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第二代生物柴油技术研究进展

２０１５年３月

一一一一化一学一研一究

２１６

第２６卷第２期一一一一C H E M I C A L 一R E S E A R C H

h t t p ://h x y a ．c b p

t ．c n k i ．n e t 第二代生物柴油技术研究进展

崔文康１,冯一云２,席克忠２,马新起１?,乔聪震１

(１．河南大学化学化工学院,河南开封４７５００４;一２．郑州侨联生物能源有限公司,河南郑州４５０００１

)摘一要:第二代生物柴油是指在高温高压下,利用催化加氢脱氧反应等技术将动植物油脂转化为具有石化燃料品质的碳氢燃料,是能源领域最热门和最有前途的技术之一．本文作者对动植物油原料来源,加氢脱氧反应机理,主要的加氢生产工艺以及加氢催化剂的研究进展进行了综述,并且分析了发展第二代生物柴油的难点和发展趋势．

关键词:第二代生物柴油;动植物油脂;加氢脱氧;催化剂中图分类号:T Q５１７．２

文献标志码:A

文章编号:１００８－１０１１(２０１５)０２－０２１６－０５

P r o g r e s s e s o f t h e s e c o n d Ｇg e n e r a t i o nb i o d i e s e l t e c h n o l o g y

C U IW e n k a n g １

F E N

G Y u n ２

X IK e z h o n g ２

MA X i n q i １?

Q I A O C o n g

z h e n １

１敭C o l l e g e o f C h e m i s t r y a n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n g H e n a nU n i v e r s i t y K a i f e n g ４

７５００４ H e n a n C h i n a ２敭C o r p o r a t i o no f Z h e n z h o uF e d e r a t i o nB i o e n e r g y

Z h e n z h o u ４５０００１ H e n a n C h i n a A b s t r a c t T h e s e c o n d g e n e r a t i o n b i o d i e s e l i s a k i n d o f h y d r o c a r b o n f u e l ,a n d p r e p a r e d b y m

e a n s o fh y d r o d e o x y g e n a t i o na n do t h e r t e c h n o l o g i e su n d e rh i g ht e m p e r a t u r ea n d p r e s s u r ew i t ho i l s a n d

f a t s a c t e d a s r a w m a t e r i a l s ．I t i s t h o u

h t t ob eo n eo f t h em o s t

i n t e r e s t i n g a n d p r o m i s i n g

t e c h n o l o g i e s i n e n e r g y f i e l d ．I n t h i s p a p e r ,t h e s o u r c e o f o i l a n d f a t ,t h em e c h a n i s mo f h y d r o d e Ｇo x y g e n a t i o n ,t h em a i n p r o d u c t i o n p r o c e s s o f h y d r o g e n a t i o n a n d t h e r e s e a r c h a d v a n c e o f h y

d r o Ｇg

e n a t i o nc a t a l y s t s a r e r e v i e w e d ,a n d t h e p r o b l e m s a n d t r e n d s i n t h e d e v e l o p

m e n t o f t h e s e c o n d Ｇg e n e r a t i o nb i o d i e s e l a r e d i s c u s s e d ,r e s p e c t i v e l y

．K e y w o r d s :s e c o n d Ｇg e n e r a t i o nb i o d i e s e l ;o i l a n d f a t ;h y d r o d e o x y g e n a t i o n ;c a t a l y s t 收稿日期:２０１４－１１－０７．

基金项目:国家科技支撑计划(２０１３B A B １１B ０２)．

作者简介:崔文康(１９８６－)

,男,硕士生,研究方向为新能源技术开发与应用．?通讯联系人,E Ｇm a i l :m x q

３１８８＠１６３．c o m．一一近年来,

石化燃料的需求量与日俱增,造成石化燃料的储量急剧下降,诱发世界范围内的能源危机;与此同时,石油在炼制和燃烧过程中向大气层大量排放有毒气体和颗粒,造成了严重的环境污染,因而寻找可持续性的替代能源如生物柴油就迫在眉睫．第二代生物柴油是指以动植物油脂为原料,通过对原料的加氢脱氧和临氢异构得到与石化柴油非常类似的烷烃组分．第二代生物柴油的制备可直接利用石化柴油的生产工艺,与石化柴油相比,原料来源更丰富,原料中的硫含量更低,燃烧后对环境污染小,

并且油品具有较低的密度和运动粘度,较高的十六

烷值[１]

,因此第二代生物柴油的研发受到广泛重视,目前已逐渐开始工业化推广,如芬兰N e s t e 公司[２]

二美国U O P 和意大利E N I 公司[３]二丹麦T o p

s o e 公司[４]

二巴西P e t r o b r a s 公司[５]等已研发出成熟的动

植物油催化加氢工艺．

１一原料来源

国内生物柴油企业使用的原料主要是地沟油等,但其流向较难控制,造成回收困难的局面．国际上倾向于利用植物油脂,如大豆油(美国)二菜籽油(欧洲)二棕榈油(东南亚)等制备生物柴油．１

)废弃油脂,如地沟油二酸化油等．国内废弃油脂产量达到５００万吨/年[６]．Z H A N G 等[７]

对餐厨废

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o f 网络出版时间：2015-03-02 14:58

网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/189315750.html,/kcms/detail/41.1083.o6.20150302.1458.012.html

第２期

崔文康等:第二代生物柴油技术研究进展２１７

一油进行了催化加氢反应研究,柴油烷烃的产率达到９０％以上,其主要成份为C １７和C １８碳氢化合物．

B E ＧZ E R G I A N N I 等[８]

对餐饮废油催化加氢反应进行了研究,柴油烷烃产率最高达到９１．７％,

获得的优质油品满足标准C E N T S１５９４０:２０１２．

２

)油料农作物,如大豆二油菜籽等．油料作物是目前制备生物柴油的主要原料,其种植面积广且油脂含量丰富,因此原料来源充足且稳定．P I N T O

等[９]以菜籽油为原料加氢制备生物柴油,烷烃的产

率达到９７％,产品氢化油的粘度值低于E N ５９０标

准中的粘度值．I S H I H A R A 等[１

０]

以大豆油为原料加氢制备生物柴油,其转化率接近１００％,柴油组分的十六烷值高达８０．

３)油料林木,如麻疯树二棕榈树二乌桕等．２０１０

－２０１１年全球植物油产量达到１．４亿多吨,

其中棕榈油产量最大,占产品组成的３３．６％,其次为大豆油,占２９．２％．

棕榈树可以利用荒地等来进行种植,成本低廉,是制备生物柴油的非常有潜力的原

料[１１]．目前东南亚等热带地区主要以油料林木为原料制备生物柴油．F A N 等[１２]以麻疯果油为原料,其转化率可达１００％,产品油的倾点可降低至－２８?．

L I U 等[１

３

]

以棕榈油为原料,液体烷烃的收率为７０％,其中异构烷烃的选择性很高,超过８０％．

２一加氢脱氧反应机理及工艺

２．１一加氢脱氧反应机理

加氢脱氧反应是指在高温和高压下,脂肪酸或甘油酯中的不饱和键通过加氢转变为饱和键,同时脱除其中的氧形成水,脂肪酸或甘油酯最终生成饱

和烷烃[１４－１５]

