全球生物柴油產量從2000年的70.40萬噸增長到2018年2,648.80萬噸,年均複合增長率為27.36%。現階段我國生物柴油的主要原料是廢棄油脂和地溝油,如果不能將其進行合理利用,不僅是一種資源浪費,更會對周圍環境、食品安全造成巨大危害。以下對生物柴油行業技術分析。
生物柴油行業技術分析,2016年6月以稅則號38260000進口的生物柴油總量為512.34噸,相較於5月份41噸的進口總量,環比大漲,同比下跌24.43%。生物柴油行業分析指出,以稅則號27102000進口生物柴油總量為6.305噸,環比上漲1754%,同比下跌43.03%。6月份生物柴油進口數量雖然較少但相較於5月份大有增長,但與去年同期相比進口數量呈逐年下跌趨勢。
中國以稅則號38260000生物柴油進出口數據統計(單位:噸)
當前生物柴油發展限制最主要的原因是原料資源短缺,且製作成本較高。基於我國不與民爭糧爭地的基本方針,國內的生物柴油多數採用地溝油,但是用地溝油來製取生物柴油存在原料供應數量有限和轉化成生物柴油工藝要求較高等諸多缺點,導致生物柴油廠家運營下來只有微薄利潤,不少企業因為不賺錢甚至有所虧損而停止生產。
又稱稀釋法。在生物柴油研究初期,人們曾設想將油脂與柴油、乙醇等混合以降低其粘度,提高揮發度,但長期使用後常發生植物油變質、聚合和燃燒不完全現象。生物柴油行業技術分析,Ziejew-ski將葵花籽油與柴油、紅花油與柴油、大豆油與乾洗溶劑油(48石蠟和52環烷)分別混合,雖然粘度有所下降,但長期使用仍會使進氣閥積碳,並附著氣缸蓋和鋼環上。
將動植物油脂與溶劑等混合製成微乳液也是解決動植物油粘度高的一種方法。微乳狀液可以包含石化柴油、植物油、醇、表面活性劑以及一種十六烷值改進劑。生物柴油行業技術分析,微乳液長期放置不分層,其成分的沸點低,能改善閃蒸時的霧化特性,只是其熱值和十六烷值稍低;但粘度仍高於標準。長期使用微乳液後,噴油嘴和尾氣閥上也會產生積碳。由上可見,物理混合法是做不成合格的生物柴油的。
生物柴油行業技術分析,脂肪酸甘油三酯的熱裂解產物主要是烷烴、烯烴、二烯烴、芳香烴和羧酸等。不同種類的植物油裂解產物差別極大。由於反應複雜,所以產物結構也複雜,通常認為反應是由自由基或正碳離子引發的邊鎖反應。裂解大豆油的十六烷值可由大豆油的37.9提高到43;38℃時的運動粘度可由32.6mm2/s下降到7.5mm2/s;硫含量、水分和銅腐蝕符合標準,但殘碳、灰分和傾點則不令人滿意。
生物柴油行業技術分析,酯化法是使脂肪酸與甲醇或乙醇在酸催化下,發生酯化反應製成脂酸甲(乙)酯。由於脂肪酸價格較高,一般不用,而用油脂加工過程中產生的酸化油為原料,其中既含有脂肪酸,又含有脂肪酸甘油酯。反應一般在甲醇的回流溫度下進行,也可在加壓反應器中進行,反應過程中生成的甲酯很容易與水和硫酸分離,但由於不能使三脂肪酸甘油酯同時轉化,因此採用酸化油作為原料生產生物柴油時,一般還要繼續進行酯交換反應。
酯交換法是採用動植物油脂與醇(特別是甲醇)在無催化劑或在酸催化劑、鹼催化劑或酶存在下進行酯交換反應,生產脂肪酸甲酯和甘油,其中鹼催化最為普遍。生物柴油行業技術分析,鹼催化的主要缺點之一是它對反應物的純度要求較高,易受水分和游離脂肪酸的影響,所以,必須提前進行植物油預處理、催化劑乾燥和甲醇脫水,這就限制了廢油的使用,因為廢餐飲油中游離脂肪酸含量往往超過2%。
直至今日,生物柴油市場內仍存在原料的收集制度、價格形成機制不健全,配套扶持政策、市場銷售網絡建設不到位等問題等待解決。生物柴油行業技術分析,生物柴油市場若想有所突破,只有向規模化、產業化方向發展,同時政府應大力鼓勵、支持生物柴油在研究、生產和應用方面的投入,以提高生物柴油在價格上的競爭優勢,才能實現我國生物柴油行業的飛速發展。
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