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碳水化合物与油类植物中脂类共加工可生产混合生物柴油

日期:2010-02-17    来源:国际能源网  作者:钱伯章 编译

国际新能源网

2010
02/17
03:50
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关键词: 碳水化合物 油类植物 生物柴油

    美国加利福尼亚Davis大学的Mark Mascal和Edward Nikitin等人于2010年2月17日提出一种方法,可使用碳水化合物油类植物(大豆、向日葵、麻疯树、亚麻荠、红花和油菜)中的油脂类进行共加工,可生产出混合油脂/纤维素生物柴油,其产品产率大于常规的反酯化法。有关该方法的成果已刊登在美国化学学会杂志《能源与燃料(Energy & Fuels)》上。

    Mark Mascal和Edward Nikitin等人前已提出二相酸/溶剂工艺,将生物质原料中的碳水化合物转化成生物燃料前身物CMF。在新的工作中,他们应用油籽原料的加工方法,可大大增加从这类生物质生产燃料。

    现在,主要利用植物基油类反酯化来生产生物柴油。油籽也含有不少的碳水化合物分布,它们为淀粉、纤维素(“纤维”)、半纤维素和游离糖类型式。

    研究人员此前业已指出,任何形式的己糖(单、双或多糖)都可被转化成5-(氯甲基)糠醛(CMF)和乙酰丙酸,总产率高达95%。该反应的主要产物为CMF。CMF占被分离的有机材料的70%~90%,这取决于反应器的负载,而化合物2(乙酰丙酸)占产品混合物小于10%。

    研究人员将大豆、向日葵、麻疯树、亚麻荠、红花和油菜原料加入二相反应器中,反应器中含有水合盐酸和1,2-二氯乙烷,将混合物在80 °C下加热3小时。在80 °C下进行的实验表明,甘油三酸酯结构完好无损。如将温度提高到100 °C则有少量副产物产生。在较高温度下不具有碳水化合物转化成CMF的优点。

    研究了从每一种原料产生的碳水化合物转化成CMF的数量,见下表:

 

脂类

CMF

总的有机抽出物

CMF总的有机抽出物%

大豆

257.0

67.9

324.9

20.9%

向日葵

358.7

110.2

470.7

23.5%

麻疯树

392.1

78.6

470.7

16.7%

亚麻荠

374.5

102.5

477.0

21.5%

红花

371.3

113.0

484.3

23.3%

油菜

448.3

120.0

568.3

21.2%


    籽油和CMF的混合物可通过乙醇分解得到乙基乙酰丙酸酯和生物柴油乙酯。如在水中加热籽油-CMF混合物可使CMF水解成为乙酰丙酸,而留下油。乙酰丙酸酯类为短链的含氧化合物,它们可与生物柴油燃料混合,可改善其冷流动性。这一方法表明,通过组合脂类和纤维素基生物质转化技术,具有可变革生物柴油生产的潜力,因而可大大提高从油类植物生产燃料总的产率。


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