生物柴油的制备及应用

生物柴油的制备及应用

辽宁石油化工大学

赵德智

1前言

随着日益严重的全球性能源短缺与环境恶化，控制汽车尾气排放，保护人类赖以生存的自然环境成为目前人类急需解决的问题。世界各国的能源研究人员从环境保护和资源战略的角度出发，积极探索发展替代燃料及可再生能源，生物柴油就是其中一种。生物柴油(Biodiesel)，即脂肪酸甲酯，是一种含氧清洁燃料，由菜籽油、大豆油、回收烹饪油、动物油等可再生油脂制取加工而成。生物柴油作为优质的柴油代用品，属环境友好型绿色燃料，具有深远的经济效益与社会效益。生物柴油产业在我国具有巨大的发展潜力，并将对保障石油安全、保护生态环境、促进农业和制造业发展、提高农民收入，产生相当重要的积极作用。

发展生物柴油的意义

生物柴油的定义

生物柴油以可再生的生物材料为基础，比如大豆、油菜、玉米和向日葵，将甘油从脂肪和蔬菜油中分离出来，从而提炼出的酯类氧化燃料就是生物柴油，其化学成分是长链脂肪酸的单一烷基酯。它可以被生物降解，是一种无毒、无硫、不含芳香族物质的燃料.

生物柴油不含石油，但可以任何比例与从石油提炼出的柴油相混合，形成生物柴油混合物。这种混合物以“BXX”表示，其中“XX”代表生物柴油所占的比例（如B20表示包含20%的生物柴油）。它可以在压燃式发动机上使用，而不需要对发动机进行任何调整.

生物柴油的主要特性

生物柴油的优点

⑴具有优良的环保特性

①由于生物柴油中硫含量低

②生物柴油中不含对环境造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于常规柴油。

③由于生物柴油含氧量较柴油高，使其燃烧时排烟少.

④生物柴油容易分解且无毒。

生物柴油的优点

⑵具有较好的低温发动机启动性能。

⑶具有较好的润滑性能。

⑷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、使用方面的优点是显而易见的。

⑸具有良好的燃料性能。

生物柴油十六烷值高于常规柴油，这使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使发动机机油的使用寿命加长。

生物柴油的优点

⑹具有可再生性能。

作为可再生能源，与石油储量有限不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。生物柴油完全可以由本国生产，这就减少了对进口石油的依赖。按照美国能源部的出版资料，美国每年50%的石油需进口，花费6000亿美元。从20世纪80年代早期，国内石油生产量开始降低，而石油的消费量却有增无减，这使得近年来我国成为石油进口大国。自1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量以每年4%速度增长，2000年、2001年石油进口量均达7000万吨以上，目前石油进口量占我国石油消费量1/3。未来世界能源发展的一个趋势就是使用可再生能源代替不可再生的能源，所以，生物柴油的这个特性证明了发展生物柴油替代常规柴油是可行的，是与世界能源发展趋势相一致的。

生物柴油的优点

⑺发展生物柴油工业可以增强本国经济，尤其是国家农业经济。据统计，美国所有公交车每年所用的生物柴油燃料，就需要165万t的大豆来提取。同时，生物柴油的生产会增加更多的就业机会。

⑻生产生物柴油的能耗低。以每生产1MJ燃料的总能耗和效率表示，生物柴油与石油柴油总能耗及效率基本相近。但生物柴油的石油消耗仅为0.311MJ，远低于柴油。而且榨油植物生长过程中大部分能量来自太阳能。若植物油酯交换过程采用可再生的乙醇时，则石油消耗还可下降。在生产生物柴油的过程中，每消耗1个单位的矿物能量就能获得3.2个单位的能量，在所有的替代能源中它的单位热值最高。

生物柴油的优点

⑼生物柴油燃烧排放物对人体危害性小。美国研究人员通过有害气体对人的体重、食欲、死亡率、血液、神经、肺部、眼睛及NA等方面的影响得到结论：生物柴油的燃烧尾气对人体没有明显副作用。相对常规柴油的燃烧尾气，B20(含20%生物柴油的混合油)可降低16%的毒性危害程度，B100(含100%生物柴油的混合油)则可降低80%的毒性危害程度。

生物柴油的优点

以生物柴油为燃料的发动机，其废气排放指标不仅可满足欧洲Ⅱ号标准，还可满足即将在欧洲实施的欧洲Ⅲ号排放标准。由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于生产生物柴油的植物在生长过程中所吸收的二氧化碳，因此，理论上生物柴油用量的增加不仅不会增加反而会降低二氧化碳的排放量，对解决因二氧化碳增多而导致的全球变暖这一重大环境问题

有积极意义。因此，生物柴油是一种真正的绿色柴油。

生物柴油的缺点

⑴生产生物柴油的成本偏高。生产成本太高是生物柴油得以广泛应用的最大障碍。目前生产生物柴油的主要作物原料是大豆，所以价格必然是随着大豆的生产量而上下浮动。美国正在开发其他的生物柴油原料作物，增加原料种类及数量，以降低生物柴油的生产成本。

（2）生物柴油的粘度比传统柴油高。由于生物柴油的粘度较高，所以在低温下利用率不高，这就限制了生物柴油在气温较低的加拿大、北美和多数欧洲国家的使用。在这些地区，生物柴油主要是作为添加剂，即以5%-10%的比例与传统柴油混合后使用。

（3）生物柴油的储藏也存在问题。在发动机上使用纯生物柴油，封蜡和垫圈极容易损坏，如果在柴油中混合20%的生物柴油（B20）就能避免这些问题，使用（B20）的发动机性能与2号石油柴油的性能完全一致。

我国开发生物柴油的意义

生物柴油产业作为一个新型的能源工业，它可以带来多方面的宏观经济效益和社会效益：

①为农业开拓新市场，改善农业经济结构，增加农民收人；

②促进制造业的发展，创造更多的就业机会；③改变燃油结构，减少能源资源的消耗，保护生态环境，节约用于环保的费用；

④保障石油安全，减少原油进口；⑤减少植物粕粉和甘油的进口。

我国开发生物柴油的生态环境意义

⑴生物柴油来源于可再生资源，增加生物柴油的生产可以减少石化能源的开采和消耗，从而减少对地球生态环镜的过度破坏和对不可再生能源的过渡开采和使用。

⑵生物柴油燃烧所排放的CO2远低于植物生长过程中所吸收的CO2，使用生物柴油会大大降低CO2的排放和室温气体的积累，缓解并从根本上解决因室温气体积累所造成的全球气候变暖这一有害于人类的重大坏境问题。

