July 2004 • NREL/SR-510-36244J. Van

July 2004 • NREL/SR-510-36244
J. Van Gerpen, B. Shanks, and R. Pruszko
Iowa State University
D. Clements
Renewable Products Development Laboratory
G. Knothe
USDA/NCAUR
Biodiesel Production
Technology
August 2002–January 2004
National Renewable Energy Laboratory
1617 Cole Boulevard, Golden, Colorado 80401-3393
303-275-3000 • www.nrel.gov
Operated for the U.S. Department of Energy
Office of Energy Efficiency and Renewable Energy
by Midwest Research Institute • Battelle
Contract No. DE-AC36-99-GO10337July 2004 • NREL/SR-510-36244
Biodiesel Production
Technology
August 2002–January 2004
J. Van Gerpen, B.Shanks, and R. Pruszko
Iowa State University
D. Clements
Renewable Products Development Laboratory
G. Knothe
USDA/NCAUR
NREL Technical Monitor: K. Shaine Tyson
Prepared under Subcontract No. ACO-2-35016-01
National Renewable Energy Laboratory
1617 Cole Boulevard, Golden, Colorado 80401-3393
303-275-3000 • www.nrel.gov
Operated for the U.S. Department of Energy
Office of Energy Efficiency and Renewable Energy
by Midwest Research Institute • Battelle
Contract No. DE-AC36-99-GO10337NOTICE
This report was prepared as an account of work sponsored by an agency of the United States
government. Neither the United States government nor any agency thereof, nor any of their employees,
makes any warranty, express or implied, or assumes any legal liability or responsibility for the accuracy,
completeness, or usefulness of any information, apparatus, product, or process disclosed, or represents
that its use would not infringe privately owned rights. Reference herein to any specific commercial
product, process, or service by trade name, trademark, manufacturer, or otherwise does not necessarily
constitute or imply its endorsement, recommendation, or favoring by the United States government or any
agency thereof. The views and opinions of authors expressed herein do not necessarily state or reflect
those of the United States government or any agency thereof.
Available electronically at http://www.osti.gov/bridge
Available for a processing fee to U.S. Department of Energy
and its contractors, in paper, from:
U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information
P.O. Box 62
Oak Ridge, TN 37831-0062
phone: [phone]
fax: [phone]
email: mailto:[e-mail]
Available for sale to the public, in paper, from:
U.S. Department of Commerce
National Technical Information Service
5285 Port Royal Road
Springfield, VA 22161
phone: [phone]
fax: [phone]
email: [e-mail]
online ordering: http://www.ntis.gov/ordering.htm
This publication received minimal editorial review at NREL
Printed on paper containing at least 50% wastepaper, including 20% postconsumer wasteBiodiesel Production Technology
Background
1. Basics of Biodiesel Production .................................................................................................................1
2. Basic Organic Chemistry ..........................................................................................................................7
3. Biodiesel Specifications and Properties..................................................................................................22
Biodiesel Production Processes
4. Types of Biodiesel Production Processes ...............................................................................................30
Laboratory - Exercise 1..................................................................................................................41
5. Basic Plant Equipment and Operation ...................................................................................................43
6. Chemical Plant Controls .........................................................................................................................48
7. Pretreatment of High Free Fatty Acid Feedstocks ..................................................................................52
8. Patent Discussion....................................................................................................................................56
9. Patent List for Biodiesel..........................................................................................................................62
10. Post Reaction Processing ......................................................................................................................66
11. Treatment and Recovery of Side Streams.............................................................................................75
Laboratory – Exercise 2.................................................................................................................78
Biodiesel Plant Logistics
12. Feedstock Preparation...........................................................................................................................79
13. Feedstock Quality Issues.......................................................................................................................90