．

在加氢脱氧反应过程中也伴随有加氢脱羧或脱羰反应,即脱除其中的氧和碳形成C O ２或

C O．

加氢脱氧反应生成的饱和直链烷烃的特点是十六烷值高,但是其低温流动性差．可以采用临氢异构化的方法降低产品的浊点和凝点,提高产品的

低温流动性[１６]．

因此,在高温二高压下动植物油经历的主要反应有热裂解二加氢脱氧二加氢脱羧二加氢脱羰和异构化．

２．２一加氢脱氧反应主要工艺

目前,较成熟的生产第二代生物柴油的工艺主要有两种:１)加氢脱氧再异构工艺．该工艺以动植物油脂为原料,经过加氢脱氧和异构化两步制备生物柴油,其产品突出的特点是异构烷烃含量高,低温流动性好;２)石化柴油掺炼工艺．该工艺原料由动植物油脂和石化柴油混合而成,其特点体现在可直接利用柴油加氢精制路线和设备,节省投资,并且产品密度小,十六烷值高．

２．２．１一加氢脱氧再异构工艺

典型的生产工艺为芬兰N e s t e 公司设计的

N e x B T L 工艺[１７－１８

]．该工艺的第一段在２００~５００?二２~１５M P a 下,以N i M o 或C o M o 为催化剂,

对菜籽油二棕榈油等进行加氢脱氧反应制备正构烷烃,

并脱除硫二氮等杂质;第二段用P t 催化剂,催化异构化反应制备异构烷烃．产品的低温流动性好,十六

烷值高,硫含量低．２０１１年,N e s t e 公司在荷兰投产

８０万吨/年的生产装置．２０１２年,他们将首批N e x Ｇ

B T L 可再生柴油销往美国市场[２]

．此外,美国U O P 公司和意大利E N I 公司合作

研发了E c o f i n i n g 工艺[１９

该工艺的第一段在３００?二２．８~４．２M P a 下,

以大豆油二菜籽油等为原料,N i M o 或C o M o 为催化剂,进行加氢脱氧反应;第二段用P t 催化剂将正构烷烃加氢异构化．产品含有石蜡基煤油,低温流动性好．２００９年,在意大利和葡萄牙各投产一套约３０万吨/年的示范装置．２０１２年,埃尼公司投资约１亿欧元将威尼斯炼油厂改为基于

E c o f i n i n g 技术的生物炼制厂[３

]

．２．２．２一石化柴油掺炼工艺

典型的有巴西P e t r o b r a s 公司开发的H ＧB i o 工

艺[２０]

,该工艺采用混合加氢技术,在３４０~３８０?二５~８M P a 下,利用N i M o 或C o M o 催化剂加氢裂解豆油二蓖麻油等制备烷烃,植物油的转化率达到

９５％以上,产品密度低,十六烷值高．目前,巴西已有５座以上H ＧB i o 技术装置投产,

使其国内柴油进口量锐减．可以看出上述两种工艺都能获得低温流动性

好二十六烷值高等特点的优质油品,并且催化剂在两种工艺过程中起到关键作用．但两种工艺也都存在不同的问题,前者增加异构化步骤,使反应流程变长,操作更复杂;后者油脂的脱氧反应和石化柴油的

脱硫反应存在一定的竞争,对油品的精制程度可能会有一些影响．

３一加氢脱氧催化剂

如上所述,在第二代生物柴油生产制备过程中催化剂起着极其关键的作用,高效催化剂的合理利用已成为生物柴油企业提升产品质量的主要措施．催化剂的活性主要取决于原料二反应条件以及催化剂的组成和结构等．目前加氢脱氧催化剂的主要研究方向是过渡金属催化剂和贵金属催化剂．３．１一过渡金属催化剂

国内外开发研究的过渡金属催化剂的活性组分

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２１８一化一学一研一究

２０１５年

主要为ⅥB 族的M o 二W 和Ⅷ族的N i 二C o 等,

一般采用双金属或多金属作为催化剂的活性组分来制备催化剂．

过渡金属催化剂用于加氢脱氧反应通常需经过

预硫化,提高催化剂的活性[２１]

．Y A N G 等[２

２]利用硫化的N i W /S i O ２ＧA l ２O ３催化剂,以C １８脂肪酸为原

料,在固定床中催化加氢反应,其转化率接近

１００％,柴油烷烃的选择性达到７０％以上．S H A R Ｇ

MA 等[２３]

以硫化的N i M o 和C o M o 为催化剂,催化麻疯树油进行加氢反应,麻疯树油的转化率接近

１００％,柴油烷烃的产率达到８０％以上．S R I F A 等[２４

]以棕榈油为原料二N i M o S ２/γＧA l ２O ３作催化剂制备生物柴油,液体产品的收率达到９０．０％,其中正构烷烃含量大于９５．５％．

在植物油加氢脱氧反应中,使用硫化的催化剂会对制备的生物柴油造成硫污染,同时催化剂中的硫易流失,导致催化剂活性中心结构发生改变．因此,开发研究高活性的非硫化的过渡金属催化剂受

到关注．P S T R OW S K A 等[２５]

以N i M o /A l ２O ３催化

油菜籽饼热解油加氢反应,精制生物柴油,液体产品

的收率达到９０％以上,

其中脱氧反应选择性达到７８．８％二脱硫为７１．４％二脱氮为２９．０％．V O N O R T A S

等[２６

]利用N i M o /γＧA l ２O ３催化剂催化棕榈油二酸化植物油等进行加氢反应,原料的转化率大于９９．５％,脱羧和脱羰的选择性基本一致,约为５２％．L I U

等[２７

]利用非硫化的N i M o C e /A l ２O ３催化剂,

催化麻疯果油加氢反应,麻疯果油的转化率达到８９％,C １５~C １８烷烃的选择性达到９

０％．近年来,对过渡金属活性组分进行氮化二碳化及

磷化处理制备加氢脱氧催化剂也受到关注．

S O U S A 等[２８]

采用βＧM o ２C /A l ２O ３催化剂,催化葵花籽油加氢制备生物柴油,葵花籽油的转化率为

１００％,柴油烷烃的选择性大５０％．A L A L WA N

等[２９]进行了玉米酒糟油制备生物柴油的研究,结果表明,使用掺杂１０％(质量分数)C e 的N i W C /A l Ｇ

S B A Ｇ１５催化剂时,原料油的转化率达到１００％,反应３．５h 后柴油的选择性仍高达８８．４％．WA N G

等[３０

]以N i M o C /A l ＧS B A Ｇ１５催化大豆油的加氢反

应,有机液体产品的产率达到９６％,

柴油组分的选择性达到９７％．

３．２一贵金属催化剂

贵金属催化剂由于具有极高的催化活性和选择性也被广泛应用于生物柴油制备中．已报道的贵金

属活性组分主要为Ⅷ族的P t 二P d 二R h 二R u 等．M E L Ｇ

L E R 等[３１]

以P d /C 为催化剂,

以蓖麻油为原料,在超临界条件下反应,长链烷烃的产率超过９５％,

正十七烷的选择性达到８７％．S U S A N T O 等[３

２]以油酸为模型油,P d /沸石作为催化剂进行催化加氢反应,油酸的转化率达到９０％以上,并且液体烃产品的密度和粘度低于标准E N Ｇ１４２１４中的值,十六烷值指数满足标准A S T M D Ｇ９７５．