⑶发展生物柴油产业，将增加陆地土地植被覆盖，对减少水土流失、调节大气环境气候等多方面具有生态调节功能。

我国开发生物柴油的生态环境意义

⑷石化能源脱硫一直是一项世界性的难题。其大量燃烧后形成的酸雨，给生态环境带来巨大的灾难；而生物柴油不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害。

⑸生物柴油中不含苯及其它具有致癌性的芳香化合物，其使用后排放的废气也不会产生这些物质，生物柴油的生产和使用完全不会毒害人们的身体健康，使用生物柴油代替常规柴油将有助于人类的身体健康。

⑹由于生物柴油中含有分子内氧，并具有良好的自润滑性能，所以利用生物柴油为动力的柴油车燃烧充分，燃烧后尾气

中CHX 、COX 、NOX 、残碳微粒排放大幅度下降，可以有效控制大气污染。⑺生物柴油不易挥发，很容易生物降解，如生产和使用过程中发生泄露，不会污染地面和水体，属于环境友好的能源产品。

我国开发生物柴油的社会意义

我国是最大的发展中国家，也是目前经济发展最为迅速的国家，能源发展战略始终在我国的经济发展中占有重要地位。优质石油能源的相对短缺及煤炭能源开发与利用过程中的低效率和所造成的环境污染正成为我国经济与社会可持续发

展的重要制约因素。自1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量以每年4%速度增长，2000年、2001年石油进口量均达7000万吨以上，目前石油进口量占我国石油消费量1/3[10]。据美国《油气杂志》提供的数据，我国2000年石油剩余探明储量为240亿桶(32.7亿吨)，原油产量为320万桶/日(1.6亿吨/年)，石油消耗量为420万桶/日(2.06亿吨/年)。按此数据，我国石油储量仅可稳产21年。而且产需存在5，000万吨缺口[11]。数字庞大的石油进口还危及到我国战略安全，有识之士已经呼吁建立我国石油战略储备，但随着石油资源逐渐枯竭，未来世界各国对石油能源的争夺将更为激烈，建立战略储备不能从根本上解决石油资源短缺问题。与世界能源发展趋势一样，煤层甲烷、地热能、风能、太阳能、生物质能及其它可再生的清洁能源在今后的中国经济发展中将是重要补充。其中生物可再生能源由于来源的稳定性及环境的友好性一直是最重要的能源研究方向。

我国开发生物柴油的社会意义

利用大宗过剩农产品粮食发酵生产醇类，如乙醇汽车代用燃料和利用油脂转化生产生物柴油是生物可再生能源的两个重要研究方向。我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，且配制的汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。而大量研究资料表明：利用油脂生产生物柴油，转化能耗相当低，并具有良好的能量正平衡。用菜籽油生产生物柴油，需要农业、加工、生物柴油转化等各种能量投入8.6GJ / t ，而生物柴抽具有37.2GJ / t的能量，投入产出比高达1：4.3，远远高于粮食发酵生产醇类代用原料的能量投入产出比；且生物柴油即可以直接使用，也可以与石化柴油以任意比例混合在现有柴油车中使用而不需要对现有发动机作任何改进；并可以利用已有的庞大矿物柴油销售和储存网络[12]。

发展生物柴油对我国农业结构调整、农村经济社会发展和增加农民收入具有重要意义。随着近年来农产品（特别是粮食）供大于求，农民收入增长缓慢，调整农业结构，增加农民收入，是我们面临的迫切任务。我们一直注重农产品向食品转化，但由于受市场容量制约，近几年还是出现了卖粮难、卖果难的局面。种植油料作物来生产生物柴油，走的是农产品向工业品转化之路，而且液体燃料市场广阔，是一条强农业富农民的可行途径。它还可以创造大量就业机会，带动农村及区域经济社会发展，为国家和地方增加税收。发展生物柴油既有明显的社会效益，总体经济效益也大大超过国家扶植产业发展的投入。

我国开发生物柴油的经济意义

虽然目前在我国生产生物柴油尚不具备良好的经济效益，但发展我国生物柴油产业具有非常巨大的和不可估量的潜在经济意义。我国粮食生产能力过剩，而现有技术将粮食转化成生物能源的效率和效益都比较低，有些地方因种出不挣钱，土地抛荒现象较为严重，但可通过结构调整发展成生物柴油的原料产地。同时我国国土中不适宜种植粮食的荒山、荒坡及水土流失和沙化严重的面积非常巨大，完全可以开发种植特色高产能源木本油料，发展成生物能源的供应地，而不必考虑油脂生产能力过大对油脂市场的冲击；通过对土地的有效利用，每年将增加生物能源的供应量成千万吨计，按目前柴油价格2800～3400元/吨计算，将形成一个300多亿元的产业。并将建设大量的能源工厂，增加就业机会。

值得注意的是现代石油工业是高度集中、连续性很强的产业，油田与炼油厂在战争时期是敌方的重点攻击目标，容易被破坏，恢复生产也难。生物柴油原料和生产分散，工艺简单，规模可大可小，易于隐蔽，总体生存能力强。美国军方重视发展生物柴油，美军国防能源补给中心已经建立了生物柴油供应网络，将B20柴油输送到全国各地美军。我军也应考虑将生物柴油作为提高油料供应可靠性的一项措施。

总之，发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义[8]。目前世界各国都对生物柴油的生产非常重视，下面介绍目前生物柴油的发展状况。

国内外生物柴油发展现状国外生物柴油发展现状

德国现有8家生物柴油生产厂，拥有300多个生物柴油加油站，生产生物柴油25万t/a，有关机构制定了生物柴油标准DIN V51606，并对生物柴油的产销和使用给予免税。法国有7家生物柴油生产厂，总生产能力为40万t/a。使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油，税率为零。意大利有9家生产厂，总生产能力33万t/a，税率为零。奥地利有3家生产厂，总生产能力5.5万t/a，税率为石油柴油的4.6%。比利时有两家生产厂总生产能力24万t/a[16] 。

美国生物柴油的发展现状

美国是最早研究生物柴油的国家。1992年美国能源署及环保署都提出将生物柴油作为清洁燃料应大力发展；美国前总统克林顿在1999年专门签署了开发生物质能的法令，其中生物柴油被列为重点发展的清洁能源之一，国家对生物柴油实行免税的政策，以促进生物柴油产业的发展。从20世纪90年代初美国就开始将生物柴油投入商业性应用，但是最近两年才真正形成规模，生物柴油已成为其产量增长最快的替代燃油。1999年，美国只有3个主要的汽车运输公司使用生物柴油，而到2000年3月使用生物柴油的运输公司超过了40个。生物柴油的年产量也从1998年的1 500t高速增长到2001年的6×1 04t，美国现有4家生物柴油生产厂，总生产能力为30万t/a，规划2011年将生产生物柴油115万t。美国使用生物柴油标准规定在普通柴油中的掺入量为10%一20%，税率为零。

