催化裂化制备生物柴油的方法.pdf

催化裂化制备生物柴油的方法

一、背景技术

生物柴油即脂肪酸甲酯。主要利用动、植物油或油脚作为
原料制成的一种环保型的、可再生的能源与工业原料。是石
油柴油的一种理想的替代品，既是清洁的可再生能源，又是
典型的“绿色能源”。开发生物柴油对推进能源替代，减轻
环境压力，控制城市大气污染具有重大意义，因此，生物柴
油是世界各国竟相研究开发的热门课题。早在19世纪末，

RudolfDiesel就曾利用花生油试验成功作为发动机燃料，
并首次在1990年巴黎世界博览会上亮相。虽然由于价格原
因，其应用一直非常有限。但在20世纪70年代以来，尤其
是1991年以后，一方面石油价格不断上涨而石油资源日渐
枯竭，全时界都面临着能源短缺的危机；另一方面，随着人
类生活水平的提高、环境保护意识的增强，逐渐认识到石油
作为燃料造成空气污染的严重性，尤其“光化学污染”对人
体造成极大的危害，迫使人类必须寻找一种新能源、“清洁
能源”来取代石油原料。
目前，生物柴油主要的生产技术路线归纳起来有三大
类，即：物理法、生物法、化学法。
生物类是利用生物技术将油脂转换为生物柴油，由于
该项技术不太成熟，所以没有投入市场，化学法根据化学反
应原理不同又分为热裂解法、酯化法两种。热裂解法是把油

脂通过高温将分子量大的油脂变成分子量小的碳氢化合物，
该方法工艺复杂，成本过高。而产品是低标号的生物汽油，
副产品才是生物柴油，所以几乎无人问津。酯化法是目前国
内外生产生物柴油最主要的方法。该方法是利用甲醇将油脂
中的甘油三酸脂的甘油取代出来，形成长链的脂肪酸甲酯，
从而降低碳链长度、粘度和密度，这种方法工艺成熟，生产
出来的生物柴油质量好，可以直接代替石化柴油，其缺点是
原料必须经过前处理，对水分、酸值和杂质有严格的要求，
且工艺复杂，甲醇也必须过量，后续工艺必须有甲醇回收装
置，催化剂要用腐蚀性大的强碱或浓硫酸，能耗高，酯化副
产品难于回收，成本高，生产过程有废酸碱液排放。针对现
有技术的不足，我公司研制出了这种在一定的催化剂的作用
下生产生物柴油的催化裂解法，该技术有以下特点：
（1.）该技术工艺过程简单，使用辅料不多，无酯化和脂
交换过程，不需要使用低碳醇，也不需要用醇回收工序，并
能在常压下操作，生物柴油的转化率高，≧85%，生产加工
成本低，三废少，无废液排放。
（2.）生产出的产品是生物柴油，且柴油质量好。经行车
试验证明，单独使用时，启动性优良，加速性和0号柴油相
等；它也可与0号柴油混合使用，不影响启动型、加速性和
动力性；而且他的润滑性能好，使喷油泵、发动机缸体和连
杆的磨损小；它的闪点高，使用安全性高；发动机废气排放

能满足环保要求，可直接代替石化石油，长期应用在各种柴
油发动机上。
二、生物柴油的原材料：
生产生物柴油的原料主要是废弃的食用油脂，它来源于
以下几个地方：
1．炒菜和煎炸食品过程产生的煎炸废油，如麦当劳、
肯德基等国外品牌的快餐店产生的煎炸废油，以及我国传统
煎炸食品如油条、方便面和饼干加工过程中产生的煎炸废
油；
2．烤制食品过程中产生的动物性油脂，如烤鸭、烤羊
肉过程中从动物体中烤出的油脂；
3．动物制品常温加工过程中产生的下脚料经处理得到
的动物性油脂，如用废猪皮等下脚料熬制的油品；
4．餐饮废油，也称泔水油，主要指从剩余饭菜中经过
油水分离得到的油脂；
5．地沟油，主要指在餐具洗涤过程中流入下水道中的
油品。
据专家计算，这些废弃油脂的量约占食用油消费总量的
20%-30%。以我国年均消费食用油量为2100万吨计，则
每年产生废油400-700万吨。能够收集起来作为资源的废弃
油脂在400万吨左右，再加上酸化油等，中国每年有500
万吨的可生产生物柴油的原料。如全国每个县建一个生物油

厂，需要年处理量在2500吨的厂才能处理完。
公司研究的生物柴油催化裂解技术对原料的要求不高，
各种动植物油脂、潲水油、泔水油等都可以做。特别是油脂
厂的各种油下脚，不经过处理可直接作为原料用。
三、生物柴油的生产原理：
催化裂解是生产生物柴油的一种方法，在加热的状态
下，能将油脂中的含氧官能团除掉。其原理是根据油脂的分
子结构中有碳氢长链和含氧的基，羟基官能团，如能将这些
含氧官能团分解除掉，剩下的就是只有碳氢长链的化合物，
它的碳原子数大多在14---18之间，而且只有直链无环状物
属优质柴油的范畴。
四、生物柴油技术工艺流程：
一、将油脂原料放入反应釜中，加入用于生成生物柴油
的催化剂后，并将反应釜升温，使得油脂脱水，并且使油脂
原料内的油脂在反应器中加速反应，用于将油脂原料分解出
粗生物柴油；油脂原料包括各种动植物油脂，泔水油各种油
下脚。
二、对分解出粗生物柴油的油脂原料进行精馏处理，并
加入脱色剂，用于将生