化學法催化病死豬油制取生物柴油及其生命周期分析.pdf

1、生物柴油是一種綠色清潔能源。在當前世界石油危機的情況下，大力發(fā)展可替代石化柴油的生物柴油是一項尤為重要的工作。目前，制約生物柴油發(fā)展的一個因素為原料油成本過高，由于植物油脂容易出現(xiàn)與人爭糧的局面，而利用廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油成為解決原料油瓶頸、實現(xiàn)生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)的一大舉措。通常，廢棄動物油脂來源于肉類加工廠剩余物，能夠用來制取得到合格的生物柴油，但是還有一類廢棄動物油脂，即病死牲畜的油脂也可以作為原料進行生物柴油的生產(chǎn)。對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)

2、來說，每年都會有大量數(shù)量的畜禽死亡，每年會產(chǎn)生數(shù)百萬噸左右的病死牲畜。這些病死牲畜的油脂如果能加以利用生產(chǎn)生物柴油無疑會開拓生物柴油的原料量，同時有利于廢棄物的資源化利用。
　　我國居民主要以豬肉為食用肉類，2014年全年肉總產(chǎn)量達8540萬噸，比上年增長2.0％。其中豬肉產(chǎn)量為5671萬噸，經(jīng)折算，豬肉的產(chǎn)量占我國肉類總產(chǎn)量的66.4%。但據(jù)調查顯示，我國畜禽傳染病有200多種，每年因各類疾病引起的豬的死亡率在8%~12%。如果

3、能利用病死豬肉所熬出的原料油來制備生物柴油，相較于傳統(tǒng)的病死豬處理方法，能夠使資源合理利用，不但能使廢棄的病死豬肉變廢為寶，且能大幅度降低制備生物柴油的生產(chǎn)成本。
　　本文利用病死豬熬制出的豬油為原料，采用化學催化法，首先進行了豬油預處理，去除雜質、水分等，然后利用KOH作為催化劑催化病死豬油制取生物柴油，考查了反應溫度、催化劑用量、醇油摩爾比、反應時間等因素對病死豬油制取生物柴油的影響，最后利用響應面法進行了工藝條件的優(yōu)化。在試

4、驗結果和參考文獻的基礎上，對利用病死豬油化學催化法制取生物柴油過程生命周期內的能量、排放進行了分析和評價，結果發(fā)現(xiàn)：
　　1.參與酯化反應前的原料油先需經(jīng)過預處理試驗得到，具體操作如下：使原料油在80℃水浴1h后靜置過濾除雜；過濾后的液體加入磷酸和定量熱水并持續(xù)攪拌20min左右，將反應液離心分離，棄其膠質沉淀。脫膠、脫色、脫水的條件下對原料油進行了處理，預處理的得率可達到80%；然后根據(jù)單因素試驗結果進行響應面試驗，試驗結果發(fā)現(xiàn)

5、，在反應溫度80℃，醇油摩爾比6.6：1，催化劑用量1.0%（占油脂質量的百分數(shù)），反應時間100min時，酯化率最高，達到32.5%。
　　2.對生命周期化學法催化病死豬油制取生物柴油能量分析，以1kg生物柴油為功能單位,結果發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)每kg生物柴油消耗的能量為38.6MJ，產(chǎn)出的能量為39.5MJ，能量產(chǎn)出與投入比為1.02。其中，耗能最多的是甲醇及催化劑生產(chǎn)過程階段，占總能耗的72.4%；其次是原料的預處理過程，占總能耗的1

6、4.1%。
　　3.化學法催化病死豬油制取生物柴油生命周期內主要為氣體污染物和固態(tài)廢棄物排放，其中氣體污染物為最主要的排放方式。氣體污染物中CO2的排放質量最大，每制取1kg生物柴油，排放CO2的質量為6770.6g，其中甲醇及催化劑生產(chǎn)過程階段排放量最大，占總CO2排放量的43.3%；固態(tài)廢棄物排放質量為42.9kg，主要為產(chǎn)生后所剩余的料渣，來自原料預處理過程，占固態(tài)廢棄物總排放比例的96.2%。
　　4.對化學法催化病