خانه » 什么是生物柴油?
生物柴油或生物柴油是通过改变和精炼植物油过程获得的一种燃料。这种清洁燃料是作为石化柴油的替代品而推出的,但在 20 世纪 70 年代并未受到广泛欢迎。但如今,由于石油资源的减少和替代燃料需求的增加,生物柴油的使用变得更加重要。
生物柴油和石化柴油的分子大小相似,但这两种燃料的化学结构不同。生物柴油分子主要由脂肪酸甲酯组成,其中包括烯属不饱和化合物。相比之下,95%的石化柴油(含有少量硫)由饱和烃组成,其余5%是芳香族化合物。
如果在生物柴油生产中使用乙醇代替甲醇,所得分子将是脂肪酸乙酯。这两类燃料结构上的化学差异导致了它们物理特性的差异,下面对此进行简要回顾。
生物柴油燃料的优点包括:
– 由于其生物性质,减少温室气体排放。
– 提高能源独立性,减少对石油资源的依赖。
– 使用可再生原材料提高能源可持续性。
生物柴油的缺点包括:
– 生物柴油生产需要大量的水和土壤资源,并且需要考虑土地利用变化。
– 使用生物柴油可能会缩短柴油发动机的寿命。
日常使用的油在生产后总是含有杂质,在使用前必须进行净化。液体油,如植物油,含有悬浮颗粒和固体颗粒,需要通过过滤或特殊化学工艺进行纯化。这些杂质在食用油中的以下标题下是已知的。
人口增长的趋势和工业的不断进步需要使用各种能源。已经使用了几个世纪的化石能源已经无法满足当今先进工业的需求,因为这些资源是不可再生的,并且将在不久的将来耗尽。为此,科学家们正在努力寻找除了提供所需能量之外与环境兼容的新燃料来源。
生物柴油燃料是这些燃料来源之一,由各种原材料生产,例如植物油、海藻、动物脂肪衍生的油、家庭废油甚至家庭废塑料残渣等。这种燃料不仅与环境相容,而且对环境的有害影响也较小。
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生物柴油是一种从植物油或动物脂肪中提取的可再生、可降解燃料。这种燃料可以很容易地与柴油混合并用于柴油车辆。柴油汽车尾气中产生的悬浮颗粒和未燃烧的碳氢化合物有毒且致癌,对人类健康构成威胁。在这种情况下,使用生物柴油在减少毒性和空气污染方面的积极成果已得到知名全球组织的证实。例如,大豆植物从空气中吸收二氧化碳,并在从大豆中提取油后将其转化为生物柴油。燃烧这种材料会产生二氧化碳,产生的二氧化碳会被获取燃料的植物重新吸收。这个循环不会将任何二氧化碳引入自然界。
在生物燃料领域,气体和固体也可以被认为是化石燃料的合适替代品,但生物柴油由于其诸多优点已经实现大规模生产,并用于柴油工业。
生物柴油燃料是一种清澈的黄色液体,具有高沸点和低蒸气压。其燃点为 150°C,这使其成为不易燃且安全的燃料。生物柴油中的氧气引起完全燃烧并产生二氧化碳,这就是为什么碳和残留悬浮颗粒的含量低于传统柴油的原因。
目前,还没有一种化石燃料替代品能够为全球所有行业大规模生产。人类一直在不断尝试寻找化石燃料的合适替代品,而生物柴油燃料可能就是我们需要和正在寻找的替代品之一。
为了生产生物柴油燃料,将植物油或脂肪与乙醇或甲醇等醇类混合。该燃料的生产采用三种工艺:油基催化酯交换、油直接酸酯交换以及将燃烧后的食用油转化为脂肪酸,然后转化为生物柴油。油田催化酯交换工艺因其经济、高效而得到广泛应用。该过程温度低、压力低。该方法的唯一弱点是碱性催化剂对原料纯度的敏感性。
一般来说,生物柴油可由植物油、黄油脂、食用油或动物脂肪生产,其过程采用酯交换反应进行,其产品包括生物柴油和甘油。在这个过程中,大约100份(按重量计)的油或脂肪与10份短链醇(通常是甲醇)在催化剂(通常是氢氧化钠或氢氧化钾)存在下反应,最终产生100份形成生物柴油和10份甘油。
生物柴油燃料生产过程中使用的催化剂基本上由氢氧化钠或氢氧化钾组成。在此步骤中,首先将醇和催化剂的混合物添加到油或脂肪的容器中。此阶段的重点是反应容器必须密闭并隔热,以防止酒精浪费。本步骤中,反应在高于醇沸点的温度下进行,使得反应完全且速度也加快。该反应所需的时间通常为1至8小时。
在此步骤中,使用过量的酒精将所有脂肪和油完全转化为酯。另外,控制油或脂肪中水和游离脂肪酸的比例。如果水或游离脂肪酸的量高,则可能形成皂,并且甘油作为副产物被分离,这被认为是现阶段的问题。
最后,反应完成后,产生的产物包括甘油和生物柴油。这两种物质含有过量的酒精,必须将其除去。
为了分离生产的两种产品(甘油和生物柴油燃料)中存在的过量酒精,使用闪蒸或蒸馏过程。在此过程中,在分离甘油和酯之前,除去其他系统中的醇并中和混合物。在这两种情况下,过量的酒精都可以通过蒸馏过程回收和再利用。此阶段的关键点是确保水从回收的醇流中完全分离。
通过使用酸,可以中和由催化剂和未使用的肥皂组合产生的甘油,并将产物作为粗甘油储存。此阶段形成的盐还可以用作回收肥料。为了获得纯度80-88%的甘油,除去过量的水和酒精,得到粗甘油。在某些应用中,例如用于化妆品和药品,所生产的甘油被蒸馏至 99% 甚至更高的纯度。