美国生物柴油的发展现状

美国近几年对生物柴油做了较多的研究探索，主要进展有以下几方面：

⑴资源探索1998年美国国家再生能源实验室对全国30个地区的随机调查表明：年人均废弃的油脂量为10.5吨。其中

餐饮店(尤其是油炸食品的废油)及排污中废弃油可作为生物柴油的廉价原料。美国可再生能源国家实验室(NREL)通过现代生物技术制成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”。该种藻类在实验室条件下可使脂质质量分数达60%以上，户外生产也可达40%以上。预计每m2“工程微藻”每年可生产约1.6～4L生物柴油[7]。

(2)成本核定生产生物柴油的副产品是丙三醇(甘油)。在饮食及食品工业市场销售丙三醇的收益可以支付整个过程的费用，可使生物柴油的价格降低到普通柴油的水平。按2001年美国市场价计算，生产成本价视原料不同而异：植物油为0.48美元/吨、动物油脂0.33美元/吨、废食用油0.165美元/吨。今后目标定价为0.125美元/吨，低于柴油0.165美元/吨。欧洲国家

目前，生物柴油运用最多的是欧洲。随着生产生物柴油所需的工业油籽需求量的不断增长，出于工业目的种植油籽的预留地面积也迅速增长。在欧盟各国以前通常被用来作饲料用油的废食用油脂，现在也正转向生产生物柴油[16]。

欧洲议会免除了生物柴油90%的税收，而高额燃油税一般要占普通柴油燃料零售价格的50%甚至更多。欧洲国家对替代燃料的立法支持、差别税收以及对油籽生产的补贴共同促进了生物柴油的价格对其他柴油燃料价格的竞争性。

目前，欧盟推广生物柴油的目标是：到2003年达230万t，2010年达830万t。德国现有8家生物柴油生产厂，生产生物柴油25万t/a，拥有300多个生物柴油加油站，并制定了生物柴油标准DIN V51606，对生物柴油实行不收税的政策[17]。法国和意大利等欧洲国家也都建立了生物柴油生产企业：法国有7家生物柴油生产厂，总生产能力为40万t/a；意大利有9个生物柴油生产厂，总生产能力33万t/a。奥地利有3个生物柴油生产厂，总生产能力5.5万t/a。2001年，欧盟国家生物柴油年总产量突破10×l05t[18]。

其他国家

其他一些国家也在兴起生物柴油产业，例如日本早在1995年就开始研究用饭店剩余的煎炸油生产生物柴油，1999年建立了日产259L用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置，日本政策科学研究的2000～2005年的发展计划中，力争每年使用4０万L废食用油调配的生物柴油，即达到年柴油消费量的1%。目前日本生物柴油年产量可达4×105t。泰国发展生物柴油计划已于2001年7月发布，第一套生物柴油装置已经投运，并实施税收减免。保加利亚、韩国等也在最近向全国推广使用生物柴油。加拿大、巴西、韩国及保加利亚等国家也在积极发展生物柴油[19]。

燃用生物柴油不仅具有优越的排放水平，起到对环境污染的改善作用，同时这种用大豆或其他植物油做汽车燃料的技术对农业经济的支持也不可估量，因此近年来倍受各国，特别是石油资源贫乏国家的推崇，并正在大力推进其产业化进程。为了改善环境和降低对石油进口的依赖，欧美国家政府对燃用生物柴油给予巨额财政补贴和优惠税收政策予以支持，使生物柴油价格与石油柴油相差无几，从而使之具有较强的市场竞争力。

我国生物柴油发展现状

我国生物柴油生产起步晚，给我们发展生物柴油工业带来了很大压力，同时也为我们创造了后发优势，使我们有机会借鉴其他国家成熟的生产技术和宝贵的推广经验，少走弯路。而且我国具有自己的国情，我国植物和动物油脂的产量和消费量都非常大，油料处理和使用过程产生的大量废旧油脂可以作为生产生物柴油的廉价原料油，保证了生物柴油工业的

原料来源和经济可行性。

我国生物柴油发展现状

生物柴油产业是新兴的高新科技产业，我国“十五发展纲要”己明确提出发展各种石油替代品，并将发展生物液体燃料确定为新兴产业发展方向，加快我国生物柴油的研发和应用是新时期赋予的历史使命，也是我们千载难逢的发展机遇[24]。我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保等问题制定了一系列政策和措施，一些学者和专家已致力于生物柴油的研究、倡导工作。我们在技术上具有一定的支撑能力，并开始进行小规模生产。但是，与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究阶段，未能形成生物柴油的产业化；政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法；更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展的战略。因此，随着我国生物柴油产业的发展，今后在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。

生物柴油应用现状

目前，生物柴油主要应用于运输业、海运业及其他容易造成环境污染的领域（如矿井）。世界上许多国家已经认识到生物柴油的重要性，并进行了大量的研究和试验，已经有100多个城市使用生物柴油进行了示范和测试项目，包括1000

多辆公交车，行驶路程达几百万公里。欧洲、美国、新西兰和加拿大对生物柴油实施了广泛测试，对象是卡车、轿车、火车、公交车、拖拉机和小型轮船，测试包括纯生物柴油、生物柴油与传统柴油的不同比例的混合燃料。结果表明，生物柴油在保持性能不变的同时，还降低了发动机的磨损，多数测试结果显示20%生物柴油与80%传统柴油相混合的使用效果最好。由于各个国家的国情不同，对于生物柴油的研究和应用也存在差别，下面是几个应用生物柴油比较广泛的国家的情况。

美国生物柴油的应用现状

美国生物柴油的兴起是因为1991年大气保护法和要求降低柴油燃料中硫含量及尾气排放量法令的颁布。1992年的能源政策法就确定了一个长期目标：到2000年不含石油的替代燃料将占发动机燃料的10%，2010年增加到30%。美国对用大豆生产的生物柴油进行了广泛测试，大量公共运输车使用了这种燃料，测试表明生物柴油的生产花费相当于石油柴油的2.5倍。