14. Plant Safety ...........................................................................................................................................92
15. Biodiesel Transportation and Storage...................................................................................................98
16. Product Quality ...................................................................................................................................101
Laboratory – Exercise 3...............................................................................................................1051
1. Basics of Biodiesel Production
Biodiesel is an alternative fuel for diesel engines that is gaining attention in the United States
after reaching a considerable level of success in Europe. Its primary advantages are that it is one
of the most renewable fuels currently available and it is also non-toxic and biodegradable. It can
also be used directly in most diesel engines without requiring extensive engine modifications.
The purpose of this book is to describe and explain the processes and issues involved in
producing this new fuel.
The most cursory look at the literature relating to biodiesel will soon reveal the following
relationship for prediction of biodiesel from fats and oils.
100 lbs of oil + 10 lbs of methanol → 100 lbs of biodiesel + 10 lbs of glycerol
This equation is a simplified form of the following transesterfication reaction.
O O
|| ||
CH2 - O - C - R1 CH3 - O - C - R1
|
| O O CH2 - OH
| || || |
CH - O - C - R2 + 3 CH3OH → CH3 - O - C - R2 + CH - OH
| (Catalyst) |
| O O CH2 - OH
| || ||
CH2 - O - C - R3 CH3 - O - C - R3
triglyceride methanol mixture of fatty esters glycerol
Figure 1. Transesterification Reaction
where R1, R2, and R3 are long chains of carbons and hydrogen atoms, sometimes called fatty acid
chains. There are five types of chains that are common in soybean oil and animal fats (others are
present in small amounts):
Palmitic: R = - (CH2)14 – CH3 16 carbons, (including the one that
R is attached to.) (16:0)
Stearic: R = - (CH2)16 – CH3 18 carbons, 0 double bonds (18:0)
Oleic: R = - (CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3 18 carbons, 1 double bond (18:1) 2
Table 1. Composition of Various Oils and Fats.
Oil or fat 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 22:1
Soybean 6-10 2-5 20-30 50-60 5-11
Corn 1-2 8-12 2-5 19-49 34-62 trace
Peanut 8-9 2-3 50-65 20-30
Olive 9-10 2-3 73-84 10-12 trace
Cottonseed 0-2 20-25 1-2 23-35 40-50 trace
Hi linoleic Safflower 5.9 1.5 8.8 83.8
Hi Oleic Safflower 4.8 1.4 74.1 19.7
Hi Oleic Rapeseed 4.3 1.3 59.9 21.1 13.2
Hi Erucic Rapeseed 3.0 0.8 13.1 14.1 9.7 7.4 50.7
Butter 7-10 24-26 10-13 28-31 1-2.5 .2-.5
Lard 1-2 28-30 12-18 40-50 7-13 0-1
Tallow 3-6 24-32 20-25 37-43 2-3
Linseed Oil 4-7 2-4 25-40 35-40 25-60
Yellow grease
(Typical)
2.43 23.24
16:1=3.79
12.96 44.32 6.97 0.67
Data derived from Organic Chemistry, W.W. Linstromberg, D.C. Heath and Co., Lexington, MA, 1970.
Linoleic: R = - (CH2)7 CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)4CH3
18 carbons, 2 double bonds (18:2)
Linolenic: R = - (CH2)7 CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH3
18 carbons, 3 double bonds (18:3)
These chains are designated by two numbers separated by a colon. The first number designates
the number of carbon atoms in the chain and the second number designates the number of double
bonds. Note that the number of carbon atoms includes the carbon that is double bonded to the
oxygen atom at one end of the fatty acid (called the carboxylic carbon). This is the end that the
methanol attaches to when methyl esters are produced. Table 1 shows the percentages of each
fatty acid chain present in common oils and fats.
For simplicity, consider an oil such as soybean oil to consist of pure triolein. Triolein is a
triglyceride in which all three fatty acid chains are oleic acid. This is near the actual number of
carbons and hydrogens and gives a molecular weight that is near the value for soybean oil. If
triolein is reacted with methanol, the reaction will be that shown in Figure 2. Note that weights
for each of the compounds in the reaction are given. These are based on the fact that one
molecule of triolein reacts with 3 molecules of methanol to produce 3 molecules of methyl
oleate, the biodiesel product, and one mole of glycerol. Chemists typically multiply all the terms
of this equation by a large number that corresponds to the number of molecules in a quantity
equal to the molecular weight of the substance. This quantity is called a mole of the substance.
To calculate the molecular weight of triolein, we count the number of carbons in the molecule
(57) and multiply 3
O
||
CH2 - O - C - (CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3
|
| O
| ||
CH - O - C - (CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3 + 3 CH3OH →
| (KOH)
| O
| ||
CH2 - O - C - (CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3
Triolein Methanol
(885.46 g) (3 x 32.04 = 96.12 g)
O CH2 - OH
|| |
3 CH3 - O - C - (CH2)7 CH=CH(CH2)7CH3 + CH - OH
|
CH2 - OH
Methyl oleate (biodiesel) Glycerol
(3 x 296.50 = 88

