生物柴油资料
第十五章 生物柴油技术
放物对环境造成的污染程度。生物柴油碳链一般在 C14~C18，所含双键数目少， 含氧量较高，含碳支链数目少，使生物柴油燃烧较为完全，燃烧特性良好。据研 究，生物柴油的燃烧尾气与普通柴油等矿物燃料相比，除了 NOx 浓度稍有升高 外，烟尘颗粒、SOx、CO、HC 的排放均有明显的下降。此外，生物柴油不含芳 香烃，燃烧后不会产生芳香烃和 PAHs。因此，生物柴油的应用对于控制温室效 应、控制酸雨和可吸入颗粒物排放等都有积极作用。
1）CO 排放特性：发动机高负荷下燃用生物柴油的 CO 排放浓度明显低于普 通柴油，而低负荷时两者基本持平。生物柴油的高含氧量（10%）对高负荷下的 完全燃烧有利，同时生物柴油的十六烷值较高，有利于柴油机起动。
2）HC 排放特性：生物柴油 HC 排放稍低于普通柴油。这是由于生物柴油芳 香烃含量很少，滞燃期较短，未燃碳氢和裂解碳氢均较少，高含氧量对 HC 减排 也有利。
主要特性
生物柴油
柴油
冷滤点
夏季产品
-10
0
冬季产品
-20
-20
相对密度
0.88
0.83
40℃动力黏度/(mm2/s)
4~6
2~4
闭口闪点/℃
＞100
60
十六烷值
≥56
≥49
热值/（MJ/L）
32
35
燃烧功效/%
104
100
S（质量分数）/%
＜0.001
＜0.2
O（体积分数）/%
10
0
生物柴油的密度（15℃）一般为 0.85~0.90g/cm3，国标为 0.82-0.90g/cm3， 略高于石化柴油国标 0.810~0.855g/cm3。密度对燃料从喷嘴喷出的射程和油品的 雾化质量都有一定影响。
生物柴油介绍——国内最全
一、生物柴油产品简介（1）概念生物柴油是指由动植物油脂与醇经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。
与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到石化柴油中。
国际上生产生物柴油的原料主要集中在油菜、大豆、棕榈等农作物上，我国则多用地沟油生产。
通常进口的生物柴油分为纯生物柴油与生物柴油调和燃料。
生物柴油调和燃料为一定比例的生物柴油与一定比例的其他油品调和所产生的混调油品，一般以BXX作为代号。
XX代表生物柴油调和燃料中纯生物柴油所占的比例，具体如下：1、B100（纯生物柴油）：以德国为代表，德国走在国际生物柴油前列，有部分汽车已可使用B100作为燃料。
2、B20（20%生物柴油+80%石化柴油）：国际常用生物柴油，高清洁能源。
3、B5（我国规定含2-5%生物柴油组分都称为B5）：国内内燃机尚不成熟，B5与石化柴油基本近似，主要用以调低硫含量，并非替代石化柴油。
我司该业务中涉及的进口油品为B5生物柴油调和燃料，供给地炼进行二次调和后销售。
（2）优点1、环保：硫含量低。
该业务所涉及的B5生物柴油调和燃料达到柴油欧V标准（我国将在2018年施行该标准），硫含量低于10PPM。
硫含量低可降低大气污染、减少车船等机械装置损耗。
可再生能源：不同于一般柴油以不可再生的原油作为原料，生物柴油作为可再生新能源，前景广阔。
2、价格低：原料成本低：一些农产大国的油作物成本较低，多以植物油生产，如马来西亚以棕榈油炼制，而国内以地沟油为主原料。
政府补贴：欧美等国对生物柴油生产进行直接补贴。
如美国对生物柴油生产提供直接补贴，生物柴油可以享受1美元/加仑的补贴，即相当于约1900元/吨。
3、闪点高（不易爆炸）、十六烷值高（纯度高）、具有良好的润滑性（不易损坏设备）。
PS：缺点：热值不足，也就是通常说的推动力不及柴油，但由于B5十分接近石化柴油，可规避该缺点。
二、机会与前景1、国家需求：中国为柴油纯进口国，柴油供需缺口巨大，同时随着节能环保趋势的发展。
生物柴油资料
在生物柴油的生产工艺中，重要的副产物甘油可以很容易地分离出来并进一步通过生物发酵转化为附加值很高的1,3-丙二醇。
华大学化工系可再生能源实验室提出在新型有机介质体系中采用脂肪酶催化油脂与短链醇（甲醇、乙醇）的转酯反应合成生物柴油，由于脂肪酶在所用有机介质体系中具有较高的催化活性，并且该介质能够有效地溶解甲醇及副产物甘油，从而有效地克服了传统工艺中反应物甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性的负面影响，显著延长了酶的使用寿命。利用该新工艺生产生物柴油，操作简单，常温常压下可将动植物油脂（菜籽油、大豆油、泔水油、地沟油等）有效转化生成生物柴油，单程产率达90%以上。另外，在该新工艺中，脂肪酶不需任何处理就可直接用于下一批次反应，在实验室中酶已经回用了240多个批次，脂肪酶催化活性没有明显下降；而常规酶法工艺中，反应10个批次左右，酶活性就明显下降。目前该新工艺在中试反应器上已经连续运转了160多个批次，脂肪酶表现出很好的稳定性。
采用新工艺生产的生物柴油经“中国石化集团石油化工科学研究院”检测，各项指标均符合生物柴油的国际标准。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室对产品进行了“含生物柴油FAME的混合柴油发动机台架对比试验”，表明其动力性能与普通柴油基本不变，排放物则有明显下降。
