生物柴油介绍

摘要：面对能源紧缺和环境污染，生物柴油替代传统石化燃料已成为研究热点。本文从原料选取、生产方法和生产工艺的角度对生物柴油发展进行了评价和比选。生物柴油有改善生态环境、缓解能源消费压力、含氧量高、降低空气毒性和致癌率以及生物降解性高等诸多优点，近年来已成为各个国家竞相研究的热点，对我国来说，发展生物柴油具有良好的前景。综述了国内以餐饮废油脂、动植物油脂和工程微藻等为原料生产生物柴油的技术研究进展及主要装置的生产能力，分析了在我国发展生物柴油需要解决的问题。

Development and use of biodiesel

Fan,yang

(University of Science and Technology of Suzhou ,Jiangsu suzhou,215000,China)

Abstract: Face energy shortage and environmental pollution, biodiesel is an alternative to traditional fossil fuels has become a hot topic. From the selection of raw materials, production methods and production technology evaluation, comparison and selection point of view of the development of bio-diesel. Biodiesel to improve the ecological environment, to ease the pressure on energy consumption, high oxygen content, reduce toxic and carcinogenic air rate as well as the biological degradability many advantages, and in recent years has become a hot research each country competing for our country, the development of bio-diesel has good prospects. The production capacity of the domestic the catering waste oils, animal and vegetable fats and oils, and engineering of microalgae as raw material to produce bio-diesel technology research progress and the main device, a problem to be solved in the development of bio-diesel in China.

Keywords: biodiesel; production process; development prospects

近年来，全球石油供需矛盾日益突出，一方面由于交通运输燃料消费量不断增长对石油的需求不断

扩大，另一方面全球石油资源量日益减少，石油供应日趋紧张，此生物燃料技术开发已经引起世界许多国家的普遍重视。生物柴油作为主要生物燃料之，具有产品环保、原料可再生的优点，近年来在生物燃料的开发中发展速度较快。

生物柴油由动物和植物等油脂制得，属可降解再生能源。作为一种有潜力取代传统矿物柴油而使用的环保燃油，生物柴油不但可以有效降低环境污染，还能缓解我国能源危机，更能促进农副产品的综合开发与利用。前人经过大量的研究和长期的使用，发现生物柴油有着某些矿物柴油多不可比拟的优良性能。国际上，各国都开始转向生产、利用和发展生物柴油能源，并视作一种石油能源替代品加以研究。西方发达国家根据本国能源安全性和环境保护情况，已经对其进行非常深入广泛的研究，并有一大批工业规模的生产装置已经建立，生物柴油的产量和使用范围正不断扩大。欧盟通过替代燃料的立法，对生物柴油的生产者与消费者给予支持和优惠，大大刺激了和促进生物柴油的生产和使用。美国于1992年制定了能源政策法案中明确指出，2010年非石油燃料需占发动机燃料总量的30％，而非石油燃料主要指的就是生物柴油。其他国家在面临石化柴油紧缺的现实情况下，也正积极发展生物柴油相关科研项目。在国内，政府从2000年开始重视生物柴油的研发工作 J。尽管我国生物柴油的研究与开发起步晚，但发展较为迅速，且部分成果已达国际先进水平。2003年4月，生物柴油被国家科技部等政府机构列为“国家重点新产品”。相关高校和科研院所也进行了实验室研究和小型化工业实验，并取得了重大成果。

1、生物柴油的原料来源

在现今工艺进行生物柴油生产的过程中，原料成本占总成本的70％以上，已成为决定生物柴油价格的主要因素及企业利润的制约点。因此，廉价原料的采用及转化率的提高进而降低成本很大程度上决定了生物柴油能否实用化。现今生物柴油工艺的原料主要有如下几种：1.1 动物油脂动物油脂

主要包括牛油、猪油、羊油和鱼油等；欧美和日本已开始转向运用动物油脂生产生物柴油，但总体用量不多。

1.2 植物油脂

植物油脂主要包括油菜、大豆、棉花、蓖麻等油料作物，以及油棕、黄连木等油料林木果实。目前各国使用情况各异：欧洲主要用菜籽做原料，美国采用转基因大豆，东南亚国家则主要以棕榈油为主。未来生物柴油生产原料的开发方向是人类不可食用、工业价值差且高产的植物油，特别是野生植物油；还包括一些不能食用的副产油料。

1.3 微生物油脂

微生物油脂又称单细胞油脂，指的是在一定的条件下，霉菌、酵母、细菌及藻类等微生物利用碳水化合物、碳氢化合物及普通油脂作为碳源，于菌体内产生大量油脂和某些具备商品价值的脂质。目前对酵母、霉菌和藻类的研究比较热。

1.4 废弃油脂

废弃油脂主要包括地沟油、餐饮废油和煎炸废油等，是我国生物柴油原料主要来源之一。日本也采用餐饮废油来生产生物柴油。大量采用废油脂生产生物柴油，不仅能够压缩生物柴油原料的成本，同时减少废油脂现存量，更能降低对化石资源的依赖以及环境污染。但不可回避的问题是：废弃食用油脂的回收困难及废弃食用油脂成分极为复杂，由此生产出的生物柴油品质将不能很好地得到保证。

1.5 生物质气化费托合成生物柴油

生物质气化费托合成生物柴油是以生物质原料在气化炉内通过气化生产合成气，再采用费托合成技术生产柴油，其重点是开发生物质气化技术。生物质气化过程简单，对设备要求不高，但是能量转化率低(所产生气体的能量一般为生物质所含能量的60％～70％左右，最高为75％)、燃气热值低(为4～6 Mj/nl。)、焦油含量高且燃气中夹带焦油和焦炭等固体颗粒，缺乏有效的净化技术，不能灵活使用热值不同的多样化生物质原料，并且气化过程还需要能量。为此，随着生物质(或成型)直燃技术的提高，国外如瑞典和丹麦等国家主要采用生物质直接燃烧供热/发电或成型后燃烧供热/发电。国际上在生物质气化方面的发展趋势则是将生物质气化先得到合成气，再经F—T合成得到生物柴油或化工产品，仅利用F—T合成过程的废气驱动燃气透平发电。该T艺所得柴油十六烷值可高达85，性能优于石油基柴油，是最具有前途的生产生物柴油技术之一。

2、第一代生物柴油生产方法

柴油分子是由约l5个碳链组成的烃类化合物。研究发现生物油分子一般含14—18个碳原子，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油是一种用菜籽油、大豆油、棉花籽油、动物油等可再生油脂加工制取的新型燃料。目前制备生物质柴油的方法有直接混合法、微乳液法、热裂解法、酯交换法、生物酶法。

2.1 直接混合法

前人研究表明，将脱乳的大豆油与2号柴油按一定比例混合后直接喷射涡轮发动机上，可制得不出现凝胶和变混现象的混合液，这种混合物燃料的黏度较低，可以用作农用机械的替代燃料 J。目前各国通常采用混合比为5％～30％，其性能达到石油柴油的性能。

2.2 微乳液法

微乳液法是利用一些动植物油与低级醇等制成微乳液体系。已有一些学者用不同原料制得不