酯交换法主要包括均相催化法,非均相催化法,生物催化法和超临界法。均相催化法在液体酸、碱催化剂条件下发生酯交换反应,这是目前欧洲、美国等工业化生产生物柴油主要方法。采用液体酸、碱催化剂反应速度快,转化率高,但同时产品需中和洗涤而带来大量的工业废水,造成环境污染,后处理复杂[1、2]。生物催化法是在生物催化剂脂肪酶等催化下进行酯交换反应,产品分离及后处理方便,无废水产生,但反应时间长,脂肪酶的活性低、价格偏高,并需要解决酶固定化的问题[3]。超临界法是在甲醇处于超临界状态下进行酯交换反应,如:Saka等[4]提出超临界酯交换制取生物柴油的新方法,反应是在间歇不锈钢反应器中进行,反应温度350~400℃,压力45~65MPa,甲醇与油菜籽油的物质的量比为42∶1,时间不超过5min,产率高于普通催化酯交换过程。因此,采用超临界法进行酯交换反应,反应时间短,转化率可达95%以上,但醇油物质的量比高,反应温度与压力超过甲醇的临界温度与临界压力,生产工艺对设备要求高。
而采用固体酸、碱催化剂非均相催化油脂酯交换反应制备生物柴油不仅可避免在传统的均相酸碱催化酯交换过程中催化剂分离比较难,存在废液多、副反应多和乳化现象等严重问题,而且反应条件温和,催化剂可重复使用,容易采用自动化连续生产,对设备无腐蚀,对环境无污染。目前采用固体酸、碱催化剂催化油脂酯交换反应成为研究的热点。
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