作为一种可降解的无毒燃料，生物柴油可以避免对水环境造成污染，比如湿地、沼泽地、河道和海洋，所以海运业将是生物柴油的一个大有潜力的市场。此外，生物柴油还能清除漏油，进一步证明了它对环境是相当安全的。1994年美国成功地进行了生物柴油在海运业的示范表演，一艘名为Sunrider的轮船完成了环球旅行，历时近8000天，共行进了6.4万km，访问了40个国家，对生物柴油和可更新能源进行了宣传。在这次旅行中，使用的燃料是100%的纯生物柴油，并没有对发动机进行任何调整，在旅途也没有出现与燃料有关的发动机性能问题。

欧洲生物柴油的应用现状

欧洲生物柴油工业的发展得益于两个方面，一方面是共同农业政策提出了闲置政策，即把原来生产粮食的土地用作其他用途（不以粮食生产为目的），同时给予稳定的资金补贴以资鼓励，如果把土地用来生产生物柴油的原材料，所给的津贴最高。随着工业用含油种子（生产生物柴油）需求量的增加，1998/99年种植含油种子作物的闲置土地已经增加了50%，达90万m2。按照目前工业用含油种子的生产速度，未来几年内可能达到甚至超过相当于100万t的大豆粗粉；另一方面是欧洲国家的燃油税很高，一般占柴油燃料零售价格的50%，甚至更多，而多数欧洲国家对生物柴油都实行免税的政策，这就增强了生物柴油在价格方面于常规柴油的竞争力。多数欧洲政府认为，利用谷物制造替代燃料并不能改善经济状况，实际上只能增加农业预算的压力。尽管如此，1994年2月份欧洲议会依然通过生物柴油免除90%税收的政策。立法支持、税务免除以及生产含油种子的津贴，都使得许多欧洲国家的生物柴油在价格上可以与柴油燃料相竞争。自从1995年开始，西欧生物柴油的生产能力每年都突破110万t，大多数通过酯交换过程生产，这样每年就会生产超过8万t的甘油副产品，使得市场上甘油过剩。德国正在研究使用冷榨油菜子的方法生产生物柴油，以避免甘油过剩问题。

加拿大生物柴油的应用现状

在加拿大，添加了生物柴油的柴油称作绿色柴油，尾气和发动机测试表明，绿色柴油的性能和添加商用硝酸盐的传统柴油一样。目前在加拿大，生物柴油和绿色柴油还没有付诸商业应用，但关于绿色柴油的车辆测试正在进行中。

世界各国生物柴油生产状况

国家厂家数量生产能（万t/a ）使用方式税收

美国 4 30 10%-20%掺入柴油免

德国 8 25 —免

法国 7 49 5%掺入柴油免

英国 1 5 5%掺入柴油免

奥地利 3 5.5 — 4.6%

意大利 9 33 —免

比利时 2 24 —免

日本— 40 —免

南非 1 0.64 ——

巴西 1 — 2%掺入柴油免

目前生产生物柴油的主要方法

到目前为止，人们已开发出了4种主要制备生物柴油的生产工艺。即直接掺和、微乳法、热裂解法、酯交换法。而用于

大量生产生物柴油的方法主要是在碱或酸的催化作用下的酯交换法。由于酸和碱催化下生产生物柴油的方法存在很多缺点，现在正在开发利用生物酶催化和不加催化剂使反应在超临界下进行来生产生物柴油。

直接掺和法

掺和法是将植物油与矿物柴油按不同的比例直接混合后作为发动机燃料。20世纪80年代初，Caterpillar Brazil在柴油中掺和了20%的植物油作为预燃烧室发动机燃料而获得成功，短期试验植物油掺入比例可高达50%[27]。Anon[28]在柴油中掺入了95%的回收煎炸油，发现每运行4～4.5km就必须更换润滑油，这是因为植物油的高黏度引起了不饱和成分的聚合使润滑油受到污染而变质。Adams等人[29]将脱胶大豆油与No.2柴油以不同的比例混合后用于直喷式发动机，并连续运行600h，发现两者以1∶2的比例混合时性能较好，可作为发动机的替代燃料。菜籽油与No.2柴油分别以50∶50、70∶30和100∶0的比例混合后，它们的黏度是No.2的6～18倍。菜籽油与No.1柴油的混合油用于小型单缸柴油机可成功运行850h[30]。但是直接使用植物油或植物油与石油柴油混合使用，其结果不令人满意，也不切实可行。植物油的高黏度、所含的酸性组分、游离脂肪酸以及在贮存和燃烧过程中，因氧化和聚合而形成的凝胶、碳沉积和润滑油黏度增大等都是不可避免的严重问题。所以现在已经不再使用此种方法来利用植物油。

热裂解法

热裂解是在热或热和催化剂作用下，一种物质转化变成另一种物质的过程。它是在空气或氮气流中由热能引起化学键断裂而产生小分子的过程[31]。许多学者对甘油三酸酯热裂解制备生物柴油进行了大量的研究。甘油三酯热裂解可生成一系列混合物，包括烷烃、烯烃、二烯烃、芳烃和羧酸等。不同的植物油热裂解可得到不同组成的混合物。例如，大豆油热裂解产物中含79%的碳和12%的氢[32]，与纯植物油相比，它们的黏度低、十六烷值高。

该工艺的特点是过程简单、没有任何污染产生，但是裂解设备昂贵，其程度很难控制，且当裂解混合物中硫、水、沉淀物及铜片腐蚀值在规定范围内时，其灰分、碳碳和浊点就超出了规定值。另外，虽然裂解产品与石油汽油和石油柴油燃料的化学性质相似，但在热裂解过程中，因氧的除去而失去了氧饱和燃料对环境的优势[33]。

微乳法

植物油与甲醇、乙醇和1—丁醇等溶剂形成微乳液可解决其高黏度问题。在油酸甘油酯和大豆油与甲醇形成的微乳液中，2—辛醇具有良好的两亲性[34]。Zjejewski[35]等制备了一种微乳液，含53.3%(V%)的碱炼葵花籽油、13.3%190酒精度的乙醇和33.4%的正丁醇。这一非离子乳液的黏度为6.31×10-6mm2/s(40℃)，十六烷值25，含硫量0.01%，游离脂肪酸含量0.01%，灰分含量小于0.01%。乳液中正丁醇含量愈高，其黏度愈低，分散性愈好。在实验室规模的耐久性试验中，发现注射器针经常黏住，积碳严重，燃烧不完全，润滑油黏度增加。

