近日,东南大学化学化工学院副院长肖国民教授透露,该校团队采用创新的“负载型固体碱催化剂”技术,在生物柴油制备领域取得重大突破,生物柴油转化率高达95%。预计南京汽车将在年内实现使用拥有自主知识产权的“南京牌”生物柴油。
生物柴油分子结构与柴油相近,具备绿色能源优势
科学研究表明,柴油分子一般由约15个碳链组成,而植物油分子通常含有14至18个碳链,两者碳链长度相近。生物柴油是利用转基因大豆、油菜籽等可再生植物油,通过酯交换反应加工制成的新型液体燃料。我国“十五”规划已将发展生物液体燃料列为国家重点产业方向,并纳入科技攻关计划。
记者在实验室观察到,采用负载型固体碱催化剂催化油脂酯交换反应制备的生物柴油呈金黄色,澄澈透明,无杂质,外观与食用花生油极为相似,完全不同于传统石油柴油。
专家指出,尽管目前小轿车多使用汽油,但汽车柴油化趋势明显。生物柴油可直接替代传统柴油,无需对柴油机进行改装,也无需额外的加油或储存设施。作为典型的绿色能源,生物柴油有助于推动能源结构转型,减轻环境压力,控制城市大气污染,具有重要战略意义。
自主研发高效催化剂与固定床反应器实现高转化率
东南大学团队采用世界首创的负载型固体碱催化剂,在固定床反应器中进行催化反应,生物柴油转化率达到95%,为目前同类技术中的最高水平,且拥有完全自主知识产权。检测结果显示,该生物柴油性能完全符合石油柴油标准,达到国际先进水平。
固定床反应器形似小型热水器,内部催化剂孔径为纳米级,植物油在催化剂中反应后进入分离装置,未反应完全的油脂可循环回流至固定床,确保反应充分。相比液体酸催化剂和生物酶法,该工艺集成了固体床催化、分离及循环技术,有效避免生产过程中的环境污染,同时降低生产成本。
技术具备规模化生产潜力,推动南京生物柴油产业化
经过一年多的研发,该工艺已实现实验室阶段成功,具备连续化、规模化生产及自动化控制的潜力。通过优化固定床反应器的传质与传热性能,能有效利用分离过程中的能量,进一步降低生产成本和节约能源消耗。
肖国民教授预计,建设一套年产1000吨的生物柴油中试设备需投入约500万元人民币。若有企业合作推进中试生产,南京汽车有望在年内实现使用本地生产的生物柴油,推动汽车行业绿色转型。