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基本信息

項目名稱：
利用制革廢棄油脂制備生物柴油
小類：
能源化工
簡介：
本作品立足于低碳環(huán)保，以廉價易得的制革廢棄油脂為原料，制備出具有高附加值的生物柴油。另外，為降低常規(guī)乙醇－柴油混合燃料中傳統(tǒng)助劑的用量，將所制備生物柴油作為新型助劑添加于其中，所得乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料性能優(yōu)異、經(jīng)濟(jì)可行。本技術(shù)的實施不僅緩解了制革工業(yè)對環(huán)境的污染，變廢為寶，而且制備的生物柴油具有在價格上比同類產(chǎn)品低的競爭優(yōu)勢。
詳細(xì)介紹：
生物柴油是一種“安全、清潔、高效”的新型替代能源。生物柴油產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到迅速發(fā)展，己成為替代燃料中增長最快的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的生物柴油都是以動植物油脂和餐飲業(yè)地溝油為原料生產(chǎn)的。近年來，生物柴油原料價格持續(xù)攀升，以及來源的不穩(wěn)定，已成為生物柴油發(fā)展的瓶頸。 皮革工業(yè)作為傳統(tǒng)的輕工行業(yè)，其嚴(yán)重的污染現(xiàn)象已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注。我國每年產(chǎn)出的皮革廢棄油脂150萬噸左右，絕大部分都隨生產(chǎn)污水直接排放，大大提高了污水的BOD值。如何有效地利用廢棄油脂，緩解制革工業(yè)對環(huán)境的污染，是我們亟待解決的問題。 本作品利用皮革工業(yè)產(chǎn)生的廢棄油脂為原料制備出性能優(yōu)良、價格低廉的生物柴油。這不僅使廢棄資源得到了有效利用，降低皮革工業(yè)的污染，而且制備的生物柴油具有在價格上比同類產(chǎn)品低的競爭優(yōu)勢。不僅如此，本作品還將皮革廢棄油脂為原料制備出的生物柴油作為一種助溶劑和十六烷值提高劑應(yīng)用添加于乙醇－柴油混合燃料中，降低表面活性劑、醇助劑和十六烷值提高劑的用量，使制備出的乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料性能更優(yōu)異，經(jīng)濟(jì)上更具可行性。 本作品制備的生物柴油和乙醇－生物柴油－柴油替代燃料，經(jīng)檢測，理化性能測試、磨損性能檢驗、臺架試驗和道路試驗，生物柴油的十六烷值達(dá)到49，含硫量為0.0005%，酸值為0.11mgKOH/g，乙醇－生物柴油－柴油替代燃料穩(wěn)定性好，煙度低，所檢指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

作品圖片

  • 利用制革廢棄油脂制備生物柴油

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計基本思路： 以制革工業(yè)廢棄油脂為原料制備綠色能源生物柴油，并在此基礎(chǔ)上制備出環(huán)保型乳化劑，進(jìn)而將生物柴油和乳化劑添加到乙醇－柴油混合燃料中，制備出乙醇－生物柴油－柴油三者混合的新型替代型燃料。 發(fā)明目的： 本研究旨在開發(fā)利用制革廢棄油脂為原料制備成本低廉、性能達(dá)標(biāo)的生物柴油和替代型燃料。該技術(shù)的實施能夠有效地緩解能源供應(yīng)緊張的局面，降低污染物的排放，變廢為寶、利國利民。 創(chuàng)新點: 該研究突破傳統(tǒng)以動植物油或地溝油為原料制備生物柴油的思路，以皮革工業(yè)的污染物—廢棄油脂為原料制備生物柴油，并在此基礎(chǔ)上制備出了新型環(huán)保型混合燃料。不僅緩解了皮革工業(yè)污染，也為新型可再生清潔能源的開發(fā)提供了思路。 技術(shù)關(guān)鍵: （1）把從制革工業(yè)所收集的不同種類和不同來源的油脂廢棄物，進(jìn)行提煉和干燥，使其理化指標(biāo)能滿足制備生物柴油原料的基本要求，因此，原料提純是技術(shù)關(guān)鍵之一； （2）催化劑的種類、用量及催化條件對酯化反應(yīng)的進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用，因此，催化劑選擇是技術(shù)關(guān)鍵之一； （3）以生物柴油為基礎(chǔ)，合成出價格低廉、性能良好的環(huán)保型乳化劑，該合成技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一； （4）制備乙醇－生物柴油－柴油混合替代型燃料的研究中，保證混合燃料的穩(wěn)定性，是需要解決的關(guān)鍵問題之一。 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）申請國家發(fā)明專利一項； （2）經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定，制備的皮革油脂生物柴油為合格品，各項理化指標(biāo)均符合中華人民共和國柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油（BD100）國家標(biāo)準(zhǔn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性及先進(jìn)性： （1）油脂轉(zhuǎn)化率高：油脂轉(zhuǎn)化生物柴油率達(dá)91%； （2）產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)：經(jīng)陜西省石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗二站及西安汽車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站鑒定：①所制備出的生物柴油性能達(dá)標(biāo)，潤滑性優(yōu)于0#柴油的潤滑性，可以替代部分0#柴油應(yīng)用于車輛中，所得混合燃料燃燒效率提高、污染物排放降低，比同類產(chǎn)品價格低；②制備的乙醇－生物柴油－柴油混合燃料，室溫下能穩(wěn)定存放6個月以上；煙度較0#柴油降低56.7%；腐蝕性符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 （3）符合節(jié)能減排：國家大力實施節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略，該研究不僅可以使皮革廢棄資源得到有效利用，而且降低皮革工業(yè)的污染，也為新型可再生能源的可發(fā)提供思路。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

