提煉生物柴油需要什么樣的設(shè)備?

【專家解說】：生物柴油的生產(chǎn)方法: 利用油脂原料合成生物柴油的方法;用動物油制取的生物柴油及制取方法;生物柴油和生物燃料油的添加劑;廢動植物油脂生產(chǎn)的輕柴油乳化劑及其應(yīng)用;低成本無污染的生物質(zhì)液化工藝及裝置;低能耗生物質(zhì)熱裂解的工藝及裝置;利用微藻快速熱解制備生物柴油的方法;用廢塑料、廢油、廢植物油腳提取汽、柴油用的解聚釜，生物質(zhì)氣化制備燃料氣的方法及氣化反應(yīng)裝置;以植物油腳中提取石油制品的工藝方法;用等離子體熱解氣化生物質(zhì)制取合成氣的方法，用淀粉酶解培養(yǎng)異養(yǎng)藻制備生物柴油的方法;用生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料的方法;用植物油下腳料生產(chǎn)燃油的工藝方法，由生物質(zhì)水解殘渣制備生物油的方法，植物油腳提取汽油柴油的生產(chǎn)方法;廢油再生燃料油的裝置和方法;脫除催化裂化柴油中膠質(zhì)的方法;廢橡膠(廢塑料、廢機油)提煉燃料油的環(huán)保型新工藝，脫除柴油中氧化總不溶物及膠質(zhì)的化學(xué)精制方法;阻止柴油、汽油變色和膠凝的助劑;廢潤滑油的絮凝分離處理方法。 簡單工藝流程: 生物柴油是由從植物油或動物脂的脂肪酸烷基單酯組成的一種可替代柴油燃料。目前，大多數(shù)生物柴油是由大豆油、甲醇和一種堿性催化劑生產(chǎn)而成的。然而還有大多數(shù)的不易被人體消化的廉價油脂能夠轉(zhuǎn)化為生物柴油。 工藝流程簡介: (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。 整個工藝流程實現(xiàn)閉路循環(huán)，原料全部綜合利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。大致描述如下:原料預(yù)處理(脫水、脫臭、凈化)------反應(yīng)釜(加醇+催化劑+70℃)------攪拌反應(yīng)1小時-------沉淀分離排雜-------回收醇------過濾--------成品 ■生物柴油的化學(xué)法生產(chǎn) 生物柴油的化學(xué)法生產(chǎn)是采用生物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氫氧化鈉 (占油脂重量的1%) 或甲醇鈉 (Sodium methoxide) 做為觸媒，在酸性或者堿性催化劑和高溫(230~250℃)下發(fā)生酯交換反應(yīng)(transesterification)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用，生產(chǎn)設(shè)備與一般制油設(shè)備相同，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生10%左右的副產(chǎn)品甘油。 但化學(xué)法合成生物柴油有以下缺點:反應(yīng)溫度較高、工藝復(fù)雜;反應(yīng)過程中使用過量的甲醇，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置，處理過程繁復(fù)、能耗高;油脂原料中的水和游離脂肪酸會嚴重影響生物柴油得率及質(zhì)量;產(chǎn)品純化復(fù)雜，酯化產(chǎn)物難于回收;反應(yīng)生成的副產(chǎn)物難于去除，而且使用酸堿催化劑產(chǎn)生大量的廢水，廢堿(酸)液排放容易對環(huán)境造成二次污染等。 化學(xué)法生產(chǎn)還有一個不容忽視的成本問題:生產(chǎn)過程中使用堿性催化劑要求原料必須是毛油，比如未經(jīng)提煉的菜籽油和豆油，原料成本就占總成本的75%。因此采用廉價原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關(guān)鍵，因此美國己開始通過基因工程方法研究高油含量的植物(見下文“工程微藻”法)，日本采用工業(yè)廢油和廢煎炸油，歐洲是在不適合種植糧食的土地上種植富油脂的農(nóng)作物。 ■生物柴油的“工程微藻”法 “工程微藻”生產(chǎn)柴油，為柴油生產(chǎn)開辟了一條新的技術(shù)途徑。美國國家可更新實驗室(NREL)通過現(xiàn)代生物技術(shù)建成“工程微藻”，即硅藻類的一種“工程小環(huán)藻”。在實驗室條件下可使“工程微藻”中脂質(zhì)含量增加到60%以上，戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上，而一般自然狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量為5%-20%。“工程微藻”中脂質(zhì)含量的提高主要由于乙酰輔酶A羧化酶(ACC)基因在微藻細胞中的高效表達，在控制脂質(zhì)積累水平方面起到了重要作用。目前，正在研究選擇合適的分子載體，使ACC基因在細菌、酵母和植物中充分表達，還進一步將修飾的ACC基因引入微藻中以獲得更高效表達。利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油具有重要經(jīng)濟意義和生態(tài)意義，其優(yōu)越性在于:微藻生產(chǎn)能力高、用海水作為天然培養(yǎng)基可節(jié)約農(nóng)業(yè)資源;比陸生植物單產(chǎn)油脂高出幾十倍;生產(chǎn)的生物柴油不含硫，燃燒時不排放有毒害氣體，排入環(huán)境中也可被微生物降解，不污染環(huán)境，發(fā)展富含油質(zhì)的微藻或者“工程微藻”是生產(chǎn)生物柴油的一大趨勢。