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1、利用生物质催化餐饮业废油脂制备生物柴油 设设 计计 者：者：宋文河宋文河 赛明泽赛明泽 李志平李志平 薛薛 刚刚 张丹丰张丹丰 李莉敏李莉敏指导教师：郭应臣指导教师：郭应臣 教授教授精 精 1 1一、研究背景二、制备工艺三、产品性能分析四、社会、环境及经济效益五、结 论报 告 内 容精 精 2 2一、研究背景精 精 3 3环境污染精 精 4 4餐饮业废油脂精 精 5 5制备生物柴油常用催化剂制备生物柴油常用催化剂浓硫酸固体酸固体碱固体碱生物酶生物酶 价格昂贵且催化条件苛刻催化效率不高且产生废碱液产品难分离且产生废酸液产生大量废液精 精 6 6 经过多次试验，当选用煅烧鸡蛋壳作催化剂时甲酯的收率
2、较高，能达到88%。鸡蛋壳属于绿色生物质，既能再生重复使用，又对环境无污染。绿色可再生生物质催化剂精 精 7 7我们探究利用 我们探究利用 绿色生物质催化餐饮业废油脂 绿色生物质催化餐饮业废油脂制备可再生 制备可再生 绿色生物柴油 绿色生物柴油的方法，达到 的方法，达到 废物利用，废物利用，变废为宝 变废为宝的目的，既解决了餐饮业废油脂回收利 的目的，既解决了餐饮业废油脂回收利用的问题，又能够产生很好的社会、环境和经济 用的问题，又能够产生很好的社会、环境和经济效益，具有非常 效益，具有非常 广阔的应用前景！广阔的应用前景！精 精 8 8二、制备工艺精 精 9 9RCOOH+CH3OH RCO
3、OCH3+H2O反应流程图催化剂精 精 10 10 图1 原料配比对酯交换反应的影响 图2 催化剂加入量对产率的影响当醇油比为7:1时，生物柴油的产率最大。实验选定催化剂用量为废油质量的3%-4%为宜。工艺条件的优化精 精 11 11选择煅烧的鸡蛋壳作为催化剂。实验选定反应温度为70-75 为宜。图3 催化剂的选择图4 反应温度对产率的影响工艺条件的优化024681012甲醇钠 氧化钙 浓硫酸 煅烧鸡蛋壳催化剂反应时间/h34567891011产品盐基度/%反应时间产品盐收率精 精 12 12三、产品性能分析精 精 13 131、产品质量分析1.酸值的测定 按 GB 55301985植物油脂检
4、验、酸值测定法测定。2.生物柴油产品中甲酯含量的测定 用1102型气相色谱仪检测产物中脂肪酸甲酯含量，色谱工作参数与条件：氢火焰离子检测器，2 m3 mm的不锈钢填充柱，OV17固定相，炉温 250，检器温度 320，进样器温度300，进样量为0.1L，内标法(内标物十一酸甲酯)计算脂肪酸甲酯的含量。精 精 14 14 表2 生物柴油性能及与0#柴油的比较性能指标 0#柴油 生物柴油 测试方法密度（20，Kg/m3）858.1 875.3 GB/T 1884-2000运动粘度（40，mm2/s）3.3 5.0 GB/T 256-1988色度 16 11 GB/T 6540-1988冷滤点（）2
5、 4 SH/T 0248-1992闪点（闭口，）69 170 GB/T 261-1983硫（%）0.026 0.008 GB/T 380-1977水分（%，V/V）痕量 0.04 GB/T 260-1989灰分（%）0.06 0.03 GB/T 508-1985酸值（mgKOH/g）3.1 0.5 GB/T 258-1998碘值（gI/100g）1.9 102 GB/T 9104.1-1988十六烷值 50 55 GB/T 386-1991馏程（90%）355 338 ASIM D86.ID123芳烃（%）33.6 0 NMR总甘油（%）0 0.25精 精 15 152、产品展示餐饮业废油脂高
6、温炼制废油精 精 16 16四、社会、环境及经济效益精 精 17 17按年产按年产10001000吨生物柴油计算，设备投资（反应釜、吨生物柴油计算，设备投资（反应釜、泵、储罐及离心机）泵、储罐及离心机）5050万元，需要流动资金约万元，需要流动资金约3030万万元。元。吨产品成本（包括原料、添加剂、电、煤、工人工吨产品成本（包括原料、添加剂、电、煤、工人工资、设备折旧费、维修费、管理费及税收等）约为资、设备折旧费、维修费、管理费及税收等）约为3564.83564.8元元/t/t，吨产品纯利润约，吨产品纯利润约24002400元元(按按60006000元元/吨吨计计)。按年产按年产1000100
7、0吨生物柴油计吨生物柴油计,年产值年产值600600万元万元,年创利年创利润约润约240240万元万元,与常规生产生物柴油生物柴油相比年节约80余万元，具有显著的经济效益。显著的经济效益。1、经济效益精 精 18 18项目投资生产之后，可安排社会闲散人员就业，减轻就业压力，产生良好的社会效益。利用绿色生物质催化剂（煅烧鸡蛋壳）催化餐饮业废油脂制备生物柴油，真正达到了变废为宝、节能减排的目的。按年产1000吨净水剂计，可使15002000万吨餐饮业废油脂得到处理，可减排餐饮业废油水30005000吨，具有显著地环境效益。2、社会、环境效益精 精 19 19五、结 论精 精 20 20 利用餐饮业