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2547 กรกฎาคม• NREL/SR-510-36244J. แวน Gerpen, Shanks เกิด และ R. PruszkoมหาวิทยาลัยรัฐไอโอวาD. Clementsห้องปฏิบัติการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทดแทนกรัม Knotheจาก/NCAURผลิตไบโอดีเซลเทคโนโลยี2002 สิงหาคม – 2004 มกราคมห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ1617 โคลบูเลอวาร์ด โกลเด้น โคโลราโด 80401-3393303-275-3000 • www.nrel.govดำเนินการในภาคพลังงานสหรัฐอเมริกาสำนักงานที่มีประสิทธิภาพพลังงานและพลังงานทดแทนโดยเชลซี สถาบัน Battelle •หมายเลขสัญญา 2004 DE-AC36-99-GO10337July • NREL/SR-510-36244ผลิตไบโอดีเซลเทคโนโลยี2002 สิงหาคม – 2004 มกราคมJ. แวน Gerpen, B.Shanks และ R. PruszkoมหาวิทยาลัยรัฐไอโอวาD. Clementsห้องปฏิบัติการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทดแทนกรัม Knotheจาก/NCAURตรวจสอบทางเทคนิค NREL: คุณไท Shaineจัดทำหมายเลขสัญญา ACO-2-35016-01ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ1617 โคลบูเลอวาร์ด โกลเด้น โคโลราโด 80401-3393303-275-3000 • www.nrel.govดำเนินการในภาคพลังงานสหรัฐอเมริกาสำนักงานที่มีประสิทธิภาพพลังงานและพลังงานทดแทนโดยเชลซี สถาบัน Battelle •หมายเลขสัญญา เดอ-AC36-99-GO10337NOTICEรายงานนี้ถูกจัดทำเป็นบัญชีของผู้ให้สนับสนุน โดยตัวแทนของสหรัฐอเมริการัฐบาล ไม่มีรัฐบาลสหรัฐอเมริกา หรือหน่วยดังกล่าว หรือใด ๆ ของพนักงานทำให้การรับประกันใด ๆ โดย นัย หรือสมมติใดรับผิดตามกฎหมายหรือความรับผิดชอบสำหรับความถูกต้องสมบูรณ์ ประโยชน์ข้อมูล เครื่องมือ ผลิตภัณฑ์ หรือการเปิดเผย หรือแทนที่ใช้จะไม่ละเมิดเอกชนเป็นเจ้าของสิทธิ อ้างอิงซึ่งการพาณิชย์ใด ๆ เฉพาะผลิตภัณฑ์ กระบวน การ หรือบริการ โดยชื่อทางการค้า เครื่องหมายการค้า ผู้ผลิต หรือมิฉะนั้นไม่จำเป็นเป็น หรือเป็นสิทธิ์แบบที่สลักหลัง แนะนำ นความ โดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานดังกล่าว มุมมองและความเห็นของผู้เขียนที่แสดงนี้ไม่จำเป็นต้องระบุ หรือแสดงที่รัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใด ๆ ดังกล่าวอิเล็กทรอนิกส์ http://www.osti.gov/bridgeสำหรับค่าดำเนินการพลังงานสหรัฐอเมริกาและผู้รับ เหมาของ กระดาษ จาก:กรมพลังงานสหรัฐอเมริกาสำนักงานวิทยาศาสตร์ และเทคนิคตู้ป.ณ. 62โอ๊กริดจ์ TN 37831-0062โทรศัพท์: 865. 576. 8401โทรสาร: 865. 576. 5728อีเมล์: mailto:[e-mail]มีขายให้สาธารณชน กระดาษ จาก:โดยกระทรวงพาณิชย์สหรัฐฯบริการข้อมูลทางเทคนิคแห่งชาติถนนท่าเรือรอยัล 5285สปริงฟิลด์ VA 22161โทรศัพท์: 800. 553. 6847โทรสาร: 703. 605. 6900อีเมล์: [e-mail]สั่งซื้อออนไลน์: http://www.ntis.gov/ordering.htmประกาศนี้ได้รับน้อยที่สุดบรรณาธิการตรวจ NRELพิมพ์บนกระดาษที่ประกอบด้วยน้อยกว่า 50% ใส่เศษกระดาษ รวม 20% postconsumer wasteBiodiesel เทคโนโลยีการผลิตพื้นหลัง1. Basics of Biodiesel Production .................................................................................................................12. Basic Organic Chemistry ..........................................................................................................................73. คุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะไบโอดีเซล...22กระบวนการผลิตไบโอดีเซล4. ชนิดของกระบวนการผลิตไบโอดีเซล...30Laboratory - Exercise 1..................................................................................................................415. อุปกรณ์โรงงานพื้นฐานและการดำเนินงาน...436. Chemical Plant Controls .........................................................................................................................487. pretreatment ของกรดไขมันอิสระสูงวมวล...528. Patent Discussion....................................................................................................................................569. Patent List for Biodiesel..........................................................................................................................6210. Post Reaction Processing ......................................................................................................................6611. การรักษาและการฟื้นตัวของกระแสด้าน...75Laboratory – Exercise 2.................................................................................................................78โลจิสติกส์พืชไบโอดีเซล12. Feedstock Preparation...........................................................................................................................7913. Feedstock Quality Issues.......................................................................................................................9014. Plant Safety ...........................................................................................................................................9215. ขนส่งไบโอดีเซลและการจัดเก็บ...9816. Product