酯交换法

酯交换也称为醇解，是用另一种醇置换甘油酯中的醇。使用的醇是含1～8个碳原子的一级和二级一元脂肪醇，主要有

甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。甲醇和乙醇使用较多，尤其是甲醇，因为其价格便宜，且其物化性能(极性短链醇)有利于反应的进行。这也广泛应用于降低甘油三酯的粘度，加强可再生燃料的物化性能以改善发动机性能[36]。因此，由转酯反应得到的脂肪酸甲酯可以作为柴油机的替代燃料。由各种植物油制备的生物柴油黏度与石油柴油接近，容积热值略低，但十六烷值和闪点较高。因生物柴油的特性普遍类似于矿物柴油，故生物柴油作为矿物柴油的替代燃料具有很强的竞争力。

酯交换法

酯交换法按工艺过程可分为一步法和两步法。一步法是酯化过程中，在反应罐中只进行一次酯交换反应，然后进行分离提纯；两步法是在一步法的基础上，进一步进行酯交换反应，其工艺如下:

酯交换法

酯交换法

目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物或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℃)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，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。

酯交换法

目前生物柴油的主要问题是成本高，据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。日本采用工业废油和废煎炸油。欧州是在不适合种植粮食的土地上种植油脂的农作物。

但化学法合成生物柴油有以下缺点：工艺复杂、醇必须过量、后续工艺必须有相应的醇回收装置、能耗高、色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质、酯化产物难于回收、成本高、生成过程有废碱液排放[37]。

生物柴油生产工艺

生物柴油的制备方法主要有 4 种: 直接混合法( 或稀释法) 、微乳化法、高温热裂解法和酯交换法。前两种方法属于物理方法, 虽简单易行, 能降低动植物油的黏度, 但十六烷值不高, 燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。高温裂解法过程简单,没有污染物产生, 缺点是在高温下进行, 需催化剂,裂解设备昂贵, 反应程度难控制, 且高温裂解法主要产品是生物汽油, 生物柴油产量不高。酯交换法又分为碱催化酯交换法、酸催化酯交换法、生物酶催化酯交换法和超临界酯交换法。酯交换法是目前研究最多并已工业化生产的方法但生物酶催化酯交换法目前存在着甲酯转化率不高, 仅有40%～60%, 短链醇( 甲醇、乙醇) 对脂肪酶毒性较大,酶寿命缩短; 生成的甘油对酯交换反应产生副作用,短期内要实现生物酶法生产生物柴油, 还是比较困难。超临界酯交换法由于设备成本较高, 反应压力、温度也高, 一程度上影响了该技术的工业化, 目前主要处于试验室研究阶段。 1 生物柴油生产工艺 目前, 国内采用的原料主要有地沟油、酸化油、混合脂肪酸、废弃的植物和动物油等, 根据不同的原料应采用不同的工艺组合来 生产生物柴油。因目前国内企业的日处理量不是很大( 大多为5～50t /d 不等) , 酯交换( 酯化) 工序一般采用反应釜间歇式的; 分离、水洗工序有采用罐组间歇式的, 也有采离心机进行连续分离、水洗的。 1 地沟油制取生物柴油 地沟油水分大、杂质含量多, 酸值较高, 酸值一般在20(KOH)

/(mg/g) 油左右。由地沟油制得的生物柴油颜色较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。 碱法催化制备生物柴油工艺流程 氢氧化钠→甲醇粗甘油→脱溶→精制→甘油 ↓↑ 地沟油→过滤→干燥→酯交换→分离→脱溶→水洗→干燥→生物柴油 2酸化油制取生物柴油 酸化油的机械杂质含量较大( 如细白土颗粒) , 酸值一般在80～160(KOH) /(mg/g) 油间, 国内有一步酸催化法和先酸催化后碱催化两步法来制备生物柴油。因酸化油中含有一定量的悬浮细白土颗粒及胶杂, 在反应过程易被硫酸炭化, 在反应釜底部会有一定量的黑色废渣。在酯化反应过程国内有采用均相反应的, 也有采用非均相反应的, 各有利弊。均相反应( 反应体系温度60～65℃) 甲醇在体系内分布均匀, 接触面积大, 利于参与反应, 但生成的水没有带走, 阻碍反应进程; 非均相反应( 反应体系温度105～115℃) 甲醇以热蒸汽形式鼓入, 可以带走一部分生成的水, 有利于反应进程, 以及免去反应釜的搅拌装置, 但甲醇气体在油相的停留时间短、接触面积小, 不利于参与反应,需要更多的热能和甲醇循环量。由酸化油制得的生物柴油颜色也较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。一步酸催化制备生物柴油工艺流程:

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

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

生物柴油的制备

由菜籽油制备生物柴油的实验方案 化强0601 石磊丁佐纯 目录 一．文献综述 1．生物柴油简介 2．目前制备生物柴油的方法 3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据 二．实验目的 三．实验原理 1．生物柴油的制备原理 2．碘值的测定原理 3．酸价的测定原理 四．实验用品 1．实验仪器 2．实验药品 五．实验步骤 1．生物柴油的制备 2．粗产物的处理 3．碘值的测定 4．酸价的测定 六．实验结束 七．本实验所参考的文献一览 ★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。

一、文献综述 1、生物柴油简介 1.1目前燃料情况 能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。 我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。 1.2什么是生物柴油 生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。 1.3生物柴油的优点 1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。 1.3.2具有优良的环保特性： ①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含 苯及其他具有致癌性的芳香化合物。 ②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少； ③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油； ④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用 生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。 1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴 油配送系统直接利用。②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。 1.3.4由于闪点高，不属危险品，储存、运输、使用较为安全。 总之，发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义。 1.4 由菜籽油制生物柴油的有利之处 尽管许多木本油料都可以加工为生物柴油,但规模有限,其他油料作物扩大面积的潜力有限,而油菜具有适应范围广，化学组成与柴油相近等特点,是我国发展生物柴油最理想重要的原料来源。种油菜不与主要粮食争地，且增肥地力，较同期冬小麦早熟半月，有利于后荐作物增产。所以，油菜原料的增长空间是非常大的。据统计,在不影响粮食生产的情况下,我国有2670万hm2以上的耕地可用于发展能源油菜生产,年生产4000万t 生物柴油,相当于建造1.5个永不枯竭的绿色大庆,具有十分重要的战略意义。 2、目前制备生物柴油的方法 生物柴油的制备方法有物理法和化学法。物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热裂解法和酯交换法。 2.1 直接使用法 即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。