新工艺显著降低了生物酶的使用成本，如果在新工艺中采用废食用油脂作反应原料，可以进一步降低生物酶法合成生物柴油的成本，有望实现利用环境友好的生物酶法进行生物柴油的产业化生产。2005年1月教育部对该成果进行了科技成果鉴定。鉴定结论为:“该项目工艺技术达到了国际先进水平，是生物酶法制备生物柴油研发领域的重要创新，为生物酶法生产生物柴油的产业化提供了很好的技术基础，应用前景广阔。建议有关部门大力支持，促进该工艺技术尽快产业化”。
生物柴油简介
生物柴油简介一、生物柴油定义指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
又名脂肪酸甲酯生物柴油是典型“绿色能源”，降解速率是普通柴油的2倍，对土壤和水的污染较少。
目前，大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂(胆碱酯酶)生产而成的。
二、优缺点1、优点(1)具有优良的环保特性：二氧化硫、硫化物、有毒有机物、颗粒物、二氧化碳、和一氧化碳的排放量显著降低。
(2)低温启动性能良好。
(3)润滑性能比柴油好，可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失。
(4)具有良好的安全性能：闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料。
(5)具有优良的燃烧性能。
(6)具有可再生性。
(7)具有经济性。
(8)可调和性：可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗。
(9)可降解性：具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。
2、缺点：（1）在国家政策影响下，提炼生物柴油的原料只能用油料作物或者地沟油，而地沟油的收集是一个难题。
据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本，成本较高。
（2）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。
（3）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。
（4）生物柴油作汽车燃料时氮氧化合物的排放量比石油柴油略有增加。
（5）原料对生物柴油的性质有很大影响，需要加入相应的添加剂来解决。
（6）比普通柴油粘度高，因此在低温下会降低可用性。
（7）生物柴油的蕴含能量比石油基的柴油燃料低11%，最大马力输出大约会减少5～7%。
但这个差距并不大。
三、生物柴油的应用目前全世界生物柴油总产量超过2000万吨，其中欧盟占51%，南美地区（巴西为主）占24%，亚洲13%，中北美为11%，其他地区1%。
全球范围内已建和在建的生物柴油装置年产能接近4000万吨。
生物柴油
生物柴油（biodiesel）的定义：俗称为阳光燃料，是一种长链脂肪酸单烷基酯（fatty acid esters），是以动植物油脂、各类废弃油脂及微生物油脂为原料与短链醇，经过转酯反应（transesterification reaction）制备获取，是一种含氧的清洁燃料。
生物柴油的分子结构：生物柴油的比较优势：1、良好的环保性能。
生物柴油中硫含量比较低，燃烧时二氧化硫等含硫化合物的排放低，比石化柴油减少约30%（有催化剂时为70%）；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石化柴油。
2、较好的低温发动机启动性能。
无需添加剂，生物柴油冷滤点可达-20℃。
3、较好的安全性能。
生物柴油闪点高（>130℃），不属于危险品。
因此生物柴油的运输、储存、使用方面的安全性要比石化柴油高许多。
4、较好的润滑性能。
生物柴油可使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，延长其使用寿命5、良好的燃料性能。
生物柴油十六烷值高（>50）,燃烧性浩宇石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。
6、可再生性能。
作为可再生能源，与石油的储量不同，生物柴油可通过农业和生物科学家们的努力，使其供应量不会枯竭。
7、兼容性好。
无需改动柴油机，便可便可直接添加使用，同时无需外添设加油设备，储存设备及人员的特殊技能训练。
8、含水量高。
有助于将低燃料的粘度，提高稳定性。
9、生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可降低油耗，提高柴油机的动力性能，并大大降低尾气污染的排放。
生物柴油的制备方法：直接混合法、微乳液法、高温热裂解法和酯交换法。
直接混合法和微乳液法属于物理法，高温热裂解法和酯交换法属于化学法。
使用物理方法可以降低动植物油的粘度，但积碳及润滑油污染等问题难以解决；而高温热裂解法的主要产品是生物汽油，生物柴油只是其副产品。
酯交换法是目前制备生物柴油最常用的一种方法。
1、直接混合法：将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其粘度的方法。
生物柴油的名词解释