Quality ...................................................................................................................................101Laboratory – Exercise 3...............................................................................................................10511. พื้นฐานของการผลิตไบโอดีเซลไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงทดแทนสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่กำลังได้รับความสนใจในสหรัฐอเมริกาคือหลังจากการเข้าถึงระดับของความสำเร็จในยุโรปจำนวนมาก เป็นประการหลักที่เป็นหนึ่งเชื้อเพลิงทดแทนมากที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบันและยังเป็นพิษ และย่อยสลายยากด้วย มันสามารถยัง สามารถใช้โดยตรงในเครื่องยนต์ดีเซลส่วนใหญ่โดยไม่ต้องปรับเครื่องยนต์อย่างละเอียดวัตถุประสงค์ของหนังสือเล่มนี้จะอธิบาย และอธิบายกระบวนการ และปัญหาที่เกี่ยวข้องในผลิตเชื้อเพลิงใหม่นี้ดูเผิน ๆ สุดที่วรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับไบโอดีเซลจะเร็ว ๆ นี้เปิดเผยต่อไปนี้ความสัมพันธ์ในการคาดเดาของไบโอดีเซลจากไขมันและน้ำมัน100 ปอนด์น้ำมัน + →เมทานอลไบโอดีเซล และกลีเซอร 10 ปอนด์ 100 ปอนด์ 10 ปอนด์สมการนี้เป็นแบบที่เรียบง่ายของปฏิกิริยาต่อไปนี้ transesterfication O O || || R1 - O - C - R1 CH3 - O - C - CH2 | | O O CH2 - OH | || || | R2 - O - C - R2 + 3 CH3OH → CH3 - O - C - CH + CH - OH | (Catalyst) | | O O CH2 - OH | || || R3 - O - C - R3 CH3 - O - C - CH2 ผสมเมทานอลกลีเซอร esters ไขมันไตรกลีเซอไรด์รูปที่ 1 ปฏิกิริยาการเพิ่มR1, R2 และ R3 โซ่ยาว carbons และไฮโดรเจนอะตอม บางครั้งเรียกว่ากรดไขมันโซ่ มีห้าประเภทของโซ่ที่ใช้กันทั่วไปในน้ำมันถั่วเหลืองและไขมันสัตว์ (คนอื่นเป็นอยู่ในเงิน):Palmitic: R = - (CH2) 14-CH3 16 carbons, (รวมทั้งที่ R แนบ) (16:0)Stearic: R = - (CH2) 16-CH3 18 carbons, 0 คู่ผูกพัน (18:0)โอเลอิค: R = - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 18 carbons พันธะคู่ 1 2 (18:1)ตารางที่ 1 องค์ประกอบของน้ำมันและไขมันต่าง ๆน้ำมันหรือไขมัน 14:0 16:0 18:0 18 18:1:2 18:3 20:0 22:1ถั่วเหลือง 6-10 2-5 20-30 50-60 5-11ข้าวโพด 1-2 8-12 2-5 19-49 34-62 ติดตามถั่วลิสง 8-9 2-3 50-65 20-30ติดตาม 73-84 10-12 มะกอก 9-10 2-3ดัด 0-2 20-25 1-2 23-35 40-50 ติดตามสวัสดี linoleic คำฝอย 5.9 1.5 8.8 83.8สวัสดี โอเลอิคคำฝอย 4.8 1.4 74.1 19.7สวัสดี โอเลอิคเรพซีด 4.3 1.3 59.9 21.1 13.2สวัสดี Erucic เรพซีด 3.0 0.8 13.1 14.1 9.7 7.4 50.7เนย 10-13 28-31 1-2.5 2 ครั้งที่ 5 7 10 24-26Lard 1-2 28-30 40-50 7-13 0 1 12-18Tallow 24-32 3-6 20-25 37-43 2-3เมล็ดน้ำมัน 4-7 2-4 25-40 35-40 25-60ไขมันสีเหลือง(ทั่วไป)2.43 23.2416:1 = 3.7912.96 44.32 6.97 0.67ข้อมูลมาจากเคมีอินทรีย์ W.W. Linstromberg ดีซีฮีธ และ Co. เล็กซิงตัน MA, 1970Linoleic: R = - (CH2) 7 CH = CH-CH2-CH = CH (CH2) 4CH3 18 carbons, 2 คู่ราคาพันธบัตร (18:2)Linolenic: R = - (CH2) 7 CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH3 18 carbons, 3 คู่ราคาพันธบัตร (18:3)กลุ่มเหล่านี้ถูกกำหนด โดยตัวเลขสองที่คั่น ด้วยเครื่องหมายจุดคู่ กำหนดหมายเลขแรกจำนวนคาร์บอนอะตอมในโซ่และหมายเลข 2 กำหนดจำนวนคู่พันธบัตร หมายเหตุว่า จำนวนอะตอมของคาร์บอนมีคาร์บอนที่เป็นคู่พันธะกับการอะตอมออกซิเจนที่ปลายด้านหนึ่งของกรดไขมัน (เรียกว่าคาร์บอน carboxylic) สิ้นสุดที่การเมทานอลที่แนบเมื่อการผลิต methyl esters ตารางที่ 1 แสดงเปอร์เซ็นต์ของแต่ละกรดไขมันโซ่ร่วมนำน้ำมันและไขมันราย พิจารณาเป็นน้ำมันเช่นน้ำมันถั่วเหลืองประกอบด้วย triolein บริสุทธิ์ Triolein เป็นการไตรกลีเซอไรด์ซึ่งกรดไขมันทั้งหมดสามโซ่มี oleic กรด นี้อยู่ใกล้จำนวนจริงcarbons และ hydrogens และให้น้ำหนักโมเลกุลที่อยู่ใกล้กับค่าน้ำมันถั่วเหลือง ถ้าtriolein เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับเมทานอล ปฏิกิริยาจะที่แสดงในรูปที่ 2 หมายเหตุที่น้ำหนักสำหรับแต่ละของสารประกอบในปฏิกิริยาจะได้รับ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าโมเลกุลของ triolein ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของเมทานอลผลิต 3 โมเลกุลของ methyl 3oleate ผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซล และหนึ่งโมลของกลีเซอร นักเคมีมักจะคูณเงื่อนไขทั้งหมดของสมการนี้หลายที่สอดคล้องกับจำนวนโมเลกุลในปริมาณเท่ากับน้ำหนักโมเลกุลของสาร ปริมาณนี้จะเรียกว่าโมลของสารการคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของ triolein เรานับจำนวน carbons ในโมเลกุล(57) และคูณ 3 O ||CH2 - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 | | O | ||CH - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 + 3 CH3OH → | (เกาะ) | O | ||CH2 - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3Triolein เมทานอล(885.46 g) (3 x 32.04 = 96.12 กรัม) O CH2 - OH || |3 CH3 - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 + CH - โอ้ | CH2 - OH Methyl oleate (ไบโอดีเซล) กลีเซอร (3 x 296.50 = 88