生物柴油文献综述

年产2万吨生物柴油生产技术简介 一、总论 生物柴油概念：生物柴油是清洁的可再生能源，它以生物质资源作为原料为基础加工而成的一种柴油（液体燃料），主要化学成分是脂肪酸甲酯。具体而言，动植物油，如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、米糠油、棉籽油；以及动植物油下脚料酸化油，脂肪酸；动物油：猪油、鸡油、鸭油、动物骨头油等经一系列化学转化，精制而成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重大的战略意义。 二、生物柴油的主要特性 与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能。 1、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%；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，如苯等化合物，因而废气对人体损害低于石化柴油。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。运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易生气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，保护发动机，降低机件磨损。 4、具有较高的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性更高。 5、具有良好的燃烧性能。十六烷值高，含氧量高，燃烧性优于石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，发动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、无需改动柴油机，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、使用性广。可广泛用于各种载重汽车、火车、公交车、卡车、舰船、工程机械、地质矿业设备、农用机械、发电机组等柴油内燃机；更是非动力的工民用窑炉、锅炉及灶具上佳燃料。 三、生物柴油的发展前景及意义 （一）国家立法、政策支持 从2006年1月1日起正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》明确规定“国家将再生能源的开发利用列为能源的优先领域，——依法保护可再生资源开发利用者的合法权益”。并指出“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。 （二）资源十分广泛 一是可利用各种动、植物油脂的各种废料、副产物，例如加工植

生物柴油制备方法及国内外发展现状

生物柴油制备方法及国内外发展现状 摘要：通过查找文献，简要介绍了生物柴油的定义和优点，重点介绍它的制备方法，同时也对它在国内外的发展现状作了些介绍。 关键词：生物柴油；制备；现状； Abstract:This article gives a brief introduction to the definiton , advantages and development at home and abroad of the biodiesel,it also gives an emphasis introduction on prepation method . Keywords: biodiesel；prepation；actuality； 随着城市对能源需求的不断增加，石油资源的日益枯竭，全世界都将面临能源短缺的危机，而且石油燃烧对环境造成严重的污染，在很大程度上影响着人们的健康水平，于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。 1生物柴油的定义及优点 1.1 定义 生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成，分子量大，接近700～1000，虽本身可以燃烧，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要设计专门的柴油机。酯交换后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，与柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也无需设计专门的柴油机。且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 1.2 优点 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性[2,3]：(1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，不含芳烃和硫(<10μg/g)，燃烧尾气

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

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。

世界各国生物柴油生产厂

第三章 生物柴油的全球概况 生物柴油在近年来在全球得到了蓬勃的发展，本章节是介绍目前全球生物柴油发展的基本情况，为生物柴油的商业用途提供参考。 第一节全球生物柴油基本概况 近年来生物柴油发展迅速，其中以欧洲发展最快。欧盟主要以油菜籽为原料生产生物柴油，2001年产量超过100×lO4t，预计2003年达230×lO4 t，2010年达830×lO4t。德国2001年在海德地区投资5000万马克，兴建年产10×lO4t的生物柴油装臵，现有90多家生物柴油加油站，生物柴油在奔驰、宝马、大众、奥迪轿车上广泛应用。意大利实行生物柴油零税率政策，目前拥有8个生物柴油生产厂，总生产能力为75．2×lO4 t／年。法国亦实行生物柴油零税率政策，现有7家生物柴油生产厂。奥地利有3个生物柴油生产厂，总生产能力为5．5 ×lO4t／年，税率仅为石油柴油的4．6％。比利时有2家生物柴油生产厂，总生产能力为24×lO4t／年。美国主要以大豆为原料生产生物柴油，现有4家生物柴油生产厂，总生产能力为30×lO4 t／年，规划到2011年将生产115×lO4 t，根据美国能源部的统计，2001年美国生物柴油消费量8．5×lO4 t。亚洲一些国家也在积极发展生物柴油产业。日本是较早研究生物柴油的国家，1999年建立了用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验基地，目前日本生物柴油年产量已达40×lO4t。泰国第一套生物柴油装臵已经投入运行，泰国石油公司承诺每年收购7×lO4 t棕榈油和2×lO4t椰子油，实施税收减免政策。韩国等也在向全国推广使用生物柴油。 一、政策和法律 近年来很多国家的法律规范都已经制定出来并处于实施阶段，这些法律规范是根据不同的政策目标和激励措施而改变的，具体情况如下： 减少当地有害污染物的排放风险（如CO，HC，PM，NOX，PAH）： 典型的案例为“清洁空气法”（USA），“燃料质量标准”（EU），“Off-Road 发动机的EPA标准”（USA），在“燃油排放项目I和II”中定义的私家车及载重卡车的“EURO排放标准”（EU）。 减少温室气体排放产生的风险及由此造成的气候变化。

生物酶法制备生物柴油研究综述.

生物酶法制备生物柴油研究综述 分数低于0.0005 %，十六烷值高达73.6，在0#柴油中添加了 20%的生物柴油后，尾气排放中 CO 降低了28%，未燃烧的碳氢化合物降低了 36 %，NOx降低了24 %，全负荷烟度下降幅度达到 0.2～0.9 Rb。 蔡志强等 [10]探究了固定化脂肪酶分别催化酯化与醇解两种方法合成生物柴油的最佳工艺条件。 研究发 现，酯化工艺的最佳工艺条件是：2%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，油酸∶甲醇=1∶1（摩尔比），分 2 次等摩尔流加甲醇，反应时间 24 h，或分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间 36 h，酯化率都可以达到 95%以上；醇解的最佳工艺条件是：4%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，菜籽油∶甲醇=1∶3（摩尔比），分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间为 48 h，酯化率可以达到 95%以上，去除下层甘油后，菜籽油甲酯纯度可达 98%。 安永磊等 [11]利用固定化脂肪酶催化餐饮废油与乙醇反应制备生物柴油。通过实验获得了酯化反应的最佳条件：反应温度47 ℃，有机溶剂为正己烷，醇油比3∶1，5 次投加乙醇，酶用量为 0.3 g，反应时间 32 h 时，生物柴油产率可达 81%。 徐桂转等 [12]利用固定化脂肪酶 Novozym 435，在无有机溶剂存在的情况下，催化菜籽油与甲醇酯交换反应制取生物柴油。研究得到了菜籽油间歇酯交换反应的适宜工艺条件：转速200 r/min，反应温度：50 ℃，甲醇∶菜籽油=1∶5 （摩尔比），酶用量 10%（与菜籽油的质量比）。 反应分两次加入等量甲醇，即先加入总量一半的甲醇，反应 10 h（菜籽油的酯交换率达到 47%）；再加入剩下全部甲醇，反应26 h（酯交换率达到80%）。 唐凤仙等 [13]以戊二醛交联壳聚糖固定的 A.niger Li-38脂肪酶催化棉籽毛油 合成生物柴油取得了不错的效果。 研究发现该固定化酶的贮藏稳定性较好，室温放置 12 d, 酶活性仍能保持 80%以上。固定化酶在30~70 ℃，pH=5.5~6.5 之间较稳定，其热稳定性和 pH 稳定性较游离酶有所提高。固定化酶可重复使用 7 次，转化率保持在80%以上。 洪鲲等 [14]研究了两种脂酶顺序催化制备生物柴油的生产工艺。结果表明：固相化细菌 A007 脂酶催化甘油三酯（TAG）水解的最适条件为：含水量 40%、脂酶用量100 U/g、反应温度30 ℃、反应时间 12 h，此时 TAG水解率和游离脂肪酸（FFA）含量分别为 93.3%和90.1%；在催化 FFA 甲酯化过程中，固相 化 Candidaantarctica 脂酶在FFA∶甲醇=1∶5 时可达到最佳效果；在第二次甲酯化时，加入甘油有利于提高FFA 酯化率，经过 24 h 反应，可将总酯化率

