基本信息
- 项目名称：
- 利用制革废弃油脂制备生物柴油
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品立足于低碳环保，以廉价易得的制革废弃油脂为原料，制备出具有高附加值的生物柴油。另外，为降低常规乙醇－柴油混合燃料中传统助剂的用量，将所制备生物柴油作为新型助剂添加于其中，所得乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料性能优异、经济可行。本技术的实施不仅缓解了制革工业对环境的污染，变废为宝，而且制备的生物柴油具有在价格上比同类产品低的竞争优势。
- 详细介绍：
- 生物柴油是一种“安全、清洁、高效”的新型替代能源。生物柴油产业在全球范围内已经得到迅速发展，己成为替代燃料中增长最快的产品。传统的生物柴油都是以动植物油脂和餐饮业地沟油为原料生产的。近年来，生物柴油原料价格持续攀升，以及来源的不稳定，已成为生物柴油发展的瓶颈。 皮革工业作为传统的轻工行业，其严重的污染现象已经受到广泛的关注。我国每年产出的皮革废弃油脂150万吨左右，绝大部分都随生产污水直接排放，大大提高了污水的BOD值。如何有效地利用废弃油脂，缓解制革工业对环境的污染，是我们亟待解决的问题。 本作品利用皮革工业产生的废弃油脂为原料制备出性能优良、价格低廉的生物柴油。这不仅使废弃资源得到了有效利用，降低皮革工业的污染，而且制备的生物柴油具有在价格上比同类产品低的竞争优势。不仅如此，本作品还将皮革废弃油脂为原料制备出的生物柴油作为一种助溶剂和十六烷值提高剂应用添加于乙醇－柴油混合燃料中，降低表面活性剂、醇助剂和十六烷值提高剂的用量，使制备出的乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料性能更优异，经济上更具可行性。 本作品制备的生物柴油和乙醇－生物柴油－柴油替代燃料，经检测，理化性能测试、磨损性能检验、台架试验和道路试验，生物柴油的十六烷值达到49，含硫量为0.0005%，酸值为0.11mgKOH/g，乙醇－生物柴油－柴油替代燃料稳定性好，烟度低，所检指标达到国家标准，具有良好的动力性、经济性和环保性。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计基本思路： 以制革工业废弃油脂为原料制备绿色能源生物柴油，并在此基础上制备出环保型乳化剂，进而将生物柴油和乳化剂添加到乙醇－柴油混合燃料中，制备出乙醇－生物柴油－柴油三者混合的新型替代型燃料。 发明目的： 本研究旨在开发利用制革废弃油脂为原料制备成本低廉、性能达标的生物柴油和替代型燃料。该技术的实施能够有效地缓解能源供应紧张的局面，降低污染物的排放，变废为宝、利国利民。 创新点: 该研究突破传统以动植物油或地沟油为原料制备生物柴油的思路，以皮革工业的污染物—废弃油脂为原料制备生物柴油，并在此基础上制备出了新型环保型混合燃料。不仅缓解了皮革工业污染，也为新型可再生清洁能源的开发提供了思路。 技术关键: （1）把从制革工业所收集的不同种类和不同来源的油脂废弃物，进行提炼和干燥，使其理化指标能满足制备生物柴油原料的基本要求，因此，原料提纯是技术关键之一； （2）催化剂的种类、用量及催化条件对酯化反应的进行起着至关重要的作用，因此，催化剂选择是技术关键之一； （3）以生物柴油为基础，合成出价格低廉、性能良好的环保型乳化剂，该合成技术是关键技术之一； （4）制备乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料的研究中，保证混合燃料的稳定性，是需要解决的关键问题之一。 主要技术指标： （1）申请国家发明专利一项； （2）经权威机构鉴定，制备的皮革油脂生物柴油为合格品，各项理化指标均符合中华人民共和国柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）国家标准。
科学性、先进性
- 科学性及先进性： （1）油脂转化率高：油脂转化生物柴油率达91%； （2）产品性能达标：经陕西省石油产品质量监督检验二站及西安汽车产品质量监督检验站鉴定：①所制备出的生物柴油性能达标，润滑性优于0#柴油的润滑性，可以替代部分0#柴油应用于车辆中，所得混合燃料燃烧效率提高、污染物排放降低，比同类产品价格低；②制备的乙醇－生物柴油－柴油混合燃料，室温下能稳定存放6个月以上；烟度较0#柴油降低56.7%；腐蚀性符合国家标准。 （3）符合节能减排：国家大力实施节能环保战略，该研究不仅可以使皮革废弃资源得到有效利用，而且降低皮革工业的污染，也为新型可再生能源的可发提供思路。