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กรกฎาคม 2004 • NREL / SR-510-36244
เจ Van Gerpen บีพระสาทิสลักษณ์และร Pruszko
มลรัฐไอโอวามหาวิทยาลัย
D. เคลเมนท์
ทดแทนผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาห้องปฏิบัติการ
G. Knothe
USDA / NCAUR
ผลิตไบโอดีเซล
เทคโนโลยี
สิงหาคม 2002-มกราคม 2004
พลังงานทดแทนแห่งชาติห้องปฏิบัติการ
1617 โคล Boulevard, โกลเด้น, โคโลราโด 80401-3393
303-275-3000 • www.nrel.gov
ดำเนินการสำหรับกระทรวงพลังงานสหรัฐ
สำนักงานประสิทธิภาพการใช้พลังงานและพลังงานทดแทน พลังงาน
โดยมิดเวสต์สถาบันวิจัย•แบทเทิล
สัญญาเลข DE-AC36-99-GO10337July 2004 • NREL / SR-510-36244
ผลิตไบโอดีเซล
เทคโนโลยี
สิงหาคม 2002-มกราคม 2004
เจ Van Gerpen, B.Shanks และอาร์ Pruszko
มลรัฐไอโอวามหาวิทยาลัย
D. เคลเมนท์
ทดแทนผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาห้องปฏิบัติการ
G. Knothe
USDA / NCAUR
NREL การตรวจสอบทางเทคนิค: เค Shaine ไทสัน
จัดทำขึ้นโดยการจ้างเหมาช่วงที่ ACO-2-35016-01
พลังงานทดแทนแห่งชาติห้องปฏิบัติการ
1617 โคล Boulevard, โกลเด้น, โคโลราโด 80401-3393
303-275-3000 • www.nrel.gov
ดำเนินการ สำหรับกระทรวงพลังงานสหรัฐ
สำนักงานประสิทธิภาพการใช้พลังงานและพลังงานทดแทน
โดยมิดเวสต์สถาบันวิจัย•แบทเทิล
สัญญาเลข DE-AC36-99-GO10337NOTICE
รายงานนี้ถูกจัดทำขึ้นเป็นบัญชีของการทำงานการสนับสนุนจากหน่วยงานของสหรัฐอเมริกา
รัฐบาล ทั้งรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใดหรือใด ๆ ของพนักงานของพวกเขา
ทำให้การรับประกันใด ๆ หรือโดยนัยหรือรับผิดชอบใด ๆ ตามกฎหมายหรือความรับผิดชอบในความถูกต้อง
สมบูรณ์หรือประโยชน์ของข้อมูลใด ๆ , อุปกรณ์, ผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการเปิดเผย หรือแสดงให้เห็นถึง
การใช้งานที่จะไม่ละเมิดสิทธิที่เป็นส่วนตัว อ้างอิงไว้ในที่นี้เพื่อการค้าใด ๆ ที่เฉพาะเจาะจง
ผลิตภัณฑ์กระบวนการหรือบริการโดยใช้ชื่อทางการค้าเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิตหรืออื่น ๆ ไม่จำเป็นต้อง
เป็นหรือหมายถึงการรับรองข้อเสนอแนะหรือความยินยอมจากรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือ
หน่วยงานดังกล่าว มุมมองและความคิดเห็นของผู้เขียนได้แสดงไว้ในที่นี้ไม่จำเป็นต้องระบุหรือสะท้อนให้เห็นถึง
บรรดาของรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใด.
จำหน่ายระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ http://www.osti.gov/bridge
ที่มีจำหน่ายสำหรับค่าธรรมเนียมในการดำเนินการกระทรวงพลังงานสหรัฐ
และ ผู้รับเหมาในกระดาษจาก:
กระทรวงพลังงานสหรัฐ
สำนักงานวิทยาศาสตร์และข้อมูลทางเทคนิค
PO Box 62
โอ๊กริดจ์, TN 37831-0062
โทรศัพท์: 865.576.8401
แฟกซ์: 865.576.5728
อีเมล์: mailto: [e-mail]
เผื่อขายให้ประชาชนในกระดาษจาก:
กระทรวงพาณิชย์สหรัฐฯ
บริการข้อมูลเทคนิคแห่งชาติ
5285 พอร์ตรอยัลถนน
สปริงฟิลด์, VA 22161