有时,生物柴油与甘油分离时,用热水洗涤,使催化剂和残留的肥皂干燥并储存。但在许多生物柴油燃料生产过程中,这个步骤并不是必需的。生产过程完成后,得到琥珀黄色液体,其粘度与柴油相同。
最终产品生产后,对各种尺寸进行分析以检查其质量。这包括检查反应是否完全、甘油的去除、催化剂的去除、酒精的去除以及产品中不含游离脂肪酸。
生产这种燃料的技术在该国很容易获得。从植物油中提取的生物柴油的生产可以刺激农业部门。随着这种燃料产量的增加,种植植物种子的需求增加,这有助于创造农业部门的就业机会。另一个重要的一点是重新利用烧焦的植物油来生产生物柴油的可能性。这些烧焦的油在食品店中大量使用,并在一天结束时被丢弃,可用于生产生物柴油,就像目前工业油的生产一样。
目前,汽车使用的机油都是在购买后通过使用一些添加剂转化为可用的机油。该操作回收油并防止它们被丢弃,从而导致环境污染。生产这种燃料的原料也已经完全具备,可以准备。此外,油籽种植以及与之相关的副业,例如包装、供应和将其转化为燃料,也创造了就业机会。
Petro Ayman Sharif 技术、工程和知识公司 (Pishco) 借助专家力量和现代知识的支持,将烧焦的油转化为生物柴油燃料,为环境的保护和健康做出了贡献。
由于其不易燃闪点为 150°C,生物柴油比柴油更安全。生物柴油的另一个优点是它能够与柴油燃料以任意比例混合,从而将流动度提高至65%。生物柴油燃料的马力准备量与柴油燃料相同。
使用生物柴油燃料代替柴油燃料可以减少悬浮颗粒、碳氢化合物和一氧化碳。这些燃料的毒性较低,可以减少对环境的破坏。此外,生物柴油成分中不含硫,减少了对环境的污染。这种燃料的另一个优点是能够更新其易于获取的生产资源。
生物柴油的物理特性与传统柴油非常相似。但生物柴油的废气排放特性优于传统柴油。
生物柴油这种绿色清洁燃料虽然具有诸多优点,但也面临着一些缺点。例如,此类燃料的含氧量高于石油燃料,并且通过减少排放来降低发动机功率。生物柴油在较低温度下比石化柴油凝胶得更快。
在柴油氧化过程中,会形成固体物质,并在储存期间长期保持这种状态。此外,这种情况在使用振荡的电机(例如备用发电机)中很常见。
作为一种溶剂,生物柴油具有很高的化学活性,使其对石油柴油安全的材料具有侵蚀性。石油燃料可靠且一致,虽然石油柴油生产单位存在地区差异,但这些差异不是很大。如果使用劣质生物柴油,可能会出现无法挽回的问题,因此生物柴油必须符合一定的标准,并且是高质量的。
作为合适的燃料,甚至比柴油更高效且 100% 替代
燃料电池制氢原料
油污去除剂
柴油发电涡轮机的驱动因素
适用于家庭取暖的燃料
在创造灯光和烹饪方面
作为润滑脂和工业清洁剂的稀释剂
添加到柴油中以提高平滑度
沥青清洗剂
油腻表面的清洁剂
油墨、油漆和胶水去除剂
除蜡剂和防尘化合物
防止金属表面腐蚀
接触金属部件的润滑剂
研究结果表明,如果我们在汽车油箱中填充高达20%的生物柴油,则无需更换点火系统或更换汽车零部件,并且这种燃料可以在当今的发动机中毫无问题地使用。很自然,在汽车中填充20%的这种材料会减少二氧化碳、碳氢化合物和一氧化碳等污染物,但如果是硫的话,这个量甚至更高,因为来自这种燃料的硫几乎是无法估量,只有15是一个百分比为了减少柴油中的硫含量,可以将生物柴油与柴油混合。
使用生物柴油和柴油的混合物也将有效,因为可以减少柴油车产生的浓烟和黑烟。即使是这种混合物燃烧产生的气味,类似于炸土豆和玉米的气味,也显着减少了柴油的难闻气味。
世界上大部分能源需求都是通过石化来源来满足的,即煤炭和天然气(水力发电和核能除外)。所有这些资源都是有限的,按照目前的消耗速度,它们很快就会耗尽。柴油在发展中国家的工业经济中发挥着至关重要的作用,应用于交通、农业、工业等部门。这个问题最近引起了人们对石油燃料替代来源的关注和兴趣。替代燃料应该易于获取、环境友好且在技术和经济上具有竞争力。
常见的问题之一是“哪种植物油是生产生物柴油的最佳选择?”但这个问题并没有明确的答案。因为根据植物类型的不同,有很多差异,尤其是不同油的价格相差很大。植物油含有不同浓度的化学物质(通常是脂肪酸),这些化学物质对其在生物柴油转化过程中的性能有很大影响。此外,与油反应的醇的分子结构也会影响燃料的最终特性。
一般来说,对生物柴油性能影响最大的化学特性包括分子的长度、链中支链的数量以及分子的饱和度。
这些燃料的使用有多种原因。例如,通过使用这些燃料,生物柴油燃料过程可以更彻底地完成,从而减少碳氢化合物、一氧化碳和悬浮颗粒。与柴油相比,生物柴油的高燃点降低了挥发性,从而降低了运输风险。
Petro Imen Sharif 工程公司成立于 2010 年,由一批毕业于伊朗顶尖大学的工程师和专家创立。他们坚信“欲望创造”的理念,并专注于推动环境保护领域的科学进步
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