后,無游離酸的分出C12-16棕櫚酸甲酯和C18油酸甲酯。
(3)酯交換反應(yīng):經(jīng)預(yù)處理的油脂與甲醇一起,加入少量NaOH做催化劑,在一定溫度與常壓下進(jìn)行酯交換反應(yīng),即能生成甲酯,采用二步反應(yīng),通過一個特殊設(shè)計的分離器連續(xù)地除去初反應(yīng)中生成的甘油,使酯交換反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
(4)重力沉淀、水洗與分層。
(5)甘油的分離與粗制甲酯的獲得。
(6)水份的脫出、甲醇的釋出、催化劑的脫出與精制生物柴油的獲得。
生物柴油的特點:
(1)、含水率較高,最大可達(dá)30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高穩(wěn)定性,但降低了油的熱值;
(2)、pH值低,故貯存裝置最好是抗酸腐蝕的材料;(3)、密度比水大,與水的比值約為1.2;
(4)、具有“老化”傾向,加熱不宜超過80℃,宜避光、避免與空氣接觸保存;
(5)、潤滑性能好。
生物柴油的應(yīng)用:
生物柴油一般不是直接作為燃料使用;而是與普通柴油混合使用。一個公認(rèn)的經(jīng)驗值是調(diào)和20%生物柴油 (B20)。
生質(zhì)柴油另一個環(huán)保優(yōu)勢,是其可降低引擎廢氣排放。生質(zhì)柴油幾乎沒有含硫化物,排放的廢氣自然也沒有硫化物。研究顯示如果用20%生質(zhì)柴油的比例混合的話,柴油引擎NOx排放會增加2%,但微粒排放會降低12%,碳?xì)浠衔锱欧艜档?0%,一氧化碳的排放會降低12%。如果生質(zhì)柴油的來源是回鍋油,可以減少餐廳換油成本,減少油炸用油的健康風(fēng)險。
一般認(rèn)為,生物柴油的優(yōu)點在于可以減少一氧化碳等廢物的排放量,而且運(yùn)輸也比普通柴油安全。此外,研究發(fā)現(xiàn),生物柴油的潤滑性能很高。有趣的是,調(diào)和5%以內(nèi)可以提高潤滑性能,但是如果高于5%,潤滑性能卻不再增強(qiáng)。