โทรศัพท์: 800.553.6847
แฟกซ์: 703.605.6900
อีเมล์: [e-mail]
การสั่งซื้อออนไลน์: http://www.ntis.gov/ordering.htm
ฉบับนี้ได้รับการตรวจสอบจากบรรณาธิการที่น้อยที่สุด NREL
พิมพ์บนกระดาษที่มีอย่างน้อย 50% กระดาษรวมถึง 20% postconsumer wasteBiodiesel เทคโนโลยีการผลิต
พื้นหลัง
1 พื้นฐานของการผลิตไบโอดีเซล
เคมีอินทรีย์พื้นฐาน
ข้อมูลจำเพาะและไบโอดีเซล
กระบวนการผลิต
4 ประเภทของกระบวนการผลิตไบโอดีเซล
- การออกกำลังกาย
อุปกรณ์โรงงานพื้นฐานและการดำเนินงาน
โรงงานเคมีควบคุม
การปรับสภาพของกรดไขมันอิสระสูงวัตถุดิบตั้งต้น ........................................... ....................................... 52
8 สิทธิบัตร
รายชื่อสิทธิบัตรสำหรับ
โพสต์การประมวลผลปฏิกิริยา
การรักษาและการกู้คืนของด้าน
- การออกกำลังกาย
โลจิสติกพืช
12 วัตถุดิบ
คุณภาพวัตถุดิบ
ความปลอดภัยโรงงาน
การขนส่งและการผลิตไบโอดีเซล
สินค้าคุณภาพ
- การออกกำลังกาย
พื้นฐานของการผลิตไบโอดีเซล
ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่กำลังได้รับความสนใจในสหรัฐอเมริกา
หลังจากที่ไปถึงระดับของความสำเร็จอย่างมากในยุโรป ประโยชน์หลักของมันคือว่ามันเป็นหนึ่ง
ของเชื้อเพลิงทดแทนมากที่สุดมีอยู่ในปัจจุบันและยังเป็นไม่เป็นพิษและย่อยสลายได้ มันสามารถ
ยังนำมาใช้โดยตรงในส่วนเครื่องยนต์ดีเซลโดยไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยนเครื่องยนต์กว้างขวาง.
วัตถุประสงค์ของหนังสือเล่มนี้คือการอธิบายและอธิบายกระบวนการและปัญหาการมีส่วนร่วมใน
การผลิตเชื้อเพลิงใหม่นี้.
ดูคร่าวๆมากที่สุดในวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิตไบโอดีเซลในเร็ว ๆ นี้จะเปิดเผย ต่อไปนี้
. ความสัมพันธ์ของการทำนายของไบโอดีเซลจากไขมันและน้ำมัน
£ 100 ของน้ำมัน + 10 ปอนด์เมทานอล→£ 100 ของไบโอดีเซล + 10 ปอนด์กลีเซอรอล
สมการนี้เป็นรูปแบบที่เรียบง่ายของการเกิดปฏิกิริยา transesterfication ต่อไป.
OO
|| ||
CH2 - O - C - R1 CH3 - O - C - R1
|
| OO CH2 - OH
| || || |
CH - O - C - R2 + 3 CH3OH → CH3 - O - C - R2 + CH - OH
| (Catalyst) |
| OO CH2 - OH
| || ||
CH2 - O - C - R3 CH3 - O - C - R3
ผสมเมทานอลของไตรกลีเซอไรด์ esters ไขมันกลีเซอรอล
รูปที่ 1 ปฏิกิริยา Transesterification
ที่ R1, R2 และ R3 เป็นโซ่ยาวของคาร์บอนและ อะตอมไฮโดรเจนบางครั้งเรียกว่ากรดไขมัน
โซ่ มีห้าประเภทของเครือข่ายที่ใช้กันทั่วไปในน้ำมันถั่วเหลืองและไขมันสัตว์ (ที่คนอื่นจะ
อยู่ในปริมาณน้อย):
Palmitic R = - (CH2) 14 - 16 CH3 ก๊อบปี้ (รวมถึงคนที่
. R จะถูกแนบไป) ( 16: 0)
สเตีย R = - (CH2) 16 - 18 CH3 ก๊อบปี้, 0 พันธะคู่ (18: 0)
โอเลอิก R = - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 18 ก๊อบปี้ 1 พันธะคู่ (18 1) 2
ตารางที่ 1 องค์ประกอบของน้ำมันต่างๆและไขมัน.
น้ำมันหรือไขมัน 14: 0 16: 18 0: 0 18: 1 18: 18 2: 3 20: 0 22: 1
ถั่วเหลือง 6-10 2-5 20- 30 50-60 5-11