生物法与化学法生产柴油的优缺点对比

生物法与化学法生产柴油的优缺点对比 随着世界范围未来对柴油需求量越来越大，与此同时，石油资源日益枯竭及石化柴油燃烧带来环境问题，也进一步加快世界各国对替代石化柴油燃料开发步伐。由于生物柴油各项性质与石化柴油极为相似，所以完全可作为其替代品。生物柴油，又称脂肪酸甲酯，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) 经交酯化反应获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel 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。目前生物柴油成本普遍较高，本文通过对比生物柴油化学方法和生物法的制备方法的优缺点来探索比较合理的生产方法和工艺。 生物柴油的化学法生产是采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%) 或甲醇钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下发生酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。化学法生产主要有酸催化剂酯交换法和碱催化剂酯交换法。酸催化酯交换过程一般使用布朗斯特酸进行催化。较常用的催化剂有浓硫酸、苯磺酸和磷酸等。浓硫酸价格便宜，资源丰富，是最常用的酯化催化剂。酸催化酯交换过程产率高，但反应速率慢，分离难且易产生三废。碱催化酯交换反应的速率比酸催化要快得多。常用无机碱催化剂有甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾等。甲醇钠在用于制备生物柴油的碱催化剂中活性相当高，但易溶于脂肪酸酯。氢氧化钠和氢氧化钾相对于甲醇钠的价格要便宜些。但在反应过程中，氢氧化物与醇反应产生水，使部分酯类水解产生羧酸，羧酸与氢氧化物发生皂化反应，大大降低了生物柴油的产率且分离比较难。目前工业上常以天然油脂为原料生产生物柴油。由于天然油脂几乎都含有一定量的游离脂肪酸，脂肪酸的存在不利于酯交换的进行。单纯采用碱催化酯交换法生产脂肪酸甲酯损失大、产率低。一般先加入酸性催化剂，对原料进行预酯化，然后加入碱性催化剂进行酯交换。应该说化学法在甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设

生物柴油制备方法及现状

生物柴油制备方法及现状 摘要：对生物柴油的特性和制备方法进行了综述，制备方法主要是工业上常用的酯交换法，包括酸催化法、碱催化法、酶催化法和近年来发展起来的超临界法，并对生物柴油的应用现状进行了简介。 全球范围内的能源需求不断增加、原油价格飙升及越发严格的环保要求，开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一，利用生物质资源生产燃料和石油化工产品的生物燃料技术应运而生。生物柴油作为可替代石化柴油的清洁生物燃料，是一种生产成本和使用性能都与现用石化柴油基本相当且具有良好的环境特性和可生物降解性，具有广阔的发展前景。 1生物柴油的性质 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。从化学成分来看，生物柴油是一系列长链脂肪酸甲酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，经化学过程主要为酯交换后，分子量降至与柴油相近，且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性： (1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，燃烧尾气对人体损害低于柴油，生物柴油的生物降解性高。 (2)具有较好的润滑性能。在其加剂量仅为0.4%时，生物柴油就显示出抗磨作用，可以缓解由于推行清洁燃料硫含量降低而引起的车辆磨损问题，增强车用柴油的抗磨性能。 (3)具有较好的安全性能。由于闪点较石化柴油高，生物柴油不属于危险燃料，在运输、储存、使用方面的优点显而易见的。 (4)具有良好的燃烧性能。其十六烷值高，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延长。 (5)具有可再生性能。作为可再生能源，其供应不会枯竭。 (6)使用生物柴油的系统投资少。原有的引擎、加油设备、储存设备和保养设备等基本不需改动。 (7)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，降低尾气污染。 2生物柴油制备方法 目前，生物柴油制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。前两种方法属于物理方法，虽简单易行，能降低动植物油的黏度，但十六烷值不高，燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。高温裂解法过程简单，没有污染物产生，缺点是在高温下进行，需催化剂，裂解设备昂贵，反应程度难控制，且高温裂解法主要产品是生物汽油，生物柴油产量不高。 工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。在酯交换反应中，油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，其中最常用的是甲醇，这是由于甲醇价格较低，碳链短，极性强，能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应，且碱性催化剂易溶于甲醇。酯交换反应是可逆反应，过量的醇可使平衡向生成产物的方向移动，所以醇的实际用量远大于其化学计量比。反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等，它可加快反应速率以提高产率。酯交换反应是由一系列串联反应组成，三甘油酯分步转变成二甘油酯、单甘油酯，最后转变成甘油，每一步反应均产生一个酯。酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。 2.1酸催化法

