主题：【原创】再谈生物柴油（1） -- 橡树村
家园 聚变乐观的说，还需要五十年才能弄出来 所以和老百姓没关系。
太阳能电池的成本的确已经不错了，差不多到了广泛民用的时候了。
家园 太阳能要是能够解决电池成本问题和电力储存问题 那么当然就是最好的选择之一。
首先要把太阳能电池的成本降下来，这个可能很快就能看到。
然后就是电力储存问题。这方面，需要突破的地方还有不少。
实际上生物能源也是在利用太阳能么。
太阳能的另外一种利用方式，我喜欢的，就是将电力转化为化学能，然后运输，再释放能量。
比如十几年前，就有人提出跑到什么撒哈拉，什么澳大利亚沙漠里面，建一个天大的太阳能厂，然后利用这个能量电解水，把氢作为能源载体运输到需要能源的地方。我个人更喜欢用这个能量把二氧化碳变成甲醇。
不过这个想法太天真了一些，呵呵。
家园 还应该算上单位产量的占地面积。 在中国这更重要。
家园 占地面积和究竟要什么作物有关 中国是肯定不合适的。没办法，吃饭要紧。
国内生物柴油研究者提出的解决方法，除了废油以外，就是利用一些山地种植油料树木，这些地本来产粮就低，利用起来，好处还是很多的。
所以国内生物柴油领域热门的是光皮树，麻疯树之类的油料树木。
这个思路是很有道理的。
家园 【原创】再谈生物柴油（14） 反应罐里面剩下的就是甲醇和生物柴油。这也要分离。分离的目的是两个，一方面甲醇使用的是过量的，需要回收，另一方面生物柴油里面甲醇含量是有要求的。怎么分离呢？这两个东西在同一相里面，不大好分。但是甲醇和生物柴油的沸点相差很多，我们就可以蒸馏。
现在先把反应罐里的甲醇和生物柴油放到另外一个罐里面。然后减压，加热，甲醇就出来了。为什么减压呢？减压可以降低沸点，这样甲醇就更容易分出来了。生物柴油里面还会有点水分，水也会出来。
这么简单蒸馏得到的甲醇也不纯，一般的里面含有一些酸，需要加上一点碱中和一下。这个甲醇的纯度也不大好，至少还有水么。所以再精馏一下。精馏的原理和蒸馏有点像，但是复杂多了，这里不详谈，反正知道精馏以后能够得到比较纯的甲醇就是了。
好啦，刚才蒸甲醇的时候，剩下的，就是我们的生物柴油了。
这个生物柴油里面还有一些少量的甲醇，还有一点水。这两个成分对于生物柴油的品质都有影响，所以需要进一步干燥，把杂质分离出去。一般的方法是真空干燥。
看看，就是厨房里面两口锅的事情，化工就弄得这么麻烦。
间歇反应不大适合于很大量的生产。一年万把吨的生产量还行，超过年产十万吨，就必须找连续生产的方法了。
连续生产基本上和间歇方法是相似的，区别呢，就是料要连续的加，反应罐的条件基本不改变，分离的时候要连续分离。
配好的反应物料，也就是植物油，甲醇和催化剂混合好，然后用泵连续输送到反应器里面。反应器一般是搅拌的，已经到达了需要的温度，压力。物料进入以后，立刻就可以反应。同时反应罐还需要把反应完的物料排出，这个过程也是连续的。这样就剩了加热又冷却的麻烦事。
一般一个反应器不能保证充分反应，这里面化工有一堆道理来解释，这里不谈。所以呢，就需要先把得到的甘油和生物柴油分离出来，然后再进入另外一个反应罐继续反应。分离过程也需要设计成连续的。如果分离过程不连续，那么这样的流程就是半连续的，也可以。
经过两个反应器以后，基本上转化比较完全了，这时候就需要再分离，然后是产品的酸洗，水洗等等，这些过程连续进行都不难。
连续生产的设备比间歇的要复杂很多，动起来的系统总是要比不动的系统要复杂的。整个流程的控制也要求比较高，上下游需要协调好，否则就会出乱子。
由于需要的设备复杂，控制复杂，所以连续生产的投资更高一些，只有在处理比较大量的产品的时候才值得。
这里介绍的只是众多生物柴油合成工艺中的两种。其实生物柴油的合成工艺还有很多很多，有各种各样的变化，使用的催化剂除了碱，还有酸，甚至还有生物酶等等，不同的反应条件，反应规模，产品要求，对会产生不大相同的工艺，这里就不一一罗嗦了。
不过总的来说，生物柴油的生产在化工行业里面算是比较简单的。特别是在液体能源领域，生物柴油的合成反应条件比较温和，设备也相对便宜，加工成本算是比较低的。