相關(guān)鑒定： （1）申報發(fā)明專利一項； （2）陜西省石油監(jiān)督檢驗二站鑒定：采用皮革油脂制備的生物柴油為合格品，其各項理化指標(biāo)均符合2007年頒發(fā)的中華人民共和國柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油（BD100）國家標(biāo)準(zhǔn)； （3）西安汽車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站鑒定：本研究制備的生物柴油為合格品；

作品所處階段

本作品已經(jīng)成功地進(jìn)行了中試生產(chǎn)，正在和企業(yè)洽談進(jìn)行大生產(chǎn)。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實物、產(chǎn)品、圖紙、圖片、樣品

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

生產(chǎn)技術(shù)特點： （1）生產(chǎn)建廠：本作品的實施只需要靠近制革工業(yè)區(qū)即可，可以大幅度減少原料的收集和運輸成本； （2）生產(chǎn)成本：所需生產(chǎn)設(shè)備簡單，常壓反應(yīng)釜、油水分離器、干燥塔等，水電齊全即可投產(chǎn)。 推廣前景及市場預(yù)期： （1）原材料優(yōu)勢：我國每年大約產(chǎn)生45萬噸廢棄油脂，皮革廢棄油脂來源廣泛，數(shù)量巨大； （2）產(chǎn)品價格優(yōu)勢：本產(chǎn)品所需原材料、水、電、汽、人員工資等綜合成本5000元/噸，產(chǎn)品的預(yù)期售價6000元/噸，每噸可實現(xiàn)1000元的利潤，與市場上同類產(chǎn)品相比具有明顯的價格優(yōu)勢； （3）規(guī)模優(yōu)勢：我國2009年共生產(chǎn)皮革6.9億平方米，大約產(chǎn)生380萬噸油脂廢棄物。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計：油脂廢棄物出油率一般為15%，生物柴油產(chǎn)率約為90%，若能推廣到全國50%的制革企業(yè)，扣除處理廢棄油脂的成本，可以新增經(jīng)濟(jì)效益30多億元； （4）政策及社會效益：國家大力提倡發(fā)展生物柴油新能源，該產(chǎn)品不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益而且可以為環(huán)保節(jié)能。

同類課題研究水平概述

生物柴油是動植物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇在催化劑條件下經(jīng)過酯交換反應(yīng)制成的改性脂肪酸單酯。作為優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品之一，它是典型“綠色能源”。除具有普通柴油的相關(guān)性能外，生物柴油還具有環(huán)保性、低溫發(fā)動機(jī)易啟動性、安全性和可再生性等優(yōu)點。國內(nèi)外針對生物柴油的開發(fā)和利用做了較為廣泛的研究。 目前，生物柴油產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到迅速發(fā)展。歐洲一般采用菜籽油為原料制備生物柴油，通過減免生物柴油的稅收等相關(guān)政策，生物柴油產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展。德國的生物柴油發(fā)展迅速，其生產(chǎn)能力在1995-2001年期間從11萬噸增至53. 3萬噸，2002年底己經(jīng)增至約100萬噸，2004年德國生物柴油年產(chǎn)量已達(dá)109.7萬噸，目前擁有1717個生物柴油加油站，并規(guī)定在主要交通要道只準(zhǔn)銷售生物柴油。德國的生物柴油主要是利用油菜籽油制備而成，德國人稱之為“油菜籽甲酯（CRME）”。美國從20世紀(jì)90年代初開始小規(guī)模利用大豆油生產(chǎn)生物柴油，并被國家能源署列為清潔燃料，進(jìn)行推廣應(yīng)用，迄今已初具規(guī)模。美國能源部把發(fā)展生物柴油提高到戰(zhàn)略高度對待，并把其21世紀(jì)的能源戰(zhàn)略定為“安全、清潔、高效”。在美國，生物柴油己成為替代燃料中增長最快的產(chǎn)品。美國能源署則要求，到2010年，美國的生物柴油產(chǎn)量提高到1200萬噸；計劃到2020年使用生物燃油占全國燃油消費的10%，到2050年代替50%。目前美國生物柴油主要以B20(生物柴油20%，石化柴油80%)混合油形式上市，并取得令人滿意的效果。法國生物柴油的年生產(chǎn)能力為40萬噸。日本由于植物資源的缺乏，一般采用動植物廢棄油脂為原料，其研究開始于1993年。菲律賓廣泛利用生物柴油，每年實現(xiàn)二氧化碳減排2.85%-3.85%。我國對生物柴油的研究開發(fā)起步較晚。2001年民營企業(yè)海南正和生物能源有限公司在河北邯鄲建成年產(chǎn)近l萬噸的生物柴油試驗廠。該產(chǎn)品達(dá)到美國生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，成為我國生物柴油產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志。我國生物柴油的研究開發(fā)盡管起步較晚，但在很多方面已取得了階段性成果，部分科研成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 目前制備生物柴油的原料主要是大豆油、菜籽油和餐飲廢油等油料，但這些原料生產(chǎn)的生物柴油與普通柴油的競爭沒有價格優(yōu)勢。采用制革廢棄油脂為原料制備生物柴油，在國內(nèi)還未見報道。
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