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(dòng)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(dòng)植物油脂生產(chǎn)的輕柴油乳化劑及其應(yīng)用；低成本無(wú)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?jiān)苽渖镉偷姆椒?，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(jī)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(rùn)滑油的絮凝分離處理方法。 　　簡(jiǎn)單工藝流程： 　　生物柴油是由從植物油或動(dòng)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(jià)油脂能夠轉(zhuǎn)化為生物柴油。 　　工藝流程簡(jiǎn)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(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(dòng)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(shí)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(shí)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(wú)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(gè)特殊設(shè)計(jì)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。 　　整個(gè)工藝流程實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，原料全部綜合利用，實(shí)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(shí)-------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(diǎn)：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(huì)嚴(yán)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(duì)環(huán)境造成二次污染等。 　　化學(xué)法生產(chǎn)還有一個(gè)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(jià)原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實(shí)用化的關(guān)鍵，因此美國(guó)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(guó)國(guó)家可更新實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞中的高效表達(dá)，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(xì)菌、酵母和植物中充分表達(dá)，還進(jìn)一步將修飾的ACC基因引入微藻中以獲得更高效表達(dá)。利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油具有重要經(jīng)濟(jì)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(shí)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(shì)。