生物柴油的名词解释生物柴油是指通过生物质资源转化的燃料，它被广泛认同为一种可持续发展的燃料替代品。
相比传统石油燃料，生物柴油在减少温室气体排放、改善空气质量以及实现能源安全方面具有明显的优势。
本文将对生物柴油的定义、制备工艺以及应用领域进行探讨。
生物柴油是以植物油、动物油或废弃食用油等生物质资源为原料制备的燃料。
它与传统的石油柴油具有相似的化学结构，可以直接替代石油柴油在柴油发动机中使用。
生物柴油的主要成分是一种称为甘油酯的化合物，它是由长链脂肪酸与甘油经过酯化反应而形成的。
由于甘油酯具有较低的燃烧温度和闪点，因此生物柴油在燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物较少，对环境污染更小。
生物柴油的制备工艺主要包括转酯化反应和分离纯化两个步骤。
在转酯化反应中，生物质原料经过精炼处理后，与一种称为酯化催化剂的物质反应，形成甘油酯。
酯化催化剂可以是碱性催化剂（如氢氧化钠、碳酸钾等）或酶催化剂（如酯酶）。
转酯化反应的条件包括适宜温度、催化剂浓度以及反应时间等。
分离纯化步骤则是将反应产物中的未反应原料、催化剂和杂质等分离出来，得到纯净的生物柴油产品。
生物柴油的应用领域十分广泛。
首先，它可以替代石油柴油在交通运输领域使用，包括公交车、卡车和船舶等。
生物柴油在柴油发动机中的燃烧过程中产生的排放物较少，对改善空气质量和减少空气污染具有积极作用。
其次，生物柴油也被广泛应用于农业机械和建筑机械等非道路机动车辆中。
这些机械通常使用重负荷柴油发动机，而生物柴油的高润滑性和低排放特性使得其成为理想的燃料选择。
此外，生物柴油还可以用于家庭取暖、发电以及工业燃料等领域。
然而，尽管生物柴油具有可持续发展和环保的优点，但仍面临一些挑战。
首先，生物柴油的生产成本较高，不能与传统的石油柴油竞争。
其次，生物柴油的供应面临种植原料的限制。
虽然生物质资源相对丰富，但需求量庞大，可能导致土地开垦和食品安全等问题。
因此，需要进一步研究和开发生物柴油的制备技术，寻找更低成本、更高效率的生产方法。
生物柴油
LOGO
木本油料植物生产生物柴油
我国的生物柴油生产原料以各种废油、植物油脂为主
各种废油主要是指废弃的食用油, 包括2 种: 一种是从剩余饭菜 中经过油水分离得到的油脂; 另一种是地沟油, 主要指在餐具洗 涤过程中流入下水道中的油品。
植物油脂, 需要从各种植物中提炼, 包括草本植物、木本植物和 水生油料植物, 分别指草本油料果实, 如大豆、油菜籽、葵花籽、 蓖麻籽、棉籽等; 木本油料果实, 如油桐、麻疯树、黄连木等的 种子; 还有工程微藻等水生油料植物
生物柴油原料来源可多样化，主要有动植物油及食 品或餐饮业回收油等，其生产方法主要是对各种动 植物油进行醇解。目前生物柴油成本普遍较高。
LOGO脂制备生物柴油方法，即： 直接混合法、微乳液法、高温裂解法和酯交换反应法
绿玉树, 别名光棍树, 大戟科大戟属直立灌木或小乔木, 株高2～ 20 m , 原产非洲。绿玉树茎干中的白色乳汁中含有碳氢化合物, 与石 油的成分类似, 在不适合生产粮食的干旱地区栽培, 每年每公顷可 以产10～ 50 桶油。
生物柴油
工程微藻
微藻的来源
微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、 微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的释氧 植物。它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。 植物。它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。 无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处， 无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处， 几乎在有光和潮湿的任何地方，微藻都能生存。 几乎在有光和潮湿的任何地方，微藻都能生存。 若要大规模地利用藻类生物质来制取生物柴油， 若要大规模地利用藻类生物质来制取生物柴油，就必须保证 有充分的藻类生物质。目前藻类的来源主要有2个途径， 有充分的藻类生物质。目前藻类的来源主要有2个途径，一是 收集湖泊、河湾、水库、 收集湖泊、河湾、水库、池塘等富营养化水体中天然生长的 大量浮游藻类；二是人工户外养殖制备，这也是获取藻类生 大量浮游藻类；二是人工户外养殖制备， 物质的最主要和最有效的方法。 物质的最主要和最有效的方法。 微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植 它是由阳光驱动的细胞工厂， 物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合 作用，吸收CO 将光能转化为脂肪或淀粉等化合物的化学能， 作用，吸收CO2，将光能转化为脂肪或淀粉等化合物的化学能， 并放出O 微藻是光合效率最高的原始植物， 并放出O2。微藻是光合效率最高的原始植物，也是自然界中 生长最为迅速的一种低等植物，而且某些微藻可以生长在高 生长最为迅速的一种低等植物， 高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、 盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠进 行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、 行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用 水进行培养，还可以利用工业废气中的CO 因此， 水进行培养，还可以利用工业废气中的CO2。因此，微藻生物 柴油成为了潜在的能源研究热点。 柴油成为了潜在的能源研究热点。
