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分布式生物柴油生产工艺及装置的研究与开发

作　者: 林伟彬
导　师: 陈砺
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 分布式生物柴油生产工艺生产装置
分类号: TE667
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

生物柴油作为一种替代石化柴油的可再生能源,具有十分广泛应用前景。热带和亚热带地区拥有丰富的油料作物资源,可为生物柴油生产提供充足原料,但这些地区油料资源较为分散,回收半径大,管理不规范,难以形成大规模生产。现有的生物柴油生产工艺具有流程长、设备庞大等特点,不能直接应用于热带和亚热带地区。为有效利用热带和亚热带地区的油料资源,开发出适合区域特点的分布式生物柴油装置。本论文对生物柴油工艺与分布式装置的特点进行匹配研究,对生产工艺进行整合,实现组合单元多功能化。开发了一套以动植物油为原料油、自动化程度较高、操作简便、可移动并与周边设施相适应的分布式生物柴油生产装置。首先,为实现生物柴油生产工艺的集成,对生物柴油生产工艺进行实验研究,主要包括以下几个方面:(1)对酯交换反应的影响因素进行研究,得出酯交换反应操作条件为:反应温度60℃、催化剂用量1.0%、醇油摩尔比6:1、至少反应90min,生物柴油转化率为96.01%。(2)对甲醇回收条件进行研究,得出甲醇回收操作温度为80℃,回收甲醇的纯度为98.05%,在此操作温度下回收的甲醇可直接用于酯交换反应。(3)对鼓泡水洗的参数进行研究,在气体流量为50 mL/min条件下,得出鼓泡水洗精制的工艺条件:水温50℃,水洗时间15 min,生物柴油与水的质量比为2:1,至少水洗3次,水洗结果符合GB/T 20828-2007《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》标准中所要求的生物柴油中游离甘油含量小于0.02%的规定,生物柴油中游离甘油残留量为0.019%。(4)对实际生产中酯交换反应终点不易确定的问题进行研究,探索了以粘度法和密度法快速确定酯交换反应终点的方法,结果表明:粘度法确定酯交换反应终点的误差小于2.5%,密度法确定酯交换反应终点的误差小于7.1%。其次,根据研究结果将物柴油生产工艺流程整合为:反应回收、水洗分离和干燥精炼三个组合单元,以产量为40L/批次的生物柴油为例对分布式生物柴油生产工艺进行设计,开发出分布式生产装置,并进行生物柴油的生产,生产的生物柴油产品经检测符合国家标准GB/T 20828-2007《柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)》的要求。最后,以年产100吨棕榈油生物柴油为例,对分布式生物柴油产品成本进行估算和前景分析,得出分布式生物柴油每吨的生产成本为7 224元,比0号柴油销售价格低,分布式生物柴油装置具有一定的应用发展空间。

分布式生物柴油生产工艺及装置的研究与开发

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