生物柴油的制备实验报告

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绿色能源——生物柴油的制备 一、实验目的 1、了解绿色能源的概念。 2、掌握生物柴油的制备方法。 二、实验原理 生物柴油（biodiesel)作为可再生生物质新能源，已经在世界范围内引起了广泛的关注，生物柴油是一种是有替代品。众所周知，普通柴油是从石油中提炼的，而“生物柴油”则可从动物、植物的脂肪中提取。 本实验采用化学方法制备生物柴油，与物理方法不改变油脂组成和性质不同，化学法生物柴油制备技术就是讲动植物油脂进行化学转化，改变其分子结构，是主要组成为脂肪酸甘油酯的油脂转化成为相对分子质量仅为其三分之一的脂肪酸低碳烷基酯，使其从根本上改变流动性和黏度，适合用作柴油内燃机的燃料。酯化和酯交换是生物柴油的主要生产方法，即用含或不含游离脂肪酸的动植物油脂和甲醇等低碳一元醇进行酯化或转酯化反应，生成相应的脂肪酸低碳烷基酯，再经分离甘油、水洗、干燥等适当后处理即得生物柴油。通过化学转化得到的脂肪酸低碳烷基酯具有与石化柴油几乎相同的流动性和黏度范围，同时具有与石化柴油的完全混溶性。是一种良好的柴油内燃机动力燃料。化学法生产的生物柴油完全改变了物理法生物柴油的物性状况，成为完全均匀的液态产品，黏度大幅降低，能与石化柴油以任意比例混溶形成单一均相体系，因此使用就方便多了。 过多的酸和甘油存在，会影响最终生物柴油的质量。所以，在制备生物柴油的时候，一定要先滴定菜油中脂肪酸的含量，并且要把产品中的甘油尽量分离开。通常酸的质量分数不超过15%，如果菜油中脂肪酸的含量小于0.5%就可以直接进行碱催化的酯交换反应；如果大于0.5%，就需要先进行酸的酯化反应(图1）。我们可以简单地以油酸作为标准估算出酸的质量分数。通常在合格的生物柴油产品中，所含；各种形式甘油（游离和非游离)的质量分数要小于0.25%，游离的甘油质量分数要小于0.02%。 废菜过滤清菜脂肪酸含量小于酯交生物柴

生物柴油的生产与应用

生物柴油的生产与应用 摘要: 随着能源危机的加深和环境污染的加剧，寻找新能源来替代石化能源已 经迫在眉睫。而生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，具有环境友好，可再生等优点，可以说是化石能源的良好替代品。本文简述了生物柴油的化学反应原理、、生产方法、优缺点，应用以及发展前景。 关键词：生物柴油生产方法优缺点应用及前景 前言：随着化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重，全球范围内的能源危机 使得寻求新的代替型能源已经是必然趋势，因此生物柴油具有巨大的发展潜力，将对保证石油安全、保证生态环境等方面有十分重大的作用。通过利用可再生资源生产生物柴油替代石化柴油，不仅是我国经济发展和能源需求的战略选择，而且对保障国家能源安全，减少温室气体排放，改善生态环境，实现社会、经济、环境的可持续发展均具有重大的意义。可以预料，生物柴油作为石化柴油的替代能源，在未来几十年内必将呈现出有增无减的发展趋势。 1生物柴油的介绍 1.1生物柴油的定义 生物柴油是指以动植物油或水解的脂肪酸为原料,在催化剂的作用下与低碳醇发生酯交换反应而形成的一种脂肪酸烷基酯,是一种优质成品柴油的代用品。 1.2生物柴油的优点 生物柴油的优点可以概括为[1] a生产原料来源广泛且可再生，大豆油、花生油、菜籽油、玉米油、棉籽油、乌桕油等植物油、猪油、牛油等动物油脂，以及餐饮废油等均可以作为生产生物柴油的原料b具有优良的环保特性。生物柴油具有生物可降解性，低排放，尾气中多环芳香族碳氢化合物、亚硝酸盐、硫化物、硫酸盐、一氧化碳以及烟尘颗粒的含量远低于石化柴油。c可以任何比例与石化柴油混溶，直接添加使用，无需对发动机作任何改进。d闪点高，具有较好的安全性能。生物柴油不属于危险品，在运输、储存、使用方面的优势显而易见。 2生产生物柴油的原理及方法 近年来，实验室研究的生物柴油生产技术非常多，而且针对各种不同的原料进行的工艺试验很多。从反应来讲，涉及物理法、化学催化、生物催化、超临界无催化剂的酯化/酯交换反应 2.1直接混合法[2] 直接混合法是将植物油与矿物柴油按一定的比例混合后作为发动机燃料使用。国外研究人员曾用50%植物油和50%的矿物柴油混合作燃料，结果表明曲轴箱变稠，喷油嘴积炭较厚。美国阿拉巴马州罕次准尔大学约翰逊环境与能源中心用1：2 的混合燃料(1/3 的豆油和2/3 的矿物柴油)，结果表明：1/3 的脱胶豆油和2/3 的矿物柴油混合可代替柴油，他们对该混合燃料进行了900h的耐力试验，发现曲轴箱污染物不多，也未发生变硬和凝胶现象。但是植物油的黏度比柴油高11~13倍，加热到100℃才能接近柴油的黏度。因此柴油机发动时需燃用矿物柴油，正常行驶时候再切换为植物油，但这在运输时这是很难实现的。

生物柴油的合成

生物柴油的合成 一、 实验目的 1、 了解国内外生物柴油的研究状况； 2、 了解生物柴油的基本性能； 3、 了解目前生物柴油的生产工艺； 4、 掌握一种适合实验室合成生物柴油工艺并进行实验室合成； 5、 掌握实验室工艺的反应机理，合理的对反应装置进行设计； 6、 了解生物柴油对原料性能的指标要求和测定方法； 7、 掌握生产各工艺指标的设定和控制； 8、 掌握生物柴油的主要品质指标和测试方法； 9、 掌握生物柴油的原料转化率的测定方法； 10、了解生物柴油的精制方法。 二、 实验原理 （一）、大豆油密度、皂化值和酸值的测定原理 密 度：根据密度计自身所受重力等于其所受浮力的原理测得。 2121()56.11 HCl V V V C S m V V m -?= ---皂化值: 空白试验消耗盐酸的体积样品消耗盐酸的体积样品的质量 V V V C 56.11 A = m A ))C V m ??---- -1酸值: 酸值(KOH/(mg g 消耗氢氧化钾的体积(mL)氢氧化钾的浓度(mol/L)样品的质量(g) （二）、生物柴油的合成原理 1、预酯化反应原理： 油脂中的游离脂肪酸及甘油三酯在酸性催化作用下和过量的甲醇或乙醇进

行酯化反应，反应过程中生成水、甘油、和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 R C O O H+C H O H=R C O O C H+H O 332 2、酯交换反应原理： 甘油三酯在碱性催化作用下进行酯交换反应，生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 （三）、利用皂化——高碘酸氧化法测定产物中的甘油含量，由于甘油产率等于原料的转化率，采用下式计算得到原料和产品中的甘油含量(％)，即 三、实验设备及试剂 1、实验设备：水浴锅、搅拌器、烧杯、锥形瓶、温度计、三口烧瓶、回流冷凝器装置等。 2、实验原料：大豆油，氢氧化钾，甲醇等。