４一结语

４．１一存在问题

综上所述,生物柴油作为有发展前途的石化燃料替代品正在快速发展中,加氢脱氧催化剂是制备第二代生物柴油的关键．目前工业上普遍采用的是

硫化催化剂,优点是催化效率高,缺点是硫易流失,

易对产品造成硫污染以及催化加氢过程氢耗大[

３３]

;贵金属催化剂具有优异的异构化活性和选择性,但其昂贵的价格成为其工业化推广的障碍．因此制备高反应活性二选择性以及稳定性,并且价格低廉的催

化剂是当前亟待解决的难点问题;而以非硫化的过渡金属为活性组分,对多元金属组分进行组合,开发新型载体,探寻载体与活性组分之间的耦合技术等成为生物柴油加氢脱氧催化剂的热点和趋势．

第二代生物柴油的工业化发展在一定程度上受

到原料的制约,如以油料农作物等为原料的工艺成本普遍较高,且大量种植油料农作物会与粮食作物抢地[３４]

,因此采用废弃油脂为原料,以及利用荒地二

林地等大面积种植油料林木,不仅能扩大第二代生物柴油的原料范围,而且能推动我国能源结构的优

化．

此外,生物柴油产业的发展还需要国家政策的

大力支持．２０１２年１２月,国家能源局成立两个生物燃料标准化行业技术委员会,制定相关的可持续性

发展标准;同时,国家正在研究出台非粮燃料生产计划管理办法及经济补贴政策[３４]

．

我们认为,国家需继续加大对生物燃料产业的支持力度,有关单位和部门需加大技术研发力度,实现生物柴油技术由实验室向工业化的转变．

４．２一展望

第二代生物柴油的发展可以影响到能源安全

性二社会经济和生态环境等几个方面[３５]

:１)

在能源安全性方面,第二代生物柴油生物柴油可以直接和石化燃料混合使用,方法上简便可行,同时减少了石化燃料的用量,增加了能源来源的途径,更好的应对能源危机;２)在社会经济发展方面,许多国家经济快速增长的同时不断增加了对国外石油的进口,导致外汇储备的流出,而增加生物柴油的使用可以有

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一效缓解这一局面．其次,在农村等贫困地区,多样化种植油料作物,发展生物柴油的产业链,有助于提供大量就业岗位,增加收入[３６

];３)

在生态环境方面,使用生物燃料可减少温室气体及硫化物的排放,有

利于空气质量的提高[３７]

．因此,第二代生生物柴油作为理想的石油替代燃料,在可持续性发展上表现出强劲动力．

以动植物油脂为原料的第二代生物柴油技术不

断推广的同时,研究者对其原料范围进行了创新和拓展,采用成本更低的海藻等微生物油脂和木屑二秸秆等非油脂类生物质作为原料来制备生物柴油,即所谓的第三代生物柴油技术．第三代生物柴油技术

的主要生产工艺有:１

)微生物油脂技术[３８－３９

],其过程主要包括微生物的筛选,菌体的处理,油脂的萃取和精制,然后以精制后的微生物油脂为原料,通过酯交换或催化加氢制备生物柴油．该工艺的关键是低成本大量生产微生物精制油脂．许多大公司如

S h e l l 二U O P 等都开展了微生物油脂技术的研发工

作．中科院海洋研究所等也做了大量研究,但尚处

于实验室研究阶段;２

)生物质气化技术[４０－４１

],其主要过程是原料在气化炉中热裂解生成合成气,然后进入气体反应二净化和利用系统进行催化加氢反应制备生物柴油．该工艺的研发重点是要尽量降低生

产成本．德国C HO R E N 公司[４２]

二中科院广州能源研究所[４３]

等都建立了示范系统,取得了明显的技术

突破．参考文献:

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e o x y g e n a t i o no fw a s t ev e g e t a b l eo i lo v e rs u l

f i d ec a t a Ｇl y s t s [J ]．C a t a lT o d a y

,２０１１,１６４:５３３－５３７．[２２]Y A N G Y H ,WA N G Q F ,Z HA N G X W ,e t a l ．H y

Ｇd r o t r e a t i n g o fC １８f a t t y a c i d s t oh y d r o c a r b o n so ns u l p h i Ｇd e dN i W /S i O ２ＧA l ２O ３[

J ]．F u e lP r o c e s sT e c h n o l ,２０１３,１１６:１６５－１７４．

[２３]S HA R MARK ,A N A N D M ,R A N ABS ,e t a l ．J a t r o Ｇ

p h a Ｇo i l c o n v e r s i o n t o l i q u i dh y d r o c a r b o n f u e l su s i n g m

e Ｇs o p o r o u st i t a n o s i l i c a t es u p p o r t e ds u l

f i d ec a t a l y s t s [J ]．D O I :１０．１４００２/j ．h x y

a ．２０１５．０２．０２２|化学研究,２０１５,２６(２):２１６－２２０U

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２２０

一化一学一研一究

２０１５年

C a t a lT o d a y

,２０１２,１９８:３１４－３２０．[２４]S R I F A A ,F A U N G N AWA K I J K ,I T T H I B E N Ｇ

C HA P O N G V ,e ta l ．P r o d u c t i o n o fb i o Ｇh y d r o g

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f p a l m o i lo v e r N i ＧM o S ２/γＧA l ２O ３c a t a l y s t [J ]．B i o r e s o u r c e T e c h n o l ,２０１４,１５８:８１－９０．

[２５]P S T R OW S K A K ,WA L E N D Z I E W S K I J ,S T O L A R S Ｇ

K IM．H y d r o r e f i n i n g o f o i l f r o mr a p e s e e d c a k e p y r o l y

s i s o v e rN i M o /A l ２O ３c a t a l y s t [J ]．F u e lP r o c e s sT e c h n o l ,２０１４,１２８:１９１－１９８．[２６]V O N O R T A S A ,K U B I C 六K A D ,P A P A Y A N N A K O S

N．C a t a l y t i c c o Ｇh y d r o p r o c e s s i n g o f g a s o i l Ｇp a l mo i l /A V O m i x t u r e so v e r a N i M o /γＧA l ２O ３c

a t a l y s t [J ]．F u e l ,２０１４,１１６:４９－５５．

[２７]L I UJ ,F A NK ,T I A N W Q ,e t a l ．H y d r o p r o c e s s i n g o

f j a t r o p h a o i l o v e rN i M o C e /A l ２O ３c a t a l y s t [J ]．I n t JH y Ｇd r o

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,２０１２,３７:１７７３１－１７７３７．[２８]S O U S A L A ,Z O T I N J L ,T E I X E I R A D A S V．

H y d r o t r e a t m e n t o f s u n f l o w e r o i l u s i n g s u p p o r t e dm o l y

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e [J ]．A p p lC a t a lA ＧG e n ,２０１２,４４９:１０５－１１１．

[２９]A L A L WA N B ,S A L L E Y S O ,N G K Y S ．H y

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lC a t a lA ＧG e n ,２０１４,４８５:５８－６６．

