[00782118]生物柴油创新制备与调控的关键技术

随着全球经济的快速、持续发展，石油的需求量日益增多，据估计在2010到2030年的20年间，石油的需求量将从每天8.619万桶上升到每天1.18亿桶，增长速度非常惊人，但世界各主要产油国的石油生产峰值时间基本上都已过去，石油作为不可再生的化石能源将会逐渐枯竭。因此，开发新的石油替代燃料迫在眉睫。生物柴油具有原料可再生、闪点高、使用安全性好等特征，成为大家公认的理想的石化柴油替代燃料。但传统生物柴油制备工艺存在一些问题，急需新的技术对现有工艺进行改革，从而促进生物柴油产业化的发展。如：传统酯交换反应会副产低附加值粗甘油，不仅降低了原料的利用率，而且会由于副产甘油的随意丢弃和简单燃烧引起新的环境问题，因此，在生产生物柴油--脂肪酸甲酯的同时联产高附加值下游产品成为生物柴油能否得到持续发展的关键所在；另外，由于原料油成本占生物柴油生产成本的1/3以上，价格低廉的煎炸废油成为制备生物柴油的理想原料，其的广泛应用不仅可以有效降低生物柴油的生产成本，而且可以防止废油重回餐桌造成的二次污染。但由于煎炸废油来源复杂，酸值、水含量、不皂化物等指标参差不齐，影响后期酯交换工艺和产品的稳定性，因此需要新的技术对不同来源的原料油脂进行处理，从而保证生物柴油原料的稳定性。该项目即针对生物柴油制备过程中存在大量副产甘油污染环境以及反应过程受原料油组成影响严重等问题，进行相应的研究，促进生物柴油的产业化生产，其主要的创新性成果如下：1、通过非均相催化剂催化的新型甲酯化试剂与油脂的酯交换反应来制备无甘油副产的生物柴油，缓解粗甘油过剩带来的环境问题(CN103275814B；Fuel，2015，146：33-40；Bioresour Technol，2010，101：8144-8150；Fuel，2010，89：3960-3965；J Renew Sustain Ener，2013，5：033127)。2、揭示了非均相催化制备无甘油副产的生物柴油的反应机理(Bioresour Technol，2010，101：8144-8150)。3、建立了一套评价副产物甘油碳酸酯以及酯交换试剂对生物柴油燃烧性能影响的方法(石油化工，2012，41：335-341)。4、经电絮凝、分离等工艺操作进行原料油脂的预处理，得到产品组成稳定的预酯化产物，减少后续酯化过程中的结焦和积炭等现象，并通过自主研发的反应和蒸馏分离装置的使用使得产品收率提高10%，过程能耗降低20%以上(获得国家发明专利ZL200820039702.0；ZL200820041031.1；ZL200820042178.2；ZL200820042177.8；ZL200620126549.6；ZL200610097892.7)。5、首次通过原料油脂和酯交换反应试剂的反应选择，来调控制备具有不同低温流动性的无甘油副产的生物柴油。该项目拥有独立的知识产权，申请PCT专利1项，国家发明专利10项，授权7项，发表研究论文10余篇，他人引用140多次。科技部863项目验收报告显示该项目相关技术具有明显的创新性。此外，该项目相关技术已在江苏悦达卡特新能源有限公司进行应用，得到稳定生产的生物柴油，2014年实现净利润约4852万元，其产品得到用户的好评。