生物柴油
生物柴油的发展状况
世界各国生物柴油的发展状况
·目前，世界各国，都在致力于 开发高效、无污染的生物质能利用技 术。欧洲已成为全球生化柴油的主要 生产地。美国、意大利、法国已相继 建成生物柴油生产装置数十座。 ·美国是最早研究生物柴油的国家。 总生产能力1300，000吨。 ·目前日本生物柴油年产量达 400，000吨。 ·德国目前已拥有8个生物柴油的工厂， 德国拥有300多个生物柴油加油站，并且 制定了生物柴油的标准，对生物柴油不 收税，2006年生物柴油产量达100万吨。
生物酶法
脂肪酶 动物油脂+低碳醇 转酯化反应脂肪酸甲脂+乙脂 优点：条件温和、醇用量少、无污染排放。 优点： 存在的问题： 存在的问题：对甲醇乙醇的转化率低， 一般仅为 40%～60%，副产物甘油和 水难于回收，不但对产物形成抑制， 而且甘油对固定化 酶有毒性，使固定 化酶使用寿命缩短。
生物柴油的优缺点
原料到生物柴油的过程
生物柴油的生产方法
化学生产法
原料： 原料 主要原料为菜籽油和豆油等植物或动 物油脂﹑废餐饮油等。（以地沟油为例） 加工流程： 加工流程： 原料+甲醇（乙醇） 生物柴油
H+/OH催化剂高温
脂肪酸甲脂
10%甘油 化学合成缺点： 化学合成缺点：工艺复杂、醇需 过量，后续加工需回收醇装置 能耗高；色泽深（不饱和脂肪 酸高温下易变质；酯化产物难 回收，成本高；生产过程有废 碱液排放产生二次污染。
我国生物柴油的发展状况
• 我国政府为解决能源节约、替 代和绿色环保问题制定了一些 政策和措施，早有一些学者和 专家己致力于生物柴油的研究、 倡导工作。我国生物柴油的研 究与开发虽起步较晚，但发展 速度很快，一部分科研成果已 达到国际先进水平。研究内容 涉及到油脂植物的分布、选择、 培育、遗传改良及其加工工艺 和设备。目前各方面的研究都 取得了阶段性成果，这无疑将 有助于我国生物柴油的进一步 研究与开发。
生物柴油
生物柴油(Biodiesel)提炼自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。
它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成不同。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：酯、醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。
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、低温性能等；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、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500 mg/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。
新能源概论-2-生物柴油
➢ 【3】生物柴油可用作燃料： 生物柴油在工业上用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料 。
七.生产生物柴油的副产物
-------植物沥青
（1）植物沥青的组 成成分：
（3）植物沥青的用途：
①芳香分 ②胶质 ③沥青质
①生产铸造粘结剂； ②橡胶软化剂 ③黑色印刷油墨
（2）植物沥青的性 状：
④涂料 ⑤表面活性炭
12能源
生物柴油
一.生物柴油的定义 二.生物柴油的特点 三.生物柴油的原料 四.生物柴油的主要优点 五.生物柴油的制备方法 六.生物柴油的主要应用 七.生产生物柴油的副产物
一.生物柴油的定义
生物柴油(Biodiesel)它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈 等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐 饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再 生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热 裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧 量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量 大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、醛、酮、 酚、有机酸、醇等。
