脂肪酸甲酯连续制备工艺研究
贺华阳
脂肪酸甲酯(FAME)是由动、植物油脂在酸、碱、酶催化下经甲醇醇解制备的,原来几乎全部用作合成其他化
学品的中间体。近来由于各国为防止大气污染,制定了严格的汽车尾气排放标准,因此都在大力发展清洁燃料。FAME
作为一种清洁的可再生能源受到了普遍的关注,人们也称之为生物柴油。生物柴油正在欧美各国迅速发展,其中
B20是生物柴油的主要牌号,它是由20%的FAME和80%的石化柴油组成的车用燃料。这种生物柴油的最大优点是硫、
芳烃含量低,在使用生物柴油的汽车尾气中,SO2和NOX等有害气体大幅减少,大大降低了对大气的污染。而发展
生物柴油实际上就是要大量地、低成本地生产制备脂肪酸甲酯。
我国是一个农业大国,又是一个能源短缺的国家,因此,利用农副产品大力发展生物柴油是解决我国能源和环
境问题的有效途径之一。我国脂肪酸甲酯的生产目前均是采用一步或两步间歇的酯交换过程。间歇生产工艺往往存
在设备庞大,生产成本高等问题,而开发连续生产工艺可使FAME的生产规模增大,成本降低,有利于生物柴油的
推广应用。
近些年,国外已在开展FAME连续制备工艺的研究,国内还未见这方面的报导。清华大学化工系设计和建立了
连续制备FAME的工艺装置,采用大豆油和甲醇在碱催化条件下,研究了连续制备FAME的工艺条件。研究结果表明,
反应温度、催化剂用量、醇油比和反应物的流速均对FAME的产率产生显著的影响。通过实验研究,确定了连续工
艺的操作参数,为工业化放大设计提供了基础数据。
实验结果表明,当反应温度55~65℃、反应压力为常压、停留时间≥40min、醇油摩尔比为6:1、催化剂用量
为油质量的0.5%时,脂肪酸甲酯的产率在95%以上。随着反应温度的升高、催化剂浓度的增大、反应物流速的减小、
酯交换反应时间的延长,甲酯产率都有所提高。而反应压力、预混合搅拌速度对甲酯产率的影响并不明显。