ข้าวโพด 1-2 2-5 8-12 19-49 34-62 ร่องรอย
ถั่วลิสง 8-9 2-3 50-65 20-30
9-10 มะกอก 2-3 73-84 10-12 ติดตาม
ฝ้าย 0-2 1-2 20-25 23-35 40-50 ร่องรอย
ไฮไลโนเลอิกดอกคำฝอย 5.9 1.5 8.8 83.8
Hi โอเลอิกดอกคำฝอย 4.8 1.4 74.1 19.7
Hi โอเลอิกเรพซีด 4.3 1.3 59.9 21.1 13.2
Hi erucic Rapeseed 3.0 0.8 13.1 14.1 9.7 7.4 50.7
เนย 7-10 24-26 10-13 28-31 1-2.5 0.2-0.5
ลาด 1-2 28-30 12-18 40-50 7-13 0-1
Tallow 3-6 24-32 20-25 37-43 2-3
ลินซีดน้ำมัน 4-7 2-4 25-40 35-40 25-60
จาระบีเหลือง
(ทั่วไป)
2.43 23.24
16: 1 = 3.79
12.96 44.32 6.97 0.67
ข้อมูลที่ได้มาจากเคมีอินทรีย์, WW Linstromberg ซีเฮลธ์ และ Co. , เล็กซิงตัน, MA, 1970.
ไลโนเลอิ R = - (CH2) 7 CH = CH-CH2-CH = CH (CH2) 4CH3
18 ก๊อบปี้ 2 พันธะคู่ (18: 2)
Linolenic R = - (CH2 ) 7 CH = CH-CH2-CH = CH-CH2-CH = CH-CH2-CH3
18 ก๊อบปี้ 3 พันธะคู่ (18: 3)
เครือข่ายเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยตัวเลขสองแยกจากกันโดยลำไส้ใหญ่ หมายเลขแรกกำหนด
จำนวนของอะตอมของคาร์บอนในห่วงโซ่และจำนวนที่สองกำหนดจำนวนของคู่
พันธบัตร โปรดทราบว่าจำนวนของอะตอมคาร์บอนรวมถึงคาร์บอนที่ถูกผูกมัดคู่
อะตอมออกซิเจนที่ปลายด้านหนึ่งของกรดไขมัน (เรียกว่าคาร์บอนคาร์บอกซิ) นี่คือจุดสิ้นสุดที่
ยึดติดกับเมทานอลเมื่อเมทิลเอสเตอร์ที่มีการผลิต ตารางที่ 1 แสดงค่าร้อยละของแต่ละ
ห่วงโซ่กรดไขมันที่มีอยู่ในน้ำมันและไขมันที่พบบ่อย.
สำหรับความเรียบง่ายพิจารณาน้ำมันเช่นน้ำมันถั่วเหลืองจะประกอบด้วย triolein บริสุทธิ์ Triolein เป็น
ไตรกลีเซอไรด์ในการที่ทั้งสามโซ่กรดไขมันที่มีกรดโอเลอิก แห่งนี้อยู่ใกล้จำนวนจริงของ
คาร์บอนและไฮโดรเจนและให้น้ำหนักโมเลกุลที่อยู่ใกล้กับค่าสำหรับน้ำมันถั่วเหลือง หาก
triolein จะทำปฏิกิริยากับเมทานอลจะได้รับปฏิกิริยาที่แสดงในรูปที่ 2 หมายเหตุว่าน้ำหนัก
สำหรับแต่ละของสารในปฏิกิริยาจะได้รับ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าหนึ่ง
โมเลกุลของ triolein ทำปฏิกิริยากับโมเลกุล 3 ของเมทานอลในการผลิต 3 โมเลกุลของเมธิล
oleate ผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซลและหนึ่งโมลของกลีเซอรอล นักเคมีมักจะคูณเงื่อนไขทั้งหมด
ของสมการนี้โดยจำนวนมากที่สอดคล้องกับจำนวนของโมเลกุลในปริมาณ
เท่ากับน้ำหนักโมเลกุลของสาร . ปริมาณนี้เรียกว่าโมลของสาร
ในการคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของ triolein เรานับจำนวนของคาร์บอนในโมเลกุล
(57) และคูณ 3
O
||
CH2 - O - C - (CH2) 7 CH = CH ( CH2) 7CH3
|
| O
| ||
CH - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 + 3 CH3OH →
| (KOH)
| O
| ||
CH2 - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3
Triolein เมทานอล
(885.46 กรัม) (3 x 32.04 = 96.12 กรัม)
O CH2 - OH
|| |
3 CH3 - O - C - (CH2) 7 CH = CH (CH2) 7CH3 + CH - OH
|
CH2 - OH
Methyl oleate (ไบโอดีเซล) กลีเซอรอล
(3 x 88 = 296.50

