生物柴油的研究进展
微藻生物柴油的现状与进展
微藻生物柴油的现状与进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，寻找可再生、环保的替代能源已成为全球科研和工业领域的热点。
微藻生物柴油作为一种新兴的绿色能源，其独特的优势与潜力正逐渐受到人们的关注。
本文旨在全面概述微藻生物柴油的当前发展状况、技术进步、应用前景以及面临的挑战，以期对微藻生物柴油的研究与应用提供有益的参考和启示。
文章将首先介绍微藻生物柴油的基本概念、特点及其作为可再生能源的重要性，然后重点分析微藻生物柴油的生产技术、产业链构建、市场应用等方面的现状与进展，最后探讨其未来发展趋势和可能遇到的问题。
通过本文的阐述，读者可以对微藻生物柴油有一个全面而深入的了解，为相关研究和产业发展提供有益的参考。
二、微藻生物柴油的基础知识微藻生物柴油是一种由微藻经过特定培养和处理过程后提取出的可再生能源。
微藻，作为一类微小的水生植物，具有生长迅速、光合作用效率高、生物量产量大等特点，因此被视为生物柴油生产的理想原料。
微藻生物柴油的生产过程主要包括微藻的培养、收获、油脂提取和生物柴油的合成等步骤。
在微藻培养阶段，需要选择适合的培养基和光照条件，以促进微藻的生长和油脂的积累。
收获阶段则采用离心、过滤等方法将微藻从培养液中分离出来。
油脂提取则利用有机溶剂或物理方法将微藻细胞内的油脂提取出来。
通过酯化或酯交换反应，将提取出的油脂转化为生物柴油。
与传统的化石柴油相比，微藻生物柴油具有可再生、环保、可持续等优点。
微藻生物柴油的原料来源广泛，生长周期短，不受地域限制，因此具有巨大的生产潜力。
微藻生物柴油的燃烧产物主要是二氧化碳和水，对环境影响小，有利于减缓全球气候变化。
微藻生物柴油的燃烧效率高，动力性能良好，能够满足现代交通工具的需求。
然而，微藻生物柴油的生产也面临一些挑战和限制。
微藻生物柴油的生产成本较高，主要包括微藻培养的成本、油脂提取和生物柴油合成的成本等。
微藻生物柴油的生产过程中会产生一些废弃物和废水，需要进行有效的处理和处置。
生物柴油研究与应用现状
生物柴油研究与应用现状摘要：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。
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，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，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。
柴油机燃用生物柴油的研究进展
源 。为此 ， 对 国内外 生物 柴 油研 究 出 现 的一 些 新 对 象 和 新 方 法 进 行 了综 述 ， 要 介绍 了 生物 柴油 含 量 对 生 物 针 主 柴油 一 柴油 混 合燃 料 物性 参 数 的影 响规 律 、 用 数 值 模 拟 和 高 速 摄 影 研 究 生 物 柴 油 的喷 雾 特 性 及 其 影 响 因 素 、 采 采用 内窥 镜 高 速摄 影 研究 生 物柴 油 的燃 烧 过 程 、 生物 柴 油发 动 机尾 气 中 颗粒 物 质 的 特性 等 方 面 的 国 内外 研 究 进
料大 规模 生 产 替代 液 体燃 料一 生 物 柴 油 ， 增强 国家 对
石油安 全 具有重 要 的 战略意 义 。
１ ）密度 、 度 随生物 柴 油体积 百分 含量 的增 加而 粘
上升 ；
目前 ， 界各 国都在 积 极 开 展 生物 柴 油 的研 究 工 世
作 。大量 研 究发 现 ， 用 生物 柴 油 及 其 与柴 油 的混 合 燃 燃 料 ， Ｏ、 Ｐ 和 Ｃ 的排放 量均 较燃 用 纯柴 油 有 Ｃ ＨＣ、Ｍ Ｏ 不同程 度 的降低 ，Ｎ 排 放 略有升 高 。 以前 对 生物 柴 Ｏ 油 的研究 主要集 中在生 物 柴 油 的制 备 工 艺 和方 法 ， 以
力、 十六烷 值 、 闪点 、 滑 性 、 含 量 、 滤 点 、 固点 润 硫 冷 凝 等理化 性质 的测 试 和研 究 ， 步 探 讨 了生 物 柴 油含 量 初
抗 暴性 好 、 烧 充 分 等 优 良 的使 用 性 能 和 可 再 生 性 ， 燃 其 环境 友好 性 及 良好 的替 代性 能 ， 是最 具 发 展 潜 力 的 大 宗生 物基 液体 燃 料… 。前 不 久 ， 中国工 程 院专 家 在
生物柴油的应用现状及技术进展
