Similar presentations:
Хемо- и биокаталитические подходы к производству биодизеля. Преимущества и недостатки
1.
Хемо- и биокаталитическиеподходы к производству
биодизеля.
Преимущества и недостатки
Выполнил:
ст. гр. МТБ02-23-01
К. Р. Кудашева
Проверил:
проф., д. х. н.
В. В. Зорин
2.
БИОДИЗЕЛЬЭтот вид горючего представляет собой
метиловый эфир, получаемый из
растительных масел и животных жиров
путем химических реакций. Он
экологически чист, биоразлагаем,
нетоксичен. Данное топливо —
единственный аналог, который может
быть использован на всех видах
транспортных средств с дизельным
двигателем.
1
3.
Сырьевая базаСтрана
Сельскохозяйственная
культура
ЕС, Россия, Украина
рапс
США
соя
Канада
канула (разновидность рапса)
Индонезия, Филиппины
пальмовое масло
Филиппины
кокосовое масло
Индия
ятрофа, (Jatropha)
Африка
соя, ятрофа
Бразилия
касторовое масло
2
4.
Технология получения биодизеля3
5.
Реакция переэтерефикацииДля активации процесса переэтерификации
используются химические или биологические
катализаторы
4
6.
57.
Основный гомогенныйкатализ
NaOH и KOH и метоксид натрия являются наиболее
распространенными катализаторами. Метилат натрия
(метоксид натрия) более эффективен в качестве
катализатора, чем NaOH и KOH, но он дороже.
Метоксид натрия продается в виде 30 % раствора в
метаноле для облегчения обращения. Основные
катализаторы очень чувствительны к присутствию воды
и свободных жирных кислот. Требуемое количество
метоксида натрия составляет от 0,3 до 0,5 % от веса
масла. При использовании NaOH или KOH требуется
большее количество катализатора (от 0,5 до 1,5 % от
веса масла). NaOH и KOH также приводят к
образованию воды, что замедляет скорость реакции и
вызывает образование мыла.
6
8.
Кислотный гомогенныйкатализ
Жиры и масла с высоким содержанием свободных
жирных кислот могут быть преобразованы в
биодизельное топливо с использованием кислотного
катализа. Используется сильная кислота. Отсутствует
мылообразование, поскольку в реакционной среде
отсутствуют
щелочные
металлы.
Кислотные
катализаторы
можно
использовать
для
переэтерификации триглицеридов, но реакция может
занять несколько дней – слишком медленно.
Кислотный катализ требует высокого отношения
спирта к СЖК (мольное соотношение 20:1 или 40:1) и
большого количества катализатора (5-25 %). Серная
кислота и фосфорная кислота являются наиболее
распространенными кислотными катализаторами.
7
9.
Гетерогенный катализИспользуются реакторы с неподвижным слоем, а катализатор
остается в реакторе и используется в течение продолжительного
времени. Сульфонные смолы, такие как Nafion® NR50,
сульфатированный оксид циркония (SZ) и вольфрамовый оксид
циркония (WZ), обладают достаточной силой кислотного центра,
чтобы
катализировать
реакции
переэтерификации
с
образованием биодизельного топлива так же эффективно, как
и серная кислота. Оксиды щелочноземельных металлов,
различные соединения щелочных металлов, нанесенные на
оксид алюминия или цеолит, могут катализировать реакции
переэтерификации.
Системы
гетерогенного
катализа
рассчитаны на непрерывную работу и производят глицерин
высокой чистоты (более 98%). Продукт, сложные эфиры жирных
кислот, не требует промывки водой, и его выход обычно высок.
Также сообщалось, что потребность в катализаторе на тонну
биодизеля для гетерогенного катализа намного ниже, чем для
других процессов. Однако эти системы работают при высокой
температуре и давлении.
8
10.
Ферментативная конверсияСуществует интерес к использованию липаз для
ферментативного
катализа
масел
для
производства биодизельного топлива. Ферменты
можно
использовать
в
растворе
или
иммобилизовать на носителе, что позволяет
использовать реакторы с неподвижным слоем.
Реакцию можно проводить при температуре от
35 до 45 градусов Цельсия. Однако реакция очень
медленная, требующая от четырех до 40 часов.
Из-за высокой стоимости ферментов этот
процесс в настоящее время экономически
нецелесообразен
для
производства
биодизельного топлива.
9