获奖情况及鉴定结果
- 相关鉴定： （1）申报发明专利一项； （2）陕西省石油监督检验二站鉴定：采用皮革油脂制备的生物柴油为合格品，其各项理化指标均符合2007年颁发的中华人民共和国柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）国家标准； （3）西安汽车产品质量监督检验站鉴定：本研究制备的生物柴油为合格品；
作品所处阶段
- 本作品已经成功地进行了中试生产，正在和企业洽谈进行大生产。
技术转让方式
- 技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、图纸、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 生产技术特点： （1）生产建厂：本作品的实施只需要靠近制革工业区即可，可以大幅度减少原料的收集和运输成本； （2）生产成本：所需生产设备简单，常压反应釜、油水分离器、干燥塔等，水电齐全即可投产。 推广前景及市场预期： （1）原材料优势：我国每年大约产生45万吨废弃油脂，皮革废弃油脂来源广泛，数量巨大； （2）产品价格优势：本产品所需原材料、水、电、汽、人员工资等综合成本5000元/吨，产品的预期售价6000元/吨，每吨可实现1000元的利润，与市场上同类产品相比具有明显的价格优势； （3）规模优势：我国2009年共生产皮革6.9亿平方米，大约产生380万吨油脂废弃物。根据生产统计：油脂废弃物出油率一般为15%，生物柴油产率约为90%，若能推广到全国50%的制革企业，扣除处理废弃油脂的成本，可以新增经济效益30多亿元； （4）政策及社会效益：国家大力提倡发展生物柴油新能源，该产品不仅可以产生巨大的经济效益而且可以为环保节能。
同类课题研究水平概述
- 生物柴油是动植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂条件下经过酯交换反应制成的改性脂肪酸单酯。作为优质的石化柴油替代品之一，它是典型“绿色能源”。除具有普通柴油的相关性能外，生物柴油还具有环保性、低温发动机易启动性、安全性和可再生性等优点。国内外针对生物柴油的开发和利用做了较为广泛的研究。 目前，生物柴油产业在全球范围内已经得到迅速发展。欧洲一般采用菜籽油为原料制备生物柴油，通过减免生物柴油的税收等相关政策，生物柴油产业得到了迅速的发展。德国的生物柴油发展迅速，其生产能力在1995-2001年期间从11万吨增至53. 3万吨，2002年底己经增至约100万吨，2004年德国生物柴油年产量已达109.7万吨，目前拥有1717个生物柴油加油站，并规定在主要交通要道只准销售生物柴油。德国的生物柴油主要是利用油菜籽油制备而成，德国人称之为“油菜籽甲酯（CRME）”。美国从20世纪90年代初开始小规模利用大豆油生产生物柴油，并被国家能源署列为清洁燃料，进行推广应用，迄今已初具规模。美国能源部把发展生物柴油提高到战略高度对待，并把其21世纪的能源战略定为“安全、清洁、高效”。在美国，生物柴油己成为替代燃料中增长最快的产品。美国能源署则要求，到2010年，美国的生物柴油产量提高到1200万吨；计划到2020年使用生物燃油占全国燃油消费的10%，到2050年代替50%。目前美国生物柴油主要以B20(生物柴油20%，石化柴油80%)混合油形式上市，并取得令人满意的效果。法国生物柴油的年生产能力为40万吨。日本由于植物资源的缺乏，一般采用动植物废弃油脂为原料，其研究开始于1993年。菲律宾广泛利用生物柴油，每年实现二氧化碳减排2.85%-3.85%。我国对生物柴油的研究开发起步较晚。2001年民营企业海南正和生物能源有限公司在河北邯郸建成年产近l万吨的生物柴油试验厂。该产品达到美国生物柴油标准，成为我国生物柴油产业化的标志。我国生物柴油的研究开发尽管起步较晚，但在很多方面已取得了阶段性成果，部分科研成果已达到国际先进水平。 目前制备生物柴油的原料主要是大豆油、菜籽油和餐饮废油等油料，但这些原料生产的生物柴油与普通柴油的竞争没有价格优势。采用制革废弃油脂为原料制备生物柴油，在国内还未见报道。