生物柴油的应用现状及技术进展张 静1,唐恩凌2(11中国石油锦西石化公司研究院,辽宁葫芦岛 125001;21沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110168) 摘 要:介绍了生物柴油的主要特性、原料来源及生产工艺;评述了国际上现有的各种生物柴油生产方法;给出了国内外生物柴油应用现状及技术进展;对我国生物柴油发展应解决的技术问题进行了概述,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;酯交换反应 中图分类号:TE626.24 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)0820023208 生物柴油是生物质能的一种形式,其主要成分为通过动植物油脂转化而来的高级脂肪酸的低碳烷基酯混合物,因其物化性能与石化柴油相近,并可以直接代替石化柴油或与普通石化柴油以任意比例互溶代替石化柴油使用而得名。
与来自于石油的石化柴油相比,生物柴油具有环境友好、在使用过程中可降低有害废弃物排放等多方面环保优点,加之占世界能源消耗量40%的石油因资源量极为有限,造成原油和燃料油市场价格巨幅波动,生物柴油作为一种优质生物质可再生能源,自20世纪90年代以来在世界范围内形成了研究开发热潮,并已经形成快速发展的产业。
我国是世界上经济发展最为迅速的国家之一,对能源的需求量长期持续高速增长,在现在的能源消耗构成中,除煤炭能够满足自给外,石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要,特别是石油。
我国2003年消耗石油215亿t,从国际市场上进口高达9100万t,国际依存度高达3614%,从各种渠道得到的数据表明,2004年我国石油进口量将突破亿t大关,达到112亿t,石油的国际依存度也将突破40%。
国际石油价格的高企,不仅增加了购买石油的外汇消耗,而且给我国经济的稳定发展造成不容忽视的负面影响。
与矿物柴油相比,生物柴油具有环境友好的特点,其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%。
生物柴油的制备方法及其发展前景
生物柴油的制备方法及其发展前景摘要：综述了生物柴油的特性，重点介绍了生物柴油的制备方法，并讨论了生物柴油国内外的研究进展，最后展望了生物柴油在我国发展的前景。
柴油作为一种重要的石油产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，已成为重要的动力燃料。
随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大。
而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到各国的重视。
生物柴油是清洁的可再生能源，是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。
1生物柴油的主要特性（1）优良的环保特性。
生物柴油中硫含量低，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造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。
（2）较好的润滑性。
使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
（3）较好的安全性。
生物柴油闪点高，不属于危险品，运输、储存、使用安全。
（4）良好的燃料性。
十六烷值高使生物柴油的燃烧性好于柴油。
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。
（5）可再生。
作为可再生能源，与石油一定的储量不同，供应量不会枯竭。
（6）无须改造柴油机，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。
（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，并降低尾气污染。
2生物柴油的制备方法2．1催化合成法制备生物柴油目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂与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。
生物柴油的应用和研究现状及进展
源 的理 想 替 代 品 。本 文 综 述 了生 物 柴 油 的优 点 以 及 目前 国 内外 的 生产 应 用现 状 。 点 介 绍 了 生物 柴 油 的 生产 方 法 以及 当前 国 内对 于 生 物 柴 油 重 原料的研究方向。
【 键词】 关 生物 柴 油 ； 制备 方 法 ； 备 原 料 制