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กรกฎาคม 2547 - nrel / sr-510-36244
J . รถตู้ gerpen บี แชงค์ส และ อาร์ pruszko
มหาวิทยาลัยมลรัฐไอโอวา
D
ทดแทนผลิตภัณฑ์คลีพัฒนาห้องปฏิบัติการ
G

knothe USDA / ncaur เทคโนโลยีการผลิตไบโอดีเซล

สิงหาคม 2002 –มกราคม 2547

1 ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติโคล Boulevard , โกลเด้น , โคโลราโด 80401-3393
- 303-275-3000 การ www.nrel . gov

สหรัฐอเมริกากรมพลังงานสำนักงานพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและพลังงานทดแทน
-
โดยมิดเวสต์สถาบันแบทเทลล์สัญญาไม่ de-ac36-99-go10337july 2004 - nrel / sr-510-36244


เทคโนโลยีผลิตไบโอดีเซลสิงหาคม 2002 –มกราคม 2547
J . รถตู้ gerpen บี แชงค์ส และ อาร์ pruszko
มหาวิทยาลัยมลรัฐไอโอวา
D
ทดแทนผลิตภัณฑ์พัฒนาห้องปฏิบัติการคลี knothe
USDA / ncaur
G
nrel ทางเทคนิคตรวจสอบ shaine ไทสัน
: K .เตรียมภายใต้อนุสัญญาฉบับที่ aco-2-35016-01

1 ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติโคล Boulevard , โกลเด้น , โคโลราโด 80401-3393
-
303-275-3000 www.nrel . gov การสหรัฐอเมริกากรมของสำนักงานพลังงาน

ของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และพลังงานทดแทน โดยมิดเวสต์สถาบัน - แบทเทลล์

de-ac36-99-go10337notice สัญญาไม่รายงานนี้ถูกเตรียมไว้เป็นบัญชีงานสนับสนุนโดยหน่วยงานของสหรัฐอเมริกา
รัฐบาล ทั้งสหรัฐอเมริการัฐบาล หรือหน่วยงานใด ๆนั้น หรือใด ๆของพนักงานของพวกเขา ,
ทำให้การรับประกันใด ๆแสดงหรือโดยนัย หรือถือว่ามีกฎหมายความรับผิดหรือรับผิดชอบต่อความถูกต้อง
ครบถ้วน หรือประโยชน์ของข้อมูลใด ๆ อุปกรณ์ ผลิตภัณฑ์ หรือกระบวนการเปิดเผยหรือหมายถึง
ที่ใช้จะไม่ละเมิดสิทธิของส่วนบุคคล อ้างอิงในที่นี้ เพื่อที่เฉพาะเจาะจงใด ๆในเชิงพาณิชย์
ผลิตภัณฑ์ กระบวนการ หรือการบริการ โดยชื่อทางการค้า เครื่องหมายการค้า ผู้ผลิต หรือ ไม่จําเป็นต้อง
เป็นหรือบ่งบอกถึงการรับรองของคำแนะนำหรือสนับสนุนโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือ
หน่วยงานนั้นมุมมองและความคิดเห็นของผู้เขียนที่แสดงในที่นี้ไม่ได้หมายความว่ารัฐ หรือสะท้อน
ของรัฐบาล หรือหน่วยงานใด ๆของมัน .
ของอิเล็กทรอนิกส์ที่ http : / / www.osti . gov / สะพาน
ใช้ได้สำหรับการประมวลผลค่าสหรัฐอเมริกากรมพลังงาน
และผู้รับเหมา ในกระดาษ จาก :
สหรัฐอเมริกากรม สำนักงานพลังงาน
วิทยาศาสตร์และข้อมูลทางเทคนิค

กล่องปณ. 62 โอ๊คริดจ์TN 37831-0062

865.576.8401 โทรศัพท์ : โทรสาร : 865.576.5728
อีเมล์ : mailto : รายงาน @ อิเหนา . osti . gov
จำหน่าย ในกระดาษ จากกระทรวงพาณิชย์สหรัฐ :


บริการระดับชาติข้อมูลทางเทคนิค 5537 พอร์ตรอยัลถนน
Springfield , VA 22161
โทรศัพท์ : 800.553.6847

703.605.6900 โทรสาร : อีเมล์ : NTIS คำสั่ง @ . fedworld . gov http://www.ntis.gov/ordering.htm

การสั่งซื้อออนไลน์ :เอกสารนี้ได้รับการทบทวนบทบรรณาธิการน้อยที่สุดใน nrel
พิมพ์บนกระดาษที่มีอย่างน้อย 50% ขยะรวม 20 % postconsumer wastebiodiesel พื้นหลังเทคโนโลยีการผลิต

1 พื้นฐานของการผลิตไบโอดีเซล ................................................................................................................. 1
2 .................................... เคมีอินทรีย์พื้นฐาน...................................................................................... 7
3 คุณสมบัติไบโอดีเซลและคุณสมบัติกระบวนการผลิตไบโอดีเซล .................................................................................................. 22

4 . ประเภทของกระบวนการ .............................................................................................. การผลิตไบโอดีเซล1 . ออกกำลังกาย .................................................................................................................. 41
5 ปฏิบัติการ - 30

โรงงานเครื่องมือพื้นฐานและการ ................................................................................................... 43
6 การควบคุม ....................................................................................... โรงงานเคมี.................................. 48
7 การปริมาณกรดไขมันอิสระสูงวัตถุดิบ .................................................................................. 52
8 พูดคุยสิทธิบัตร .................................................................................................................................... 56
9 รายชื่อสิทธิบัตร ........................................... ไบโอดีเซล