[３０]WA N G H L ,Y A NSL ,S A L L E YSO ,e t a l ．S u p p

o r t e f f e c t s o nh y d r o t r e a t i n g o fs o y b e a no i lo v e rN i M oc a r Ｇb i d e c a t a l y

s t [J ]．F u e l ,２０１３,１１１:８１－８７．[３１]M E L L E R E ,G R E E N U ,A I Z E N S H T A T Z ,e ta l ．

C a t a l y t i c d e o x y g

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S y n t h e s i so fr e n e w a b l ed i e s e lt h r o u g h h y d r o d e o x y g

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H E L I S ,e t a l ．D e s i g

n a n d t e c h n o Ｇe c o n o m i c e v a l u a t i o no f m i c r o b i a lo i l p r o d u c t i o n a s a r e n e w a b l e r e s o u r c ef o r

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d u c t i o n [J ]．F u

e l ,２０１４,

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,o i le x t r a c t i o n a n d b i o f u e l s p r o d u c t i o n t e c h n o l o g i e s f r o m m i c r o a l g a e [J ]．R e n e w S u s t E n e r g R e v ,２０１３,２４:１５９－１７１．

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[责任编辑:毛立群]

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生物柴油的重要性

生物柴油的重要性生物柴油与人类健康当生物柴油取代石油制品时，可以减少全球温室气体的排放，如二氧化碳。比如在大豆生长过程中，它从空气中吸收二氧化碳，用于制造茎、根、叶和种子。当油从大豆中提炼出来，转化成生物柴油，燃烧时释放出二氧化碳和其他物质到大气中。这个循环并没有增加空气中的二氧化碳的含量，因为下一批大豆将利用这些二氧化碳来生长。当化石燃料燃烧时，100%释放的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量。如果化石燃料制造生物柴油，虽生物柴油循环的二氧化碳不是100%，被生物柴油替代的石化柴油减少78%二氧化碳排放量。B20则减少15.66%。生物柴油减少了绝大多数的现代四冲程压燃发动机汽车尾气中的微粒物质排放、碳氢化合物排放和一氧化碳排放。这是由于B100自身含有11%（重量比）的氧。存在于燃料中的氧使燃料燃烧的更完全，残留的排放未燃燃料的排放更少。同样理由，有毒气体的排放也更少，因为有害气体与未燃尽的碳氢化合物和微粒物质排放有关。研究显示，微粒物质、碳氢化合物、一氧化碳排放的减少是不受原料影响的。美国环境保护署查阅了80份压燃发动机的排放测试报告，确认排放减少的益处是真实的，并预计排放的减少可以发生在更广泛混合比例的生物柴油化合物中。对于老式的两冲程发动机，如果不消耗过多的润滑油，B20可以减少一氧化碳、碳氢化合物和微粒物质。如果加大润滑油消耗，那么B20中微粒物质排放可能比表1显示的还要低。另外，一般人首先感受到生物柴油或生物柴油混合燃料的好处是从

它们的气味。使用生物柴油可以使排放气味变得好一些，有点象烹饪的气味。柴油燃烧后排放的有些微粒物质和碳氢化合物是有毒的或是有可能导致癌症和其他危及生命疾病。使用B100可以去除90%气体毒素。B20可以将气体毒素减少20%到40%。许多研究证实了生物柴油对于气体毒素的效应，这些研究始于原来的明尼苏达大学的矿物局的柴油研究中心。能源部也进行过类似研究，这项研究是通过爱达荷大学、西南研究所和蒙大拿环境质量部完成的。国家生物柴油协会也组织了I级和II级卫生效应研究，其结果支持了上述结论。美国劳工部的矿业安全卫生署进行了测试，并批准在矿井下使用生物柴油设备，在那里工作的工人暴露在高浓度柴油排放气体中。使用生物柴油混合燃料可以降低危及生命的疾病危害。生物柴油与国家能源安全从植物油中生产生物柴油所需要的化石燃料的能量只占其所含能量的一小部分（31%）。你可以用1个单位的化石燃料的能量生产出3.2个单位能量的生物柴油。上述估计也包括在其他能量的使用领域，如农场的使用柴油设备、运输工具（卡车和机车头）、化石燃料用于化肥和杀冲剂的生产、化石燃料用于生产蒸汽和电力、甲醇。由于生物柴油是高能效的燃料，它可以替代石化柴油，从而改变对进口石油的依赖。·生物柴油是可再生能源，不必担心能源会被耗尽生物柴油的生产、加工、消费是碳的一个有机的闭合循环过程。生物柴油的原材料植物通过光合作用能把太阳能转化为能储存的生物能，通过加工制成生物柴油，生物柴油经过人的消费，其中的碳以二氧化碳的形式回到大气中，作为下次光合作用的原料。因此，生物柴油的生产、加工和消费是一个可持续发展的过程。生物柴油的可再生性可以解

生物柴油的优缺点及发展展望

用动植物油制备的生物柴油不论是作燃料还是用作其它用途，都有很多优点： ① 生物柴油与石油柴油性能相近，作为柴油机燃料时不需改造发动机，储存也与石油柴油一样; ② 生物柴油用作汽车燃料可降低尾气中 CO2 排放80%，SO x排放100%，可降低未燃烧的烃>90%，降低芳烃75-90%，降低致癌物达90%; ③ 生物柴油燃烧所产生的 CO2 远低于植物整个生长过程中所吸收的CO2，有利于缓解温室效应; ④ 生物柴油中含氧 11w%，基本不含硫，且具有非常好的润滑性，对燃料消耗、燃料点燃性、输出功率、引擎的力矩都不带来影响; ⑤ 由于原料为动植物油脂，因此生物柴油也具有可再生性; ⑥ 生物柴油具有环境友好性，不含苯或其它致癌的多环芳烃，挥发性有机物(VOCs)含量低; ⑦ 生物柴油具有高的安全性，它的闪点很高，比石油柴油高出70℃左右，不必考虑为易燃物; ⑧ 生物柴油易于生物降解，其生物降解性比石油柴油快 4 倍，经过28 天生物柴油在水中可降解85-88%，与葡萄糖降解率相同，发生事故跑到土地上或水中不带来危害; ⑨ 生物柴油的毒性很低，急性口服毒性致死量>17.4g/kg 体重，是食盐毒性的十分之一; ⑩ 对皮肤的刺激性低，未稀释的生物柴油对人体皮肤的刺激性比 4%肥皂水的刺激性还小。

