论文部分内容阅读
生物柴油(Biodiesel)是一种以脂肪酸甲酯为主要成分的清洁燃料,具有可再生、尾气排放低、可生物降解等优点。本文就酶催化生产生物柴油的不同原料合成工艺及产品的性能检测和调整进行研究,主要内容如下:1、利用实验室自制的固定化脂肪酶Candida sp.99-125为催化剂,以小球藻油脂、秦皇岛酸化油为原料,对合成生物柴油的工艺条件进行了优化。讨论了底物摩尔比、溶剂极性及用量、pH值、水含量、反应温度、反应时间、酶的使用寿命等诸多影响因素与酶促过程的定量关系。通过优化得到了相应的最佳反应参数:以小球藻油脂为原料时,取油2g,采用5ml正己烷为溶剂,底物甲醇与小球藻油脂的摩尔比为3:1,酶用量为油质量的50%,水含量为油质量的5%,3次流加甲醇,在38℃下反应12小时,最高转化率可达98%以上。以高酸值的秦皇岛酸化油为原料,取油2g,采用2ml石油醚为溶剂,底物甲醇与酸化油的摩尔比为3:1,酶用量为油质量的50%,水含量为油质量的15%,3次流加甲醇,在40℃下反应12小时,转化率能够稳定达到97%以上。证明酶法生物柴油合成工艺对原料有着广泛的适应性。在非极性有机溶剂体系中,固定化酶催化合成生物柴油的传统工艺基础上,尝试以生物柴油产品及其与有机溶剂、0#柴油的混合物作为溶剂的反应工艺,和直接用发酵液代替固定化酶催化合成生物柴油的工艺。实验证明,溶剂替代反应中,生物柴油转化率可达85%~92%,含量可达95%以上。发酵液催化合成生物柴油的转化率达96%以上。2、对生物柴油标准中普遍要求的几项易于超标的项目如酸值、水含量、冷滤点、氧化安定性,建立了调整和改进方法。经过脱酸、水洗、干燥、添加降凝剂和抗氧剂等主要工艺,使生物柴油的酸值由8~40mgKOH/g降低到0.8mgKOH/g以下,干燥后生物柴油水含量不超过100ppm,冷滤点由-2℃降至-15℃,氧化残渣由12.8mg/100ml降至2.2mg/100ml。达到了欧洲标准的要求,保证了生物柴油在使用、运输、储藏过程中的稳定性。3、建立了各种原料合成的生物柴油产品的质量检测和控制标准,并用标准方法对各种生物柴油产品的组成、理化性能、发动机燃烧和排放效果加以考察,测试了酶法生产生物柴油的性能。实验结果表明,合成的生物柴油纯度达到了97.8%以上,精制后的产品闪点高于170℃C,硫的质量百分含量低于0.0005%,十六烷值高达73.6,在0#柴油中添加了20%的生物柴油后,尾气排放中CO降低28%,未燃烧的HC降低了36%,NOx降低了24%,全负荷烟度下降幅度达到0.2Rb-0.9Rb,体现出了生物柴油的优良特性。