生物柴油具有可再生性、可降解性、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),大力推進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)對(duì)緩解我國能源壓力、降低環(huán)境污染和增加能源安全均有重要意義。目前,原料油供應(yīng)成為限制生物柴油產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的瓶頸問題。為降低生產(chǎn)成本,可將低品位的廢棄食用油和動(dòng)物脂肪等代替精制油作為原料油。使用固體酸催化劑,一方面可避免低品位油中存在的游離脂肪酸對(duì)堿性催化劑的毒害作用,另一方面可以克服傳統(tǒng)液相酸分離困難、腐蝕設(shè)備、環(huán)境污染的缺陷。其中,碳基固體酸實(shí)現(xiàn)了碳基載體對(duì)液相酸的固載,不僅催化性能強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好,而且重復(fù)利用率高、環(huán)境友好,是近年來研究的熱點(diǎn)。煤主要由含碳有機(jī)化合物構(gòu)成,縮合芳香環(huán)是基本結(jié)構(gòu)單元的核心部分,外圍連接有烷基側(cè)鏈和官能團(tuán)。理論上,經(jīng)過碳化和磺化后制備的固體酸催化劑,具有豐富的含氧官能團(tuán),可以保證較高的催化活性。因此,含碳有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)使煤具備作為固體酸載體用于催化劑研發(fā)的潛質(zhì)。但煤在成分、物相、致密度等方面與常規(guī)的生物質(zhì)碳基原料差異較大,決定了煤基固體酸在催化機(jī)理、過程及性能等方面存在很大的不同,有關(guān)研發(fā)及其在生物柴油領(lǐng)域應(yīng)用的研究還非常薄弱。本文提出研發(fā)煤基固體酸用于催化酸化油酯化-酯交換合成生物柴... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：220 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?２０１２－２０１７年我國石油表觀消費(fèi)量、全國產(chǎn)量和凈進(jìn)口量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)??

柴油的法律地位，２００７年５月頒布了我國第一個(gè)《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油??（ＢＤ１００）國家標(biāo)準(zhǔn)》，２０１１年又正式實(shí)施了《生物柴油調(diào)和燃料（Ｂ５）》標(biāo)??準(zhǔn)，一系列政策法規(guī)為生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障。如圖１－２所示，?？??２０１４年我國的生物柴油年產(chǎn)量達(dá)到近幾年的最高峰，約為１２１百萬噸，隨后略??有下降趨勢，但產(chǎn)量仍保持在１００百萬噸左右。國內(nèi)各地涌現(xiàn)出多家生物柴油生??產(chǎn)單位，目前海南正和生物能源公司和福建卓越新能源發(fā)展公司等己經(jīng)開發(fā)出了??自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，并建成了規(guī)�；纳a(chǎn)廠地。各大高校及科研單位也相繼??展開了對(duì)生物柴油的實(shí)驗(yàn)和理論研究。雖然近些年國內(nèi)生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，??但仍處于產(chǎn)業(yè)化前期。究其原因，一方面國內(nèi)生物柴油小廠家多，對(duì)規(guī)范企業(yè)發(fā)??展不利；另一方面，原料油供應(yīng)問題成為限制生物柴油產(chǎn)業(yè)規(guī)�；l(fā)展的瓶頸問??題。原料油成本占到了生產(chǎn)總成本的７５％

根據(jù)催化方式的不同，可把酯交換反應(yīng)分為酸催化、堿催化、酶催化和超臨??界法，各種催化方法的優(yōu)缺點(diǎn)列于表１－４。其中化學(xué)酸堿催化法己相對(duì)成熟，工??業(yè)化應(yīng)用更為廣泛。圖１－３為德國魯奇（Ｌｕｒｇｉ）公司開發(fā)的均相兩級(jí)連續(xù)醇解制??備生物柴油的工藝流程圖，該過程保證了甲醇在催化劑的作用下與原料油進(jìn)行充??分混合，并利用重力作用將輕質(zhì)相甲酯從甘油中分離出來。甘油交叉流動(dòng)設(shè)計(jì)以??及兩級(jí)連續(xù)反應(yīng)器的運(yùn)行，可保證總轉(zhuǎn)化率高達(dá)９９％。??目前ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＣＨ３ＯＮａ等液相堿催化的酷交換具有反應(yīng)速率快、產(chǎn)率??高的優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)上成熟的生產(chǎn)生物柴油方式。但該方法要求原料油為精制油，??通常要求含水率＜０．０６％、酸值＜２ｍｇＫＯＨ／ｇ｜ｌ５ｊ。據(jù)中科院《中國生物工業(yè)投資分??析報(bào)告２０１６》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在２０１５年生物柴油設(shè)計(jì)產(chǎn)能３００－３５０萬噸，然而??實(shí)際產(chǎn)量僅為３３．６萬噸。原料油占生物柴油總成本的７５％左右，為突破價(jià)格瓶??頸，低品位的原料油，如餐飲業(yè)廢油脂和動(dòng)物脂肪等廉價(jià)的酸化油生產(chǎn)生物柴??油不僅可以降低成本

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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