除了具有上述优点外，生物柴油也具有一些缺点： ① 生物柴油的热值比石油柴油略低; ② 生物柴油具有较高的溶解性，作燃料时易于溶胀发动机的橡塑部分，需要定期更换; ③ 生物柴油作汽车燃料时 NOx 的排放量比石油柴油略有增加; ④ 原料对生物柴油的性质有很大影响，若原料中饱和脂肪酸，如棕榈酸或硬脂酸含量高，则生物柴油的低温流动性可能较差;若多元不饱和脂肪酸，如亚油酸或亚麻酸含量高，则生物柴油的氧化安定性可能较差，这需要加入相应的添加剂来解决。当然，如果生物柴油与石油柴油调配使用，则可以有效克服上述缺点。 1、生物柴油的原料短缺的解决方法，生物柴油的发展不起来的原因与可以从燃料乙醇身上的借鉴之处。答：（1）我国应重点发展木本油料植物规模化种植和推广,加快微生物油脂发酵技术创新和产业化进程;同时,利用植物遗传育种技术提高油料作物产量以及选择性发展不与粮争地的油料作物。依靠各方面的进步,发展创新的油脂生产技术,保障我国生物柴油产业和油脂化工行业健康发展。（2）国家政策的支持，没有政府的支持这个行业坑会夭折。原因：原料短缺、原料价格高、出售价格高、销售困难、技术情况简单、宣传力度不够等。借鉴之处：第二代生物乙醇以生物质为原料,包括纤维素乙醇和纤维素生物汽油两种产品。目前已建有示范装置和/或工业装置的纤维素乙醇生产技术包括硫酸/酶水解-发酵技术、硫酸水解-发酵技术、酸水解-发酵-酯化-加氢技术、酶水解-发酵技术。业内专家认为,用酶替代硫酸水解是纤维素乙醇生产的发展方向。目前已经和准备进行示范装置试验的纤维素生物汽油生产技术包括快速热解-加氢

生物柴油技术

生物柴油技术随着我国工农业、交通运输业的飞速发展，市场对汽、柴油的需求日益增长。现在我国每年消耗的汽、柴油约为1.15亿吨,进口原油及成品油已成为我国财政的沉重负担，而且天然石油的储备有限，人类面临日益严重的能源危机。另外，燃油燃烧不当所排放出的浮碳、碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、硫化物已成为大中城市的主要污染物来源，严重影响生态环境和人类健康。中国是一个经济大国，也是一个能源消耗大国，节能减排与绿色环保已经成为中国能源战略的重要组成部分。国家出台了多项节能减排的政策措施，抑制高耗能、高污染行业的过快增长。节约发展，清洁发展，安全发展，可持续发展日益受到重视。因此，本着节能和环保要求，研制燃油新配方、开发清洁柴油已经势在必行。我公司最新研制的生物柴油是以植物油厂下脚料、动物脂肪、废餐饮油、工业废醇等为原料，再加入一定量的催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。目前，该技术已经通过科技部成果鉴定、质量技术监督局备案和全国唯一通过国家发改委及环保局批准立项且具有生产、销售资质（附：成果鉴定证书及备案、立项原件），现在已有多家合作单位规模化生产。【技术咨询：186-3718 1635 张经理187-3817 2329 齐经理】以下是汇绿生物柴油项目介绍： 1、生物柴油的技术特点生物柴油是以动植物油厂下脚料、泔水油、地沟油、脂肪酸甲酯、重油、蜡油、轻油、洗油、常线油、减线油、重柴、催柴、废轮胎油、废塑料油、臭油、废机油、地炼油、土炼油、低温煤焦油、常柴、焦化柴油、燃料油、碳五、碳九、碳十四、碳十六、白柴、化工油、黑柴、乌油、减线油等的二种或三种为原料，经过处理后，再加入一定量的催化剂、乳化剂，经专用设备和特殊工艺合成。该产品外观清澈透亮,主要指标达到国家柴油相关标准。与国内同类产品相比，本产品具有以下特点： 1）生物柴油原材料广泛，化工厂、植物油厂、炼油厂、化工市场等均可提供。动植物油厂下脚料、泔水油、地沟油来源于饭店或者植物油厂；脂肪酸甲酯来源于生物柴油厂；轻油、洗油、焦化柴油来源于焦化厂；重油、蜡油、常线油、减线油、重柴、催柴、碳五、碳九、碳十四、碳十六、白柴、来源于各大小炼油厂；废轮胎油、废塑料油、臭油、废机油、地炼油、黑柴来源于各小炼油厂。 2）生物柴油生产工艺简单、上马快、投资周期短，设备安装仅需15-30天。

生物柴油发展前景看好_访石科院长远性课题研究室副主任杜泽学教授

〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉行业sinopec monthly 2月1日，《生物柴油调和燃料（B5）》标准开始实施。在此之前，财政部、国家税务总局联合下发《关于对利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税的通知》，明确对利用废弃动植物油脂生产的BD100生物柴油免征消费税。一系列标准、办法的出台，为我国生物柴油的发展带来了哪些机遇？生物柴油应用前景又存在哪些困难和不确定性？为此，记者采访了中国石化石油化工科学研究院长远性课题研究室副主任杜泽学教授。生产：形成林油一体化产业链记者：“十一五”期间我国可再生能源发展迅速，作为可再生能源的生物柴油在我国发展现状如何？杜泽学：国家十分关注生物柴油的发展，在制定的“十一五”《可再生能源中长期发展规划》中指出，发展生物柴油应坚持不与粮油争地，采用绿色生产技术，不造成环境污染。早在2002年，我国就有民营企业进军生物柴油产业，使用地沟油、餐饮废油等作为生产原料。2007年前后是发展的高峰，当时已经投资建成的和计划投资的民营生物柴油企业近百家，产能超过300万吨/年。这些企业生产的产品按照自己制定的企业标准，销售给农用拖拉机、工程施工机械和渔船等。由于采用的是常规的酸碱法技术，三废排放多，污染环境。而产能扩展过快导致原料供应吃紧，价格在1 年内从2000元/吨左右涨到超过6000 元/吨，再加上金融危机的影响，到 2009年，大部分企业倒闭或处于停产状态。目前，国内生物柴油产量估计 30万吨/年左右，除中海油投产的装置和生产的生物柴油进入车用领域外，其他都是民营企业，产品质量满足国标（BD100）要求的不多，而且没有得到相关政策支持销售到车用领域。记者：发展生物柴油是否会导致 “与民争粮”？杜泽学：国家一直支持大规模发展生物柴油产业，但不提倡采用可食用油脂发展生物柴油。目前，国家鼓励采用“林油一体化”的模式发展生物柴油产业，对生物柴油产业化示范的要求是原料（非食用林木油脂）和生物柴油生产并举。为了落实国家中长期可再生能源发展规划，国家发改委于2008年6月核准了中国石化、中国石油和中海油申报的生物柴油示范工程项目，装置的建设规模分别为5万吨、6万吨和 6万吨/年生物柴油。本着“林油一体化”的示范模式，三家单位分别在贵州、四川和海南建立麻风树种植基地，培育种植和加工得到麻风树油，为生物柴油装置提供原料。2010年完成产业化示范，产量达到20万吨/ 年，此后进行产业化推广，到2020年产量发展到200万吨/年。记者：作为示范工程项目技术支持的主要负责人，您认为“林油一体生物柴油发展前景看好 □本刊记者王旸曹军生 ——访石科院长远性课题研究室副主任杜泽学教授中海油海南东方6万吨/年生物柴油示范装置。杜泽学摄20 中国石化2011/2