进燃料的燃烧，可以提高它的燃烧性能。
⑤ 生物柴油具有优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放 量大大减少，使用生物柴油答题石化柴油可减轻对环境的污染。
⑥ 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 低于普通的石化柴油。
生物柴油
工程微藻法
“工程微藻”生产柴油，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。 美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微 藻”，即硅藻类的一种“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。目前，正在研究选择合适的分子载体，使 ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的 ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生 产柴油具有重要经济意义和生态意义，其优越性在于：微藻生 产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植 物单产油脂高出几十倍；生产的生物柴油不含硫，燃烧时不排 放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境， 发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大
使用优势？
生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因 此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的 今天，有望取代石油成为替代燃料 。 生质柴油得环保优势，是其可降低引擎废气排放。生物 柴油几乎没有含硫化物，排放的废气自然也没有硫化物。研 究显示如果用20%生质柴油的比例混合的话，柴油引擎NOx 排放会增加2%，但微粒排放会降低12%，碳氢化合物排放会 降低20%，一氧化碳的排放会降低12% 如果生质柴油的来源是回锅油，可以减少餐厅换油成本， 减少油炸用油的健康风险。 一般认为，生物柴油的优点在于可以减少一氧化碳等废物 的排放量，而且运输也比普通柴油安全。此外，研究发现， 生物柴油的润滑性能很高。有趣的是，调和5%以内可以提高 润滑性能，但是如果高于5%，润滑性能却不再增强。
生物柴油
生物柴油概念：生物柴油是指用未使用过的或使用过的植物油（可食用和不可食用的）与动物脂肪，通过各种化学过程（最常见的是反酯化法）生产所得的脂肪酸甲酯。
【1、柴油分子由15个烃链组成，植物油分子一般由14~18个烃链组成，与柴油分子相似。
2、所有天然油和脂肪里都含有三甘油酯，三甘油酯与醇类在催化剂存在下能生成脂肪酸酯，脂肪酸酯的物化性质与石油基柴油相似。
】背景：1、可再生资源随着开发利用逐渐减少，能源危机日益严峻。
2、基于生物柴油作为石油的一种替代品，可由再生能源豆油、菜油、地沟油、废弃的皂脚加工而成。
由于它具有可生物可降解、无毒性、低排污量（柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10，颗粒物为20%，CO2和CO排放量仅为10%）和生产原料十分丰富等特点，因此，它是一种前景非常广阔的环境友好型的产品，将为缓解能源紧张作出贡献工艺及选料、条件：原料废油脂→预处理→酯交换反应→分层→粗制甲酯→精制（水洗真空干燥）→脂肪酸甲酯（生物柴油）生物柴油合成采用比较简单的酯基转移反应（反酯化），只需油、醇和催化剂。
油一般多采用植物油【美国为世界的大豆王国，是利用大豆油生产生物柴油的，欧洲生产生物柴油的原料主要为菜籽油，加拿大是用蔗渣为原料制取生物柴油，马来西亚、印度尼西亚利用棕榈油生产生物柴油】，也采用地沟油、肉类油脂【日本1995年开始研究生物柴油，用煎炸油、复循环烹饪油、废弃食用油为原料生产生物柴油，新西兰利用肉联厂的副产品油脂为原料制取生物柴油】，醇类现多选用甲醇，催化剂一般采用氢氧化钠，催化剂用量为植物油的1%。
反酯化工艺基于碱催化或酸催化，碱催化反酯化优于酸催化。
这一过程在常压（0.14MPa）和低温（65℃-75℃）下进行。
应用现状：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，2003年生产生物柴油50万吨/年，不久将达到90万吨/年。
并制定了生物柴油标准DIN V51606，对生物柴油不收税。
生物柴油。
国外生物柴油产业现状
国外生物柴油产业发展较为成熟。 国外相关配套政策：提供专项资金补贴；鼓励农民种植能
源植物；征收化石能源生态税；采取减税优惠鼓励使用生 物质产品。
国内研究状况
我国生物柴油工业生产比国外晚几年，在2001年 之后才陆续有工业装置投产，这主要包括海南正 和、福建卓越、四川古衫等，都建立1～2万吨/年 左右的生物柴油厂，原料基本都是采用地沟油、 酸化油等。
