生物柴油的制备
生物柴油的化学成分
• 按化学成分分析,生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷,它是通 过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的.与常 规柴油相比,
生物柴油的优点
1.具有优良的环保特性。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,因而废气对人体损害 低于柴油。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。 3.具有较好的润滑性能。 4.具有较好的安全性能。 5.具有良好的燃料性能。 6.具有可再生性能。 7.无须改动柴油机,可直接添加使用。 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。
生物柴油的生产工艺
• 生物柴油的化学法: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。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,生产过程中产生10%左右的副产 品甘油。 • 生物酶法合成生物柴油:用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶 进行转酯化反应,制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。 • “工程微藻”生产柴油:硅藻类的一种“工程小环藻”, 在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60% 以上,户外生产也可增加到40%以上,而一般自然状态下 微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提 高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高 效表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。
生物酶法
但利用生物酶法制备生物柴油目前存在着一些亟待 解决的问题:脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效, 而对短链脂肪醇(如甲醇或乙醇等)转化率低,一般仅为 40%-60%;甲难以回收,不但对产物形成一致,而 且甘油也对酶有毒性;短链脂肪醇和甘油的存在都影响酶 的反应活性及稳定性,使固化酶的使用寿命大大缩短。这 些问题是生物酶法工业化生产生物柴油的主要瓶颈。
我国生物柴油的发展趋势
• 我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,大量进口 石油对我国的能源安全造成威胁。因此,提高油品质量对 中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁 和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构调 整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。 目前,汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向,据专 家预测,到2010年,世界柴油需求量将从38%增加到45%, 而柴油的供应量严重不足,这都为油菜制造生物柴油提供 了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村 和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油,可以走 出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调 整农业结构,增加农民收入。以菜籽油为原料,提炼而成 的洁净燃油。突出的环保性和可再生性。目前生物柴油主 要用化学法生产,采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催 化剂和230-250℃下进行酯化反应,生成相应的脂肪酸甲 酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技 术。
工程微藻法
投资成本高,技术暂时还不够成熟,不能形成产业化。
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生 物 柴 油 的 制 备
姓名: 学号:
邵鸿 2010070320
生物柴油
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油 菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、 工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油 等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用 品。生物柴油是典型“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要的战略意义。生 物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取 的新型燃料。
三种生产工艺的不足
化学法
化学法合成生物柴油有以下缺点:反应温度较高、工 艺复杂;反应过程中使用过量的甲醇,后续工艺必须有相 应的醇回收装置,处理过程繁复、能耗高;油脂原料中的 水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油得率及质量;产品纯 化复杂,酯化产物难于回收;反应生成的副产物难于去除, 而且使用酸碱催化剂产生大量的废水,废碱(酸)液排放 容易对环境造成二次污染等。化学法生产还有一个不容忽 视的成本问题:生产过程中使用碱性催化剂要求原料必须 是毛油,比如未经提炼的菜籽油和豆油,原料成本就占总 成本的75%。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。