第一代生物柴油特性与各种方法介绍

生物柴油特性与技术介绍生物柴油产品特性与常规柴油相比，生物柴油下述具有无法比拟的性能。 1) 具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患碍率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。 2) 具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3) 具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。 4) 具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。 5) 具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 6) 具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。据美国能源部的研究，生物柴油对人比食盐的毒性还小，比糖更容易降解，生物柴油致癌物排放量比石化柴油降低93.6％。由于生物柴油燃烧所排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳。因此，与使用矿物柴油不同，理论上其用量的增加不仅不会增加，反而会降低因二氧化碳的排放,从而能缓解全球变暖这个影响人类生存的重大环境问题。作为可再生能源，与石油不同，其可以通过农业和生物科学家的努力，使其可供应量不会枯竭。原料供应有保证，价格较稳定。油料作物增产空间大，加之转基因技术可使油料含油达70%左右，有一定降价空间。目前生物柴油生产所用技术目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下进行转酯化(酯交换)反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，在经洗涤干燥即得生物柴油。生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。目前几种主要的工艺方法： ?碱催化法 ?酸催化法 ?脂肪酶或生物酶法 ?超临界萃取法 1.碱催化法：用氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂，这是目前最常用的制取方法，将植物油脂与甲醇予以酯交换（交酯化）反应，并使用氢氧化钠(油脂重量的1%) 或甲醇钠(Sodium methoxide) 做为催化剂，大约混合搅拌反应2小时，即可制得生物柴油。 2．酸催化法：因废油脂通常含有大量的游离脂肪酸，而不能用碱性催化剂转化为生物柴油，

生物柴油的特点和优点

生物柴油的特点 1)含水率较高，最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性，但降低了油的热值；2)pH值低，故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料（制备方法不同的酸价不一样）；3)密度比水小，相对密度在0.8724~0.8886之间；4)具有“老化”倾向，加热不宜超过80℃，宜避光、避免与空气接触保存；5)润滑性能好。6）优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98％，降解速率是普通柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染；7）较好的低温发动机启动性能；8）较好的安全性能：闪点高，运输、储存、使用方面安全；9) 十六烷值高，燃烧性能好于柴油。10) 无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。生物柴油的优点 1.具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高。 2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。 4.具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。 5.具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 6.具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。 7.无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。

生物柴油的研究进展

中国生物工程杂志 Chi n a B i o techno l o gy ,2006,26(11):87~90 生物柴油的研究进展沈 1,2 迟晓元 1,2 杨庆利 1,2 赵宗保3 张卫3 秦松 1* (1中国科学院海洋研究所青岛 266071 2中国科学院研究生院北京 100049) (3中国科学院大连化学物理研究所大连 116023) 摘要生物柴油是重要的新型可再生能源。阐述了生物柴油的主要特性及其对环境保护、能源安全、农业生产的意义。由于我国耕地有限,所以完全效仿国外的模式不符合我国的国情。并且原料油成本过高一直是制约生物柴油产业化发展的瓶颈,所以我国应该对生物柴油原料进行多方面研究。因此就生物柴油原料展开了详细地分析,并展望了我国生物柴油的发展前景。关键词生物柴油可再生能源原料前景中图分类号 Q819 收稿日期:2006 08 17 修回日期:2006 09 22*通讯作者,电子信箱:sqi n@m s .qd i o .ac .cn 随着经济的迅速发展,全球性的能源短缺及环境污染问题日趋严重 [1] 。我国人均化石资源贮量十分有限,但能源需求量却与日俱增。开发和利用立足于本国的可再生能源,是保障我国社会经济可持续发展的重大战略措施之一。生物柴油是一种清洁的可再生能源,其化学成分主要为长链脂肪酸的甲酯或乙酯。生物柴油一般是采用可再生的油脂资源(如动物、植物或微生物油脂,以及餐饮废油等)经过酯化或转酯化工艺制得的、是性质与普通柴油非常相似的液体燃油[2,3] 。作为一种极具潜力的化石能源替代品,生物柴油的开发和应用正受到世界各国的普遍重视[4] 。 1 生物柴油的特性及开发意义 1.1 生物柴油的特性和对环境保护的意义与传统柴油相比,生物柴油具有环境友好、润滑性能好、储运安全、抗爆性好和燃烧充分等优良性能,还具有能量密度高、可再生、易生物降解以及含硫量低等特点 [5] 。生物柴油中硫含量极少,可大大减少含硫物质的污染问题,又因其含氧量高,一氧化碳的排放量约为普通柴油的10%,二氧化碳的排放量远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳,可以很大程度缓解与改善目前全球面临的温室效应。使用生物柴油所产生的尾气中有毒有机物的排放量仅为普通柴油的10%,颗粒物为20%,且生物柴油本身的生物降解率高达95%以上,加之其燃点为150 左右,比普通柴油在使用、运输、处理和储藏方面都更加安全 [6~8] 。目前各国大多使用20%生物柴油与80%石油柴油混配,这种混配的燃油适用于任何柴油发动机,并能直接利用现有的油品储存、运输和分销设施。 1.2 生物柴油对我国能源安全的意义能源安全就是实现一个国家或地区国民经济持续发展和社会进步所必需的能源保障。我国现有的能源远远不能满足国民经济的快速发展和可持续发展,为了改善能源危机现状,必须尽快寻找新的能源来源,生物质是可再生资源,利用生物质生产生物柴油,可以保证能源的稳定供应。我国人均占有可开采石油资源十分贫乏,大约只有世界平均水平的12% [9] ,但能源的需求总量却增势强劲,是石油净进口国。生物柴油属于可再生能源的一种,更重要的是其来源具有稳定性,因而可长期缓解对化石资源的依赖,并保障社会和经济的可持续发展。 1.3 生物柴油对我国农业生产的意义生物柴油的原料来源极其广泛。在我国与农业生产直接相关的主要包括各种植物油脂和微生物油脂的获得。广大农民可以通过种植木本油料植物或油料作物为生产生物柴油提供丰富的可再生原料,或者通过微生物发酵法利用和转化各种农林废弃木质纤维素原材料获取微生物油脂等 [10] 。这不仅能改善油料作物的

生物柴油工艺流程图CAD图

一、概述 1.1生物柴油概述生物柴油(Biodiesel) ，又称脂肪酸甲酯(Fatty Acid Ester) 是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类(甲醇、乙醇) 经交酯化反应(Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上，Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外，生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。1.2使用生物柴油可降低二氧化碳排放生物柴油的使用能减少温室气体二氧化碳的排放，可以这样来理解：燃烧生物柴油所产生的二氧化碳与其原料生长过程中吸收的二氧化碳基本平衡，所以不会增加大气中二氧化碳的含量．而燃烧矿物燃料所释放的二氧化碳需要几百万年才能再转变为石化能，故使用生物柴油能大大减少石化燃料的消耗，相当于降低了二氧化碳的排放。美国能源部研究得出的结论是：使用B20（生