酯 也可催化酯交换等反应 具有反应条件温和、污染小、催化剂分离相对简单等优点 固定化细胞/酶
生物柴油的用途
与石油柴油调配使用，调和比例可以2%、5%、 10%和20%，即B2、B5、B10、B20柴油。
我国2007年已经颁布了柴油机燃料调和用国家标准 GB/T20828-2007，即B100。
2、福建福清源华能源公司的生物柴油Ⅲ期工程预计2013年3月投 产，以地沟油为原料，将现有的年产3万t扩增至年产18万t。（ 2012年5月，能源与环境）
3、融鑫集团在武汉启动200kt/a 生物柴油项目，利用棉籽油转化 成生物柴油，年利润可达4亿元。（2012 齐鲁石油化工）
4、新奥油藻生物柴油项目2015年将实现产业化，年产生物柴油可 达5000吨，新奥科技发展有限公司承担的国家 863 计划项目 “CO2-油藻-生物柴油关键技术研究”通过科技部组织的专家验 收，并与国家开发银行签署 3亿元的贷款合作协议，2015 年将
我国2010年已经颁布了生物柴油调和燃料B5国家标 准GB/T25199-2010，即B5调和柴油;
车用燃料润滑添加剂，能改善低硫柴油的润滑性;
非车用柴油的替代品，如船用、炉用、农用。
Biodiesel at Work
生物柴油 生物质柴油 烃基生物柴油
生物柴油生物质柴油烃基生物柴油生物柴油、生物质柴油和烃基生物柴油是三种与环保相关的燃料，它们都属于可再生能源，具有较低的碳排放量和环境友好性。
生物柴油是一种由动植物油经过酯化或裂解等化学反应得到的替代燃料。
它与传统石油柴油具有相似的物理和化学性质，可以直接用于柴油发动机。
生物柴油的主要成分是甲酯，常见的原料包括油菜籽油、大豆油、棕榈油等植物油，以及动物油脂。
生物柴油的优点包括可再生性、低碳排放和减少对化石能源的依赖。
生物质柴油是一种由生物质经过热解或气化等热化学反应制得的液体燃料。
生物质是指植物和动物的废弃物，如秸秆、木屑、食品废弃物等。
通过热化学反应，生物质可以转化为气体、液体或固体燃料。
生物质柴油属于液体燃料，其主要成分是碳氢化合物，可用于替代传统石油柴油。
生物质柴油的生产过程中不会产生二氧化碳等温室气体，因此对减缓气候变化具有重要意义。
烃基生物柴油是一种由生物质或生物油经过氧化、加氢等化学反应得到的液体燃料。
烃基生物柴油的主要成分是烃类化合物，其化学结构与传统石油柴油相似。
烃基生物柴油不仅具有可再生性和低碳排放的特点，还具有较好的燃烧性能和稳定性。
烃基生物柴油可以直接用于柴油发动机，对汽车尾气排放和空气质量改善具有积极作用。
总的来说，生物柴油、生物质柴油和烃基生物柴油是未来替代传统石油柴油的重要能源。
它们的生产和使用可以减少温室气体排放，改善空气质量，促进可持续发展。
然而，由于生物柴油和生物质柴油的生产需要大量的农作物和土地资源，可能会对粮食安全和生态环境产生一定的影响。
因此，在推广使用这些燃料的同时，需要合理规划资源利用，加强科研和技术创新，提高生产效率和环境友好性。
只有在经济、环境和社会效益的平衡中，生物柴油、生物质柴油和烃基生物柴油才能真正发挥作用，为可持续能源的发展做出贡献。
生物柴油简介
生物柴油简介生物柴油是由未使用过的或使用过的动植物油脂(可食用和不可食用的)，经过物理处理和化学改性后，生成的脂肪酸酯，由于其物化性质与石油基柴油相似，故称生物柴油。
与普通柴油相比，生物柴油具有环境友好特点，其柴油车尾油中有毒有机物排放量仅为1/10，颗粒物为20%，CO2和CO排放量仅为10%，就燃料对整个大气CO2影响的生命循环分析（LCA）指出，生物柴油排放的CO2比矿物柴油要少约50%。
生产生物柴油的能耗仅为石油柴油的1/4，可显著减少燃烧污染排放，生物柴油生产使用的植物还可将二氧化碳转化为有机物固化在土壤中，可减少温室气体排放；利用废食用油生产生物柴油，可减少含有毒物质的废油排入环境或重新进入食用油系统；在适宜的地区种植油料作物，可保护生态，减少水土流失，修复污染土地等。
生物柴油通常可与石油基油调和使用，调和比例视用处不同而异。
调和油含硫很低，适当比例调和油（如B20）优于欧IV柴油。
生物柴油可大大减少未燃尽烃类、CO和颗粒物质排放。
调和20%生物柴油的调和油，可减少排放如下：总的未燃尽烃类20%、CO12%、颗粒物质12%，硫酸盐20%，多环芳烃13%，硝化多环芳烃50%、特定烃类的潜在臭氧量10%。
生物柴油为清洁燃料，几乎不含硫，无芳烃，含氧约10%（有助于充分燃烧），使用生物柴油调和油柴油机无需改造，另外，可改进润滑性，生物柴油长链脂肪酸酯类是喷射系统极好的润滑剂，石油基柴油脱硫过程也大大损害了润滑性，加入极少量（1~2%）生物柴油的调和油就可使润滑性提高到特定水平，甚至加入低于1%也可使润滑性提高65%。
生物柴油作为低污染的车船燃料，对降低黑烟水平效果明显，实用性很强，以下是日本能源学会专家研究的污染度数据，即全负荷时的黑烟水平。
以下是北京理工大学汽车动力与排放国家重点实验室对我公司生物柴油调和油B20的排放检测数据。
表1 外特性条件下HC和CO排放比较燃用B20生物柴油后,在外特性条件下柴油机HC排放平均下降28.24%，CO排放平均下降15.4%。
生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
我国近年来脂肪酸甲酯工业经历了一个飞跃性的发展。
