蓖麻油进去,生物柴油出来:油脂提炼燃油,或成未来最好的环保燃料

发电技术团 2022-03-10

生物柴油甲醇蓖麻油

2213 字丨阅读本文需 6 分钟

3月9日讯,根据《国际石油、天然气与煤炭技术杂志》上的一项新研究,野生蓖麻油植物的种子可以转化为生物柴油。

墨西哥研究团队表明,在氢氧化钠作为催化剂的情况下,使用甲醇对种子中的油进行必要的酯化反应,可以产生符合美国测试与材料协会和欧洲标准化组织规定的燃料产品。油与甲醇的最有效比例为1:9。

该团队表示,在寻找化石燃料的可持续替代品中,利用生物产品的酯化反应生产生物柴油的技术已经存在多年。过程涉及将植物油中的酯转化为另一种燃料型酯和作为副产品的甘油。酯和甘油的密度不同,意味着它们可以很容易地通过重力分离并去除甘油。然后,可以通过蒸馏从生物柴油中去除酒精试剂,并回收用于下一批产品。

生物柴油生产中使用的不同原料因地而异,或因天气或可用性而异,最常见的是每个地区最丰富的油脂。最常见的原材料是天然来源的油肪,因为它们富含包括甘油酯(酰基甘油)在内的脂类混合物,由脂肪酸和甘油之间的酯形成。

通常葵花籽油和大豆油是最知名的生物柴油来源。然而,来自其他种子的油,甚至鱼油,也被越来越多地使用。为了获得更大的环境效益,最好使用可以在劣质土壤上生长的不可食用的种子,这样生物柴油生产就不会与粮食作物的种植相竞争。

蓖麻油植物已经种植多年,为我们提供用于灯具和润滑剂的油。这些油甚至被用作生产聚合物、表面活性剂和其他物质的化学原料。因此,人们对蓖麻油的种植和转化已经有了很多了解。

一、油价暴涨时期,除了“三桶油”我们还有,伟大的“中地沟油”!

可想而知“油比水贵N倍”的今天,车友们的燃油经济压力有多吓人!视线回到中国,大家都知道,咱中国有“三桶油”,分别是中石油、中石化、中海油。但您一定不知道,咱还有一个“中地沟油”!

它的任务就是:将地沟油变成汽车能喝的柴油!而且每公升便宜3毛钱!生物柴油听说过么?——很多车友觉得生物柴油听起来高大上,但其实真正的制造过程却非常简单!您甚至都可以DIY生产它!今天的硬核科普节目,就带大家零距离接近生物柴油,揭开它的真面目!看看“中地沟油”到底是怎么回事!

在上海生物柴油工厂里,有公开的原理展示区,为公众展示地沟油到柴油的全程变化原理。而在美国民间,也有很多车主为了对抗日益上升的油价而尝试自己在家DIY生产生物柴油。生物柴油的制作,基本原理就是“酯交换反应”,简单来说就是“生物油+醇类=脂肪酸酯”的过程。

二、生物柴油难造吗?非也,所有物品都能在化学品商店买到。

01

废弃食用油

首先,用来自制生物柴油的最重要原料就是——废弃的动植物油。比如长时间炸鸡腿、炸油条、煎鱼煎肉后剩下的发黑的没法再吃的植物油(通常食品店会用棕榈油);比如你家里菜吃完后剩下的“碗底油”(各种植物油,或者猪油、牛油);也可以是……地沟油!

02

氢氧化钠

氢氧化钠是学名,大家也许不太熟悉,但说出它的俗称“烧碱”。那一定是老百姓最熟悉、最常见、最常用到的化学品之一了。这货最常出现在卫生间,被我们用来疏通下水道和抽水马桶……呃,口味有点重……我们需要的是“烧碱粉”。

03

甲醇

甲醇依然是学名,俗称“工业酒精”。就是只要喝下去一点点就会引发中毒,导致双眼失明;喝多一点会丧命的“假酒精”。

三、“地沟燃油”早已不是高科技,有动手能力在家都能产油!

01

制备“酯交换反应液”

首先把烧碱粉和甲醇混合,方法很简单:就是将烧碱粉倒入甲醇,浓度比例大约是220毫升甲醇+5克氢氧化钠。然后摇晃容器15分钟,保证烧碱粉在甲醇里充分彻底溶解。当然也可以将溶液烘烤一下,热的溶液混合效果更好。

02

废弃食用油预处理

废弃食用油经过一晚上的沉淀之后,固体物都沉到了下面,我们只取“上层清油”备用。“上层清油”取出后,需要经过简单的过滤。要求不高,纱布+漏斗即可。经沉淀、过滤的废弃食用油就可以拿来制作生物柴油咯!

将预处理过的废弃食用油加热到150度,这样油里的水分就会全部被赶出去。然后自然降温到大约60度的样子,就算是处理好了。

03

酯化反应

将处理好的废弃食用油和刚才准备好的“烧碱粉-甲醇溶液”混合,混合浓度按照:1公升废弃食用油+225毫升“烧碱粉-甲醇溶液”。控制温度在55~60度的样子,刚好是最适合“酯交换反应”的温度。将这个混合在一起的油用力连续摇晃10分钟后,第一阶段就完事儿了。

将充分摇晃后的油液放桌上或者地上静止,然后你就可以去睡觉了。第二天一早就可以来欣赏成果啦!你会发现瓶子里的油液已经“分层”,上层看起来比较清亮(这就是生物柴油的“粗油”),而下层是黑黢黢的很浓稠的东西(甘油)。

04

去除皂质

我们小心的将上层清亮的“粗油”分离出来,在生物柴油的“粗油”当中,其实还含有大量的“皂质”(也就是肥皂的成分),所以需要做进一步的“纯化”。“纯化”方法很简单:将大约60度的热水倒入“粗油”,倒入的比例大约是“1:1”的重量比。

然后再次充分摇晃,让水和“粗油”彻底混合。之后就是再次静止了。因为“皂质”是“亲水”的,因此“粗油”中的“皂质”会瞬间跑到水里面。最后因为水比油重,而沉在瓶子底部。——这时候瓶子上层的清亮液体,就是真正的生物柴油咯!

经过最终沉淀、精密过滤、加热去水之后,就可以按照一定的比例混入到传统柴油里啦!(通常比较稳妥的混合比例在7%以内,国内目前是5%浓度,不会对动力等有影响)。那么生物柴油的制作到这里就宣告完成了!

如今这套公序早已被量产化、工业化。比如上海这里已经依靠“中地沟油”消化掉了几万吨的地沟油。他们被提炼成生物柴油,然后供应给全上海的公交车、公务车队使用。而且每公升优惠3毛钱,得到了上海用户的广泛好评!

四、生物柴油的发展前景大吗?

随着全球范围内车辆柴油化趋势的加快,这种具备环保可再生性的地沟油制生物柴油需求量会越来越大,尤其是随着全球各国的政策支持,更是在2016年创下产量历史新高,达到了32080万吨。

随着环保意识的不断增强,我国将大力推进节能减排催生,因此生物柴油行业市场有望迎来黄金发展期。

生物柴油行业在中国来说是一个新兴的行业,新兴行业的市场特征就是具备潜力与商机吸引众多企业进入该领域。综上所述,可以预计未来我国生物柴油行业将成为一个新的经济增长点,未来前景广阔值得期待。

来源:科幻网,途虎养车,油圈网

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