物柴油和普通柴油按1：4混合）和B100（纯生物柴油）较之使用柴油，从燃料生命循环的角度考虑，能分别降低二氧化碳排放的15.6％和78.4％。 1.3生物柴油降低空气污染物的排放生物柴油由于本身含氧10％左右，十六烷值较高，且不含芳香烃和硫，所以它能够降低CO、HC、微粒、NOx和芳香烃等污染物的发动机排气管排放，尤其是微粒中PM10的排放，而它正是导致人类呼吸系统疾病根源的污染物。生物柴油具有许多优点：*原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。*生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。*可得到经济价值较高的副产品甘油(Glycerine) 以供化工品、医药品等市场。*相对于石化柴油，生物柴油贮存、运输和使用都很安全(不腐蚀溶器，非易燃易爆) ；*可再生性(一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期，效益高；*可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视。德国已将生物柴油应用在奔驰、宝马、大众、奥迪等轿车上，全国现有900多家生物柴油加油站。美国、印度等其他发达国家和发展中国家也在积极发展生物柴油产业。目前，世界生物柴油年产量已超过350万吨，预计2010年可达3000万吨以上。1.4我国生物柴油发展的现状在生物柴油方面，我国的技术研究并不落后于欧美等发达国家，从各种公开的文献资料上，涉及生物柴油的文献80余篇，涉及技术研究的文献20余篇，内容包括了生物

国内外生物柴油技术进展

国内外生物柴油技术进展王璇冀星摘要:生物柴油是以动植物油脂为原料生产的柴油替代品,基本成分是脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。生物柴油不含硫与芳烃,闪点高,具有良好的动力性能与排放性能,被国际可再生能源界誉为最具前景的替代油品。本文对生物柴油原料、生产工艺、行车实验、产品标准等方面进行了全面简要的介绍,希望对读者有所参考。关键词:生物柴油;原料;生产工艺;专利;标准;行车实验 1 原料生物柴油可以采用多种原料生产,包括植物油、动物油和废弃食用油等。不同原料采用的生产技术有所不同,经济性也有差别。在目前已投入生产的生物柴油装置中,大部分采用菜籽油为原料,表1是生物柴油原料来源构成情况。表1 生物柴油原料来源构成%原料构成菜籽油84 葵花籽油13 大豆油1 棕榈油1 其他1 数据来源:SR I咨询公司世界不同地区生产生物柴油所用的原料不同,美国主要采用大豆油、欧洲主要使用菜籽油、亚太地区主要使用棕榈油。据专家考察分析,中国生物柴油原料将主要来自两个方面,废弃油脂和野生油料树木种子。其中废弃油脂主要包括: (1)炒菜和煎炸食品过程产生的煎炸废油,如麦当劳、肯德基等快餐店产生的煎炸废油,以及我国传统煎炸食品如油条、方便面和饼干加工过程中产生的煎炸废油; (2)烤制食品过程中产生的动物性油脂,如烤鸭、烤羊肉过程中从动物体中烤出的油脂; (3)动物制品常温加工过程中产生的下脚料经处理得到的动物性油脂,如用废猪皮等下脚料熬制的油品; (4)餐饮废油,也称泔水油,主要指从剩余饭菜中经过油水分离得到的油脂; (5)地沟油,主要指在餐具洗涤过程中流入下水道中的油品; (6)厨房通风系统的凝析油,如家庭与餐馆抽油烟机冷凝的油脂; (7)酸化油脚。野生油料树木主要包括黄连木、文冠果和麻风树等。我国含油植物种类丰富,共有151科1553种,其中种子含油量在40%以上的植物为154种,可用作建立规模化生物质燃料油原料基地乔灌木种约30种,并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林,建立起规模化的良种供应基地的生物质燃料油植物在10种左右。科技部在十五攻关计划中,从种植资源能源一体化系统出发,选育适合不同地域生长的优良燃料油植物种植,建立燃料油植物种植资源发展基地和生物燃料油生产示范工程,采用基因工程等现代技术改良物种性状,培育高产燃料油植物新品种;开展优良种源及无性系速成丰产栽培示范,对有重要经济价值的国外油料植物种类和优良无性系进行引种、驯化和小面积栽培实验。由于原料来源有明显的地域差别,各个国家都在开发适合自己的生物柴油工艺路线。尽管已经有很多成熟的生物柴油技术提供转让服务,但投资者在引进技术时,应首先考察该技术是否有良好的原 13

生物柴油研究与应用现状_吴慧娟

生物柴油研究与应用现状吴慧娟,许世海,张文田(后勤工程学院,重庆400016) 摘要:随着环境污染问题的日益严重和能源危机的日益紧迫,迫使人们急需寻找一种不仅清洁的、对环境友好的、而且可再生的能源。生物柴油的可再生性和清洁性引起了世界各国的重视。综述了生物柴油在国内外的生产应用现状、发展趋势以及发展生物柴油对我国的意义。并对生物柴油生产方法的研究进展进行详细的介绍,重点介绍了酯交换反应,对生物柴油目前还存在的问题进行了分析。关键词:生物柴油;可再生能源;酯交换反应中图分类号:TE626.24　文献标识码:C 文章编号:0253-4320(2007)S1-0013-04 Research and application situation of biodiesel W U Hui -juan ,XU Shi -hai ,ZHA NG Wen -tian (College of Logistical Engineering ,Chongqing 400016,China ) Abstract :With the increasin g urgency of both energy crisis and environ mental pollution ,there is an urgent need to find a kind of alternative fuel source which is clean ,environmental -friendly and reproducible .Biodiesel attracts notice all around the world because of its cleanness and reproducibility .The research and application situation of biodiesel in China and other countries ,as well as its importance to China are reviewed in this paper .The production technology ,especially transesterification ,is introduced in detail .The shortcomings of biodiesel are also discussed . Key words :biodiesel ;reproducible energy source ;transesterification 　收稿日期:2006-11-27 　作者简介:吴慧娟(1982-),女,硕士研究生,主要研究方向为燃料与燃料化学,sing4757@s ina .com 。石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。但近年来,石油供应出现紧缺,石油价格居高不下,各国从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展一些可以再生、清洁的对环境友好的能源。生物柴油作为优质的柴油代用品,对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。我国是一个石油短缺的国家,石油资源数量较少,生产能力增长缓慢。但随着生活水平的提高,石油的需求急剧增长,供应缺口越来越大。2005年我国生产原油1.815亿t ,进口原油1.27亿t ,成品油净进口1742万t ,石油对外依存度已达42.9%。这种状况不仅给石油供应带来很大的压力,而且也危及到国家能源安全。另一方面我国环境状况也不容乐观,而能源使用过程中带来的污染是一个重要方面。因此,在我国发展生物柴油具有更大的意义。 1　国内外生物柴油应用情况 1.1　美国美国是最早研究生物柴油的国家之一,原料是以大豆油为主。生物柴油在美国的商业应用始于 20世纪90年代初,但直到近几年才逐渐形成规模,并已成为该国发展最快的替代燃油[1],产量从1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。目前美国已有4家生产厂家,总生产能力达30万t /a [2] , 预计到2011年美国生物柴油的生产能力将达115万t /a 。美国在生产柴油的研制过程中,生产成本的合理化,适宜原料的选择及理化特性的改进方面都取得了突破性的进展。为促进生物燃料的发展,美国政府采取了有力的补贴措施。1.2　欧洲生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油的5%,2001年生物柴油产量已超过100万t ,主要以油菜为原料,目前在欧盟各国以前通常被用来做饲料用的废食用油脂,现在也正转向生产生物柴油[3]。据Frost &Sulivan 企业咨询公司最新发表的“欧盟生物柴油市场”报告,为实现“京都议定书”规定的目标(在2008—2012年期间,减少二氧化碳排放量8%),欧盟即将出台鼓励开发和使用生物柴油的新规定,如对生物柴油免征增值税,规定机动车使用生物动力燃料占动力燃料营业总额的最低份额。为了便于推广使用,德国、意大利等国也都制定了生 · 13·第27卷增刊(1)现代化工 June 20072007年6月Modern Chemical Industry