由于原油价格不断高涨，寻求柴油替代品的努力不断被实践。
我国存在大量可再生资源，比如油脂，这些油脂在生产过程中会产生大量副产物，其中包括以酯类形式存在的脂肪酸甘油酯，也包括游离的脂肪酸。
这里的脂肪酸的碳链为长链脂肪酸，当脂肪酸的碳链为12-18时，其甲酯就是生物柴油的基本成分。
因此，06年后我国投资生产生物柴油的企业数量迅猛增加。
但是生物柴油与石化柴油相比，在性能和性价比方面难以与石化柴油抗衡，除了勉强用于船用柴油外，作为燃料很难在更多领域应用。
因此，大量的生物柴油企业面临转型的困境。
由于脂肪酸甲酯可以进一步加工成环氧脂肪酸甲酯，而后者在增塑剂领域的应用得到了有效地推广，成为可在某种程度上替代邻苯二甲酸盐增塑剂的一种绿色环保型的增塑剂，生物柴油企业纷纷转型为增塑剂企业。
用植物类资源生产的生物柴油，其碳链不饱和程度大，适合生产增塑剂；动物类油脂，由于饱和程度高，则不适合生产增塑剂。
国际上，欧盟和美国出于可持续发展战略，也致力替代石油能源的生物柴油工业的发展，由于欧盟和美国对生物柴油工业实行政府补贴，其生物柴油生产的原料直接采用菜籽油等食用油脂。
但是我国生产脂肪酸甲酯（生物柴油）的原料主要是油脂工业的下脚料以及餐饮业的可再生资源。
我国也有用油脂和油料作物生产生物柴油的研究，目前处于概念阶段，尚无工业化生产。
油是不饱和高级脂肪酸甘油酯，脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯，都是高级脂肪酸甘油酯，是一种有机物。
第六章 生物柴油
微生物油脂的发酵工艺流程如下：
菌体筛选
原料 预处理
灭菌 油脂提取
菌体培养 精炼
菌体收集 成品油脂
在微生物油脂中，其主要组成为三酰甘油和游离脂肪酸，
同时还有一些非极性物质；另外还有部分微量成分没有被分 辨出来。
6.2.3.2
发酵工艺要点
1）菌种的筛选 用于工业化生产油脂的菌株必须具备以下条件：①油脂积 蓄量大，含油量应达50%左右，油脂生成率高，转化率不低于 15%；②能适应工业化深层培养，装臵简单；③生长速度快， 杂菌污染困难；④风味良好，食用安全无毒，易消化吸收。 能够生产油脂的微生物有酵母、霉菌、细菌和藻类等，目 前研究较多的是酵母、藻类和霉菌。 2）菌体的培养 生产微生物油脂主要原料为下列几类物质：碳源如葡萄糖、
脂，给提取带来困难。
6.2.1.4 废弃油脂
废弃油脂是中国生物柴油原料主要来源之一，主要包括 餐饮废油、地沟油、炒菜和炸食品过程产生的煎炸废油等。 以废油脂为原料生产生物柴油，可大大减少废油脂的现存量， 减少燃料对化石资源的依赖和环境污染，同时可降低生物柴
油原料的成本。动植物油脂经高温烹饪煎炸，饱和脂肪酸越
提取率不高。每年需进口几千万吨用于食用的动物油脂更
不能满足工业生物柴油原料的供应。我国人多地少的基本 国情和各原料的特点决定了我国生物柴油生产必须采用多 样化的原料。
6.2.1.1 动物油脂
动物油脂包括猪油、牛油、羊油和鱼油等。美国、日
本和欧洲已开始利用动物油脂生产生物柴油。 1）猪油 猪油的产量随猪养殖量增加而增长，猪油基本不进行国际贸 易，中国和欧盟是猪油生产国和消费国。猪油的特征是富含棕
1）酵母菌油脂 常见的产油酵母有：浅白色隐球酵母、弯隐球酵母、斯达氏 油脂酵母、茁芽丝孢酵母、产油油脂酵母、胶黏红酵母、类酵
生物柴油
2.生物柴油的化学法生产
• 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 (Sodium methoxide) 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（transesterification），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
• 生物柴油技术 是指利用植物油、废机油、轮胎油、地 沟油、动植物油、酸化油、脂肪酸、毛油、 焦化一线油、二线油、废塑料油、废橡胶 油经精制成生物柴油的技术。 • 生物柴油成为新经济产业的亮点的表现: (1) 战略高度； (2) 技术标准； (3) 政府补贴； (4) 生产规模。
生物柴油制备方法
• • • • 稀释：利用石化柴油来稀释植物油； 微乳化法：利用乳化剂降低植物油黏度； 热解法：高温将高分子变成简单分子； 酯交换：是利用甲醇、乙醇将植物油中的 甘油三酸酯中的甘油取代下来，形成长链 的脂肪酸甲酯，从而降低碳链的长度； • 生物技术方法：利用脂肪酶将长链的高分 子降解成短链的碳氢化合物。
生物柴油原料
生物柴油原料资源种类
• 植物油脂
草本、本本、水生油料植物油
• 动物油脂 • 废弃食用油
生物柴油原料资源
能源植物种的选择，富油植物的引种栽培、遗传改良，建立 “柴油林林场”； 发达国家用于生产生物柴油的原料： • 大豆（美国） • 油菜籽（欧共体国家） • 棕榈油（东南亚国家）
油料植物
但化学方法存在如下问题……
• （1)反应温度较高、工艺复杂； • (2)处理过程繁复、能耗高； • (3)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； • (4)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 ,因此成本较 高.