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家园 【原创】再谈生物柴油（13） 我们刚才使用的方法不能用于连续生产。这样的生产方式，叫做间歇式方式。间歇方式一般设备投资少，控制容易，但是效率不高。对于比较小的规模来讲，间歇的合适。
那么我们就看看化工是怎么实现厨房里面都可以做的事情的。
我们还是需要一个反应罐。毕竟处理的量大了，锅是不行的。弄口大缸呢？其实还真见过乡镇企业用口缸做化工的，也不是不行。不过我们要专业一些，所以还是要用反应罐。
外链图片需谨慎，可能会被源头改生物柴油生产装置。比厨房大多了吧？
我们刚才做反应的时候，要煮沸，就是说是在醇的沸点进行的。这个温度还是有点低。一般的呢，温度越高，反应速度越快，效率就高。所以需要提高点温度。当然这个温度也不能太高，否则油就会变质，得不偿失了。做生物柴油，150-160度就好。
但是有一个问题，温度高了，醇就成了气体了。所以这个反应罐一定要密封好。这样大缸就不行了。并且气体和液体的反应比较麻烦，效率也不好。怎么办呢？就要尽可能的把醇保留在液相。有什么办法呢？给点压力就好。压力一高，醇的沸点就会升高，就会保留在液体里面了。如果我们使用甲醇，160摄氏度，差不多六七个大气压的压力就够了。
工业上还是甲醇便宜，而且也有方法保证安全使用，所以我们在工业装置上使用甲醇。六七个大气压，160摄氏度，我们的反应罐就需要能够安全的在这个条件下运行。
这不是什么难事，这个压力在工业上简直就不叫压力，人家把这个叫做低压操作。160摄氏度虽然能把人烫着，但是在工业上这也不是什么事。不过反应罐外面还是需要一层隔热层的。一方面减少散热，另一方面，小厂子管理不严格，难免有人这摸摸那动动的，烫着了也不好不是？
好了，现在我们把植物油，12-14%质量的甲醇，还有0.8%质量的氢氧化钠/甲醇钠放到反应罐里面。封闭。加热。一般的，这个反应罐在加料之前还需要用氮气把空气置换掉，免得氧气把我们的油氧化了。反应需要均匀，所以还需要搅拌。两三个小时，反应就可以结束了。
你要是真的按照我说的在家里厨房里面合成生物柴油了（再次严重声明：出了事故我不负责任！），应该会发现，锅里面会有很多的泡泡。这个正常。有水的话，植物油和氢氧化钠很容易起反应，得到的东西特别爱起泡泡。这个东西还真的就是肥皂泡，这个反应也就叫做皂化反应。不过工艺上，我们不希望有泡泡。怎么办呢？消泡。
先把物料在反应罐里面降降温，到九十几度吧，把压力降下来，就是把里面的气体排掉。然后加上植物油将近1%质量的硫酸或者盐酸。就可以消泡了。因为可以把脂肪酸钠分解了。
外链图片需谨慎，可能会被源头改反应釜
下面要把甘油分出来。甘油本身可以卖钱，而且产品里面也不需要甘油。怎么分呢？还是加水。甘油可以溶解在水里面，生物柴油是不溶解于水的，所以加水呢，甘油就跑到了水里面。有了甘油的水比生物柴油重，就在下层，上层呢，就是生物柴油。甲醇呢？甲醇能在水里面溶解一些，所以上下两层都有。要让两层分的比较好，就需要多净置一段时间。
反应罐可以用一种叫做视镜的东西，就可以看到里面的液面。或者有一些更方便的液位计，能告诉你两个液层的分解在什么地方。当然了，液位计可比视镜贵多了。
外链图片需谨慎，可能会被源头改视镜
反应罐下面要接一个管子，打开这个管子上的阀门，就可以把甘油放出来了。注意观察液面，等放到了两层液面的时候，就可以停止了。很难控制整整好好的在液面的地方把两层分开，所以就需要要么多放一点，要么少放一点。我们需要比较纯的生物柴油，那么就宁可损失一点点生物柴油，也要保证没有甘油留在生物柴油里面。
甘油就是粗甘油了，这个东西能卖钱，可以再处理了以后卖就好了。怎么处理这里就不谈了。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 多谢多谢 恭喜：意外获得【西西河通宝】一枚
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