国内外生物柴油的标准

生物柴油标准中的各项指标分析生物柴油标准中要考虑很多指标，有些指标是与石油柴油共有的，包括密度、运动粘度、闪点、硫含量、10％蒸余物残碳、十六烷值、灰分、水含量、机械杂质、铜片腐蚀、燃料安定性、低温性等；还有一些指标是生物柴油所特有的，包括总酯含量、游离甘油含量、甘油单酯、二酯及三酯含量、甲醇含量、碘价及多元不饱和脂肪酸甲酯的含量、酸值、磷含量、碱及碱土金属含量等；另外，还有一些额外的指标包括馏程、燃烧热值、润滑性、不皂化物含量等，是可以选择的。闪点：为了储存和运输的安全，燃料都要最低闪点的要求。生物柴油的闪点一般高于110℃，远超过石油柴油的70℃，所以生物柴油储运比石油柴油安全。甲醇的含量是影响生物柴油闪点高低的重要因素。即使在生物柴油中含有少量的甲醇，其闪点也会降低。除此之外，较多的甲醇也会对燃料泵、橡塑配件等有影响，并且会降低生物柴油的燃烧性能。美国生物柴油标准要求闭口闪点不低于130℃，欧洲标准要求不低于120℃。水分：游离水会导致生物柴油氧化并与游离脂肪酸生成酸性水溶液，水本身对金属就有腐蚀。美国生物柴油标准要求生物柴油水分和沉渣不超过0.05％，欧洲标准要求水含量不超过500mg/kg。机械杂质：指存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质。机械杂质对发动机零部件的磨损以及运转是否正常都有严重影响。生物柴油中不允许有机械杂质。欧洲生物柴油标准要求总杂质含量不超过24mg/kg。运动粘度：运动粘度表示生物柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下生物柴油的动力粘度与密度之比。对于一些发动机而言，为了防止喷射泵和喷射器泄漏而造成功率损失，可设定一个粘度最小值；另一方面，通过对发动机的设计尺寸、喷油系统特性的考虑，限定了允许粘度的最大值。生物柴油的粘度高于石油柴油，调入2～20％的生物柴油到石油柴油中后，柴油的粘度会增加，但也能满足标准对柴油运动粘度的要求。美国标准要求生物柴油40℃运动粘度为1.9～6.0mm2/s，欧洲标准要求40℃运动粘度为3.5～5.0mm2/s。硫酸盐灰分：在生物柴油中灰分以三种形式存在：固体磨料、可溶性金属皂及未除去的催化

生物柴油工艺流程简述

本项目所采用的是吸收发展日本HAVE技术及与公司技术研发合作方上海华东理工大学共同研制的脂肪酸甲脂提纯的分子蒸馏技术和自有的精制技术相结合，自主开发创新，独具特色的生产工艺和设备。是在国内外同行业中具有先进性的生物柴油生产新工艺。叙述如下： STEP-1前处理原料油在,多数场合时是含有一定的水分和微生物的,在加热100℃以上的情况下.甘油三酯(三酸甘油酯)的一部分加水分解,变为游离脂肪酸。因此,一般的原料油尤其是废食用油里含有2～3%的游离脂肪酸,饱和溶解度的水以及残渣的固定成分。这些杂质,特别是在由碱性触媒法的酯化交换过程中,使触媒活性下降,产生副反应生成使燃料特性变坏的副生物,所以,在酯交换反应前,有去除的必要.D/OIL 制造过程中,配合高速分离,真空脱水,脱酸等,几乎可以全部除去废食用油中的杂质。饱和脂肪酸采用烙合法断链转换成不饱和脂肪酸。 STEP-2 甲醇触媒的溶解水分等杂质含有量在所定值以下的甲醇和触媒混合后,用来调制甲醇溶液.此过程中,特别要注意的是,由于溶解热的突然沸腾,有必要控制溶解速度和溶液的温度。另有,KOH触媒由于吸水性较高,所以,在储藏和使用阶段尽量防止吸收水分、一旦,吸收了大量的水分时, KOH就会变得难于溶解,将会影响到下一个工序。

STEP-3 酯交换反应将经过前处理的原料油和触媒,甲醇混合,在65度左右时进行酯交换反应(Ⅲ--4)。在此工序中,为了达到完全反应的目的(tri-di-mono-甘油酯的转化率在99%以上),有必要控制甲醇/原料油比,触媒/原料油比,搅拌速度,反应时间等的参数。。通常,甲醇/原料油比和触媒/原料比越大,反应速度越快,投入化学反应理论以上的过剩甲醇时,不只是D/OIL的制造原价升高, D/OIL中的残存甲醇浓度也升高,燃料特性反而恶化。还有,此工程,如果原料油中水分和游离脂肪酸有残留的情况下,会引起如下图所示的副反应。过量甲醇通过闪蒸分离后经精馏回用。 STEP-4 甘油的分离反应结束后,从酯交换反应的生成物甘油和甲酯的混合物中分离出甘油. 甘油的分离,虽然可以利用甘油(1.20g/cm3) 和甲酯(0.88g/cm3)的比重差,使之自然沉降,不仅分离速度很慢,也不能使甘油完全分离.所以, .D/OIL的制造过程是通过高效率的高速离心分离机来进行分离的. STEP-5 甲酯的精制甲酯的精制是通过蛋白页岩吸附剂，去除生物柴油中的碱性氮、和黄曲霉素。

生物柴油生产工艺

学院：化学与环境保护学院专业：化学工程与工艺姓名：朱慧芳学号：201031204011

新型藻类制生物柴油生产工艺摘要：我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算, 值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。关键词：生物柴油；酯化；醇解；酯交换；脂肪酸；脂肪酸甲酯一生物柴油概述生物柴油 (Biodiesel)，又称脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Ester)是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类 (甲醇、乙醇) 经交酯化反应 (Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr. Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使

用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。二生产生物柴油背景技术市场分析 1生物柴油原料由于各国的资源差异，生物柴油的原料差异较大，欧盟主要是菜籽油为主，美国主要是以大豆油为主。我国主要生物柴油主要以废弃油脂以及木本原料为主，并在价格合适的情况下考虑进口棕榈油。 2 生物柴油的优缺点（1）生物柴油优势与常规柴油相比，生物柴油下述具有无法比拟的性能。 1) 具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患碍率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。 2) 具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3) 具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。 4) 具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因

新能源技术应用的现状及发展趋势

目录摘要 (2) 第一章对能源的认识 (3) 1.1能源的定义 (3) 1.2能源的源头 (3) 1.3能源的种类 (4) 第二章新能源的发展趋势 (5) 2.1 多元化 (5) 2.2 清洁化 (5) 2.3 高效化 (5) 2.4 全球化 (6) 2.5 市场化 (6) 第三章启示与建议 (7)

摘要我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：物质、能量和信息。组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子部的能量。未来对能源的要求有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。未来对能源的需求未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。关键字：能源利用可持续发展环境污染

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