8、废油脂为原料，成功制备出可再生绿色生物柴油。利用餐饮业废油脂为原料，成功制备出可再生绿色生物柴油。采用 采用绿色可再生生物质（煅烧鸡蛋壳）作催化剂 绿色可再生生物质（煅烧鸡蛋壳）作催化剂，制备工艺，制备工艺清洁 清洁,无二次污染，可有效地利用资源，消除环境污染，变 无二次污染，可有效地利用资源，消除环境污染，变废为宝。废为宝。产品经检测，产品经检测，所得产品具有较好的柴油机燃烧特性，产品技 所得产品具有较好的柴油机燃烧特性，产品技术指标符合我国轻柴油的标准。术指标符合我国轻柴油的标准。产品的成功研制真正达到了 产品的成功研制真正达到了“变废为宝、节能减排 变废为宝、节能减排”的目的，的目的，既
9、符合当前环保节能的要求，又有广阔的应用前景和良好的 既符合当前环保节能的要求，又有广阔的应用前景和良好的社会环境效益。社会环境效益。精 精 21 21参考文献1 Adams C,Peters J F,Rand M C,etal.Investigation of soybean oil as a 1 Adams C,Peters J F,Rand M C,etal.Investigation of soybean oil as a diesel fuei extender:endurance testsJ diesel fuei extender:endurance testsJ.J Am Oi
10、l Chem J Am Oil Chem Soc,1983,60:1574-1579.Soc,1983,60:1574-1579.2 Peterson CL,Auld D L,Korus R A.Winter rape oil fuel for diesel 2 Peterson CL,Auld D L,Korus R A.Winter rape oil fuel for diesel engines:recovery engines:recovery and utilization and utilization J.J.J Am Oil Chem J Am Oil Chem Soc,198
11、3,60:1579-1587.Soc,1983,60:1579-1587.3 Krawcyk 3 Krawcyk T.Biodiesel-Alternative fuel makes inroads but hurdles T.Biodiesel-Alternative fuel makes inroads but hurdles remainJ.remainJ.INFORM,1996(7):801-829.INFORM,1996(7):801-829.4 4 盛梅，李为民，邬国英 盛梅，李为民，邬国英.生物柴油研究进展 生物柴油研究进展J.J.中国油脂，中国油脂，2003 2003，28 2
12、8（4 4）：）：66-70.66-70.5 5 忻耀年 忻耀年.生物柴油的发展现状和应用前景 生物柴油的发展现状和应用前景J,J,中国油脂，中国油脂，2005 2005，30(3)30(3)：49 49 53.53.6 6 韩德奇，袁旦，等 韩德奇，袁旦，等.生物柴油的现状与发展前景 生物柴油的现状与发展前景J.J.石油化工技术经 石油化工技术经济，济，2002 2002（4 4）4-10.4-10.精 精 22 227 7 张恬，袁银南 张恬，袁银南.生物柴油的环境效益与社会经济效益 生物柴油的环境效益与社会经济效益J.J.能源环境保 能源环境保护，护，2005 2005，19 19（2
13、2）：）：16-19.16-19.8 8 符太军，纪威，姚亚光，张传龙 符太军，纪威，姚亚光，张传龙.地沟油制取生物柴油的实验研究 地沟油制取生物柴油的实验研究J.J.能源技术，能源技术，2005 2005，26 26（3 3）：）：106-108.106-108.9 9 盛梅，田大亮，曹国民 盛梅，田大亮，曹国民.利用餐饮废油制备生物柴油 利用餐饮废油制备生物柴油J.J.中国资源综 中国资源综合利用，合利用，2004 2004，18 18（2 2）：）：231-236.231-236.10 10 李为民，章文峰，邬国英 李为民，章文峰，邬国英.菜籽油油脚制备生物柴油 菜籽油油脚制备生物柴油J
14、,J,江苏工业 江苏工业学院学报，学院学报，2003 2003，15(1)15(1)：7 7 10 10.11 11 李为民，徐春明 李为民，徐春明.大豆油脚浸出油制备生物柴油及性能研究 大豆油脚浸出油制备生物柴油及性能研究J,J,中 中国油脂，国油脂，2006 2006，31(4):68 31(4):68 71.71.12 12 黄小明，谢文磊，彭红，李海涛 黄小明，谢文磊，彭红，李海涛.生物柴油的标准和质量控制 生物柴油的标准和质量控制J J.粮 粮油食品科技，油食品科技，2005 2005，13 13（3 3）：）：40-42.40-42.参考文献精 精 23 23致 谢 感谢感谢郭应臣教授郭应臣教授在研究过程中的精心指导。在研究过程中的精心指导。感谢感谢南阳师范学院南阳师范学院各级领导的关怀，以及化工学各级领导的关怀，以及化工学院各位老师的帮助。院各位老师的帮助。感谢感谢南阳市各企事业单位南阳市各企事业单位的积极协助。的积极协助。感谢感谢河南省河南省分析测试中心分析测试中心以及以及南阳市环境监测站南阳市环境监测站的检测分析。的检测分析。特别感谢各位特别感谢各位评委老师评委老师的批评指正。的批评指正。精 精 24 24精 精 25 25