[發(fā)明專利]秸稈載體用于油脂熱解制備生物柴油的方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200710179838.1 | 申請日： | 2007-12-19 |
| 公開（公告）號： | CN101463264A | 公開（公告）日： | 2009-06-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳洪章;彭小偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院過程工程研究所 |
| 主分類號： | C10G3/00 | 分類號： | C10G3/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100080北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 秸稈 載體 用于 油脂 制備 生物 柴油 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物柴油領(lǐng)域，特別涉及一種秸稈載體用于油脂熱解制備生物柴油 的方法。
背景技術(shù)
隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油的需求量也急劇上升，但石油儲備量是有限 的，人類面臨著石油資源日益枯竭、石油價格日益攀升的困境；另一方面，由傳統(tǒng) 能源對環(huán)境帶來的污染日趨嚴(yán)重。在這樣的雙重壓力下，加快高效清潔的生物柴油 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程就顯得無比迫切。生物柴油(biodiesel)成分是高級脂肪酸甲酯，性 質(zhì)與普通柴油非常相似，具有能量密度高、易生物降解、安全無毒、含硫量低和廢 氣中有害物排放量小等優(yōu)點(diǎn)，可以作為石油柴油的優(yōu)質(zhì)代用品。其生產(chǎn)方法是將動 物、植物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇在酸、堿催化劑或脂肪酶的催化下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化 反應(yīng)。世界眾多地區(qū)都掀起了生物柴油生產(chǎn)的高潮：歐盟主要以菜籽油為原料進(jìn)行 生產(chǎn)，是產(chǎn)量最大的地區(qū)；其次是美國，主要以大豆油為原料；日本、巴西等國也 大規(guī)模生產(chǎn)生物柴油。油脂來源不足和生產(chǎn)工藝復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂是制約生物 柴油大規(guī)模生產(chǎn)的主要因素。
熱解是在完全無氧或含氧極少因而氧化反應(yīng)極為有限的情況下的熱降解反應(yīng)[1-3]。熱解是最具前景和最為經(jīng)濟(jì)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的技術(shù)[4]。熱解技術(shù)是熱 化學(xué)處理技術(shù)研究的核心和熱點(diǎn)。生物質(zhì)的熱解是復(fù)雜的化學(xué)過程，包含分子鍵斷 裂、異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng)。通過裂解生物質(zhì)中的碳?xì)浠衔锒伎赊D(zhuǎn)化為能 源形式，生物質(zhì)熱解后形成三種產(chǎn)物：液體(生物油)，固體(焦炭)，氣體(可燃 氣)。一般研究者將注意力集中在生物油的生產(chǎn)和利用上。生物質(zhì)的組成，所采用 的熱解技術(shù)和熱解反應(yīng)參數(shù)(溫度、傳熱速率、壓力、停留時間等)決定了熱解產(chǎn) 物的組成和比例。熱解方法已應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化，它以生物質(zhì)為原料廣泛的生產(chǎn)各種燃 料、溶劑和其他產(chǎn)品[5]。
含油脂物料或油脂直接熱解生產(chǎn)生物柴油是人們一直追求的生物柴油生產(chǎn)方 法，進(jìn)行了大量的研究，如1947年Chang等[8]將桐油先與石灰皂化后再熱解，得到的 粗油通過精制可得到柴油和少量煤油和汽油，68kg桐油的皂化產(chǎn)物熱解后可獲得 50L粗油。1962年Grossley等[7]研究了甘油酯在熱解時溫度對其產(chǎn)物的影響，且他們 為了獲得類似的石油產(chǎn)品石蠟和鏈烯烴，應(yīng)用了許多催化劑(主要為金屬鹽)于研 究中。Niehaus和Schwab等[8，9]分別用大豆油和紅花油熱解，并通過GC-MS鑒定了產(chǎn) 物的組分，其中主要為烷烴和烯烴，大約為總產(chǎn)物的60％，羧酸為9.6-16.1％。 Pioch等[10]開展了用植物油催化熱解制備生物燃油的研究，椰子油和棕櫚油在450 ℃下，以SiO2和Al2O3為催化劑熱解產(chǎn)生氣、液和低分子固體產(chǎn)物，濃縮的有機(jī)液相 分餾得生物汽油和生物柴油，其化學(xué)組成與化石燃料類似。
Ozlem?Onay等[11]在不同的條件下對油菜籽進(jìn)行了熱解研究，在固定床中熱解， 氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，油菜籽輾磨成粒徑為0.6-1.25mm，加熱速率為300℃/min，最終熱 解溫度為550℃時，粗油的產(chǎn)量可達(dá)68％，粗油熱值為39MJ/kg，化學(xué)式為CH1.89N0.5O0.11， 能溶于正戊烷中的成分為90％以上，其中脂肪族、芳香族和極性組分分別為38％、 36％和26％，脂肪族中C11-C19的含量最高。Ac1kgoz等[12]用含油量為42％的亞麻子熱 解，在固定床溫度550℃，加熱速率為300℃/min，粒徑大小為0.6～1.8mm，氮?dú)饬? 速為100cm3/min的優(yōu)化條件下，生物油的產(chǎn)率為57.7％，熱值為38.45KJ/kg，化學(xué)式 為CH1.64O0.11N0.03，其中可溶于正戊烷的成分占80％，經(jīng)FTIR，GC，GC/MS，and?1H NMR分析，它們主要為烷烴、烯烴和支鏈烴。
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