第四章 生物柴油
Biodiesel at Work
生物柴油定义
植物油、动物油、废餐饮油等原料油与甲醇(或乙醇) 经 酯交换反应而得的长链脂肪酸甲(乙)酯。
CH2OH CH2OH
CH2O2C(CH2)nCH3 CHO2C(CH2)nCH3 + 3 ROH CH2O2C(CH2)nCH3
Yields of Common Crops
Typically Extraction from 100kg of Oil Seeds
国际主要原料
区域 主要原料
EU 油菜籽
USA 大豆油
南亚
巴西
棕榈油 蓖麻油、 大豆油 意大利 葵花籽 油 法国 葵花籽 油
区域 主要原料
西班牙 亚麻籽油、 橄榄油
国家“十一五”发展规划
（ 2010年） 我国生物柴油产量将达200万吨/年
节能减排效果更加显著！
多相催化工艺
2005年，迪斯特（Diester)工业公司在法国塞特建设生产16万吨/年的 脂肪酸甲酯（FAME）的装置。 采用多相催化剂——两种非贵金属的尖晶石混合氧化物，属首次应用， 它可避免采用均相催化剂如氢氧化钠或甲醇钠的工艺所需的几个中和、 洗涤步骤，并且不会产生废物流。 丙三醇副产物的纯度高达98%，而采用均相催化剂路线时，其纯度约为 80%。这种副产物的利用可提高整个生产的经济性。 该化学转化采用两个串联的固定床反应段，分离丙三醇以改变平衡。 每一反应器后的过量甲醇通过部分闪蒸除去，酯类和丙三醇再在沉降 器中分离。 生物柴油在甲醇最后回收后通过减压蒸发予以回收，然后提纯去除微 量丙三醇。甲酯纯度超过99%，产率接近100%。
油料作物—海蓬子
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生物柴油
生物柴油提炼自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。
它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。
释义
生物柴油[1]是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。
与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到石化柴油中。
原料
欧盟[2]生物柴油80%的原料为双低菜籽油（低硫甙、低芥酸）。
美国、巴西主要是大豆，我国主要是以木本油料、废弃油脂和微藻油脂为原料。
我国在内蒙古开展了微藻固碳生物能源示范项目，同时，已在四川、贵州、海南启动小油桐生物柴油产业化示范项目。
生物柴油效益分析
1）能达到欧洲2号排放标准；2）密度比水小，相对密度在0.7424~0.8886之间；
3）稳定性好，长期保存不会变质；
4）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；
5）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；
6）较好的低温发动机启动性能，无需添加剂冷滤点媃中达到-13℃；
7) 十六烷值高，燃烧性能好于柴油，燃烧残留物呈中性使发动机机油的使用寿命加长；
8) 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。
9）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；10)pH值低，故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料；
11)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；
12)较好的安全性能：闪点高，运输、储存、使用方面安全。
优点
(1)具有优良的环保特性：生物柴油和石化柴油相比含硫量低，使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大减少。
权威数据显示，二氧化硫和硫化物的排放量可降低约30%。
生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体的损害低于石化柴油，同时具有良好的生物降解特性。
和石化柴油相比，柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为10%,颗粒物为20%，二氧化碳和一氧化碳的排放量仅为10%，排放尾气指标可达到欧洲Ⅱ号和Ⅲ号排放标准。
(2)低温启动性能：和石化柴油相比，生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，冷滤点达到-20℃。
(3)生物柴油的润滑性能比柴油好：可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，增加发动机的使用寿命，从而间接降低发动机的成本。
(4)具有良好的安全性能：生物柴油的闪点高于化石柴油，它不属于危险燃料，在运输、储存、使用等方面的优点明显。
(5)具有优良的燃烧性能：生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗暴性能，因此可以采用更高压缩比的发动机以提高其热效率。
虽然生物柴油的热值比柴油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧，可以提高发动机的热效率，这对功率的损失会有一定的弥补作用。
(6)具有可再生性：生物柴油是一种可再生能源，其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。
(7)具有经济性：使用生物柴油的系统投资少，原用柴油的引擎、加油设备、储存设备和保养设备无需改动。
(8)可调和性：生物柴油可按一定的比例与化石柴油配合使用，可降低油耗，提高动力，降低尾气污染。
(9)可降解性：生物柴油具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。
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。
缺点
生物柴油做为石化柴油的替代品，本身没有什么缺点，只是在生产过程中有一些缺点：一、在国家“不能与粮争地”、“不能与人争粮”、“不能与人争油”、“不能污染环境”的“四不”政策下，提炼生物柴油的原料只能用油料作物或者地沟油，而地沟油的收集是一个难题。
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。