生 物 柴 油 相 对 于 普 通 柴 油 ． 点非 常 明 显 ： 先 生 物 柴 油 以 可 再 设 备要 求 高 ． 耗 大 ， 阻碍 其 进 一 步 推 广 的 障碍 之 一 。 催 化 交 换法 优 首 能 是 酶 因其 环 境 友 好 ， 应 性 强 ， 分 离 ， 耗 低 ， 适 易 能 生 的 动 植 物 脂 肪 酸 单 酯 为原 料 ， 减 少 对 石 油 的依 赖 性 ， 供 可 再 生 是 近 年来 的研 究 热 点 之一 ， 可 提 能 源 。其 次 生 物 柴油 环 境 友 好 ， 物柴 油 的尾 气 中有 毒 有 机 物 、 粒 物 是 目前 最经 济 ， 有 优 势 的方 法 之 一 。例 如 北 京 化 工 大 学 对 于 以 小桐 生 颗 最 就 和 Ｃ ．Ｃ 的 含量 分 别 仅 为 普 通 柴 油尾 气 含 量 的 １％、０ Ｏ Ｏ Ｏ ２ ％和 １％， ０ 无 子 油 为原 料 生 产 生 物 柴 油 的试 验 ， 很 好 的 体 现 了酶 催 化 对 与 酸碱 催
Ｓ 铅 等 有 毒物 质 的排 放 ；混 合 生 物 柴 油 可 将 尾 气 的 含 硫 体 积 分 数 化 的 优 越性 。 于小 桐 子 油 是 高 酸值 的油 ， 先 用 酸做 催 化 剂 ， 小 酸 Ｏ和 由 要 减 值． 之后 再 用 碱 做 催 化剂 ， 应 工 艺 复 杂 ， 染 环 境 。 而 用 生 物 酶 催 化 反 污 从 ５０ １４降低 到 ５ ｌ－ 。 ０￣０ ｘ ０ｑ “ １ 应 用 现 状 就 可 以 将酯 化 反 应 和 转酯 化 反应 一 步 进 行 ， 大简 化 了工 艺 流 程目 大 。
生物技术法生产生物柴油的研究进展
生 物 技 术 法 生 产 生 物 柴 油 的 研 究 进 展
王 贤 贤
（ 岛科技大学 化工学院 ， 青 山东 青 岛 ２ ６ ４ ） ６ ０ ２
摘 要 ： 绍 了 化 学 酯 交 换 法 、 催 化 法 、 细 胞 催 化 法 等 生 产 生 物 柴 油 的 方 法 。 指 出 了 这 一 领 域 难 介 酶 全 以实 现 商业 化 的 原 因 ， 针 对 这 些 问题 提 出 了 相应 的 建 议 ， 析 了生 物 柴 油 的 现 状及 发 展 趋 势 。 并 分 关 键 词 ： 物 柴 油 化 学 酯 交 换 酶 催 化 生 中 图分 类 号 ：ＴＥ ６ 文 献 标 识 码 ： ６５ Ａ 全 细胞 催 化
第３ ２卷 第 ２期 ２１ ０ １ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ＆ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｏ ｒ ａ ｈ ｍｉ ｄ ｓｒ ｏ ａ Ｉ ｙ ｎ ｉｅ ｒ ｎ
Ｖ０１ ２ ．３ Ｎｏ． ２ Ａｐ． ｒ，２０１ １
原 油是 现代 社会 不 可 或 缺 的能 源 ， 球 燃 油 价 全
２０ ０ ７年欧 盟依 然是 世界 最大 的生 物柴 油 生 产商 ， 其 产 量超 过 ６ × １。Ｌ， ４ Ｏ 占据 了世 界 生 物 柴 油 产 量 的
格 的大 幅增长 ， 使 新 的 、 于 生 物 的 、 境 友好 的 促 基 环 可再 生石 油替 代 品 的 出 现 ， 生 物燃 料 。我 国 生物 如 柴油 的发 展较 晚 ， 目前 达 到产 业 化 水 平 的工 艺是 以 酸碱 催化 的酯 化反 应 ， 限较 多 且 不 符 合 绿 色生 产 局 的要求 ， 切需 要 一 种 可 行 的 替代 品 。生 物柴 油 是 迫
Ｗ ＿ Ｎ Ｇ ｉ ｘｉ ｎ Ａ Ｘ ａｎ ａ
生物柴油制备方法的研究进展
过 高等缺点 ， 但是 通过 合理 开发利 用 ， 可以有 效缓解 石化 柴油供 应 紧张 的局 面 。因此生 物柴 油具 有 巨大
的发 展潜力 ， 将对 保 证 石 油安 全 、 证 生 态 环境 、 保 促 进农业 和制 造业 的 发展 、 高 农 民 的收 入 等 产生 十 提 分 重大 的作用 。生物 柴 油 的 原 料来 源 广 泛 ＿ ， ４ 如
４ ０
现代 化农 业
２ １ 年 第 ３期 （ ０１ 总第 ３０期 ） ８
生物 柴 油 制备 方 法 的研 究 进 展
王 园 园 。 金 楠 。 冰 洁 王 顾
（ 业部 干 燥机 械 设 备 质 量 监 督 检 验 测 试 中心 ， 尔滨 １ ０ ３ ） 农 哈 ５ ０ ８
摘要 ： 生物 柴 油是 一 种 可 再 生 能 源 ， 由动 植 物 油 脂 经 过 酯 交 换 反 应 生 成 。 文 章 对 目前 制 备 生 物 柴 油 的 方 法 是
策引导循 环 经济 的 发展 ， 建 立 健全 农 药 、 肥 、 如 化 农
用物 资 、 子 的标 准体 系 ， 源头上 防治农 残 物引发 种 从 的环 境污 染 ， 以及 外来 物种对 生态 环境 的污染 。
４ ２ 增 强 农 民 生 态 意 识 ．
术、 配方 施肥技 术 、 虫 害综 合 防治技 术 、 林 牧 品 病 农 种遗 传 改 良技 术 、绿 色” 肥 、 业生 产技术 及其 它 “ 化 农
农 用 的现代高 科技 关 键技 术 等 ， 而 促 进环 境 的 综 从 合 治理 。
４ ４ 建 立 农 业 循 环 经 济 的 可 持 续 发 展 模 式 ．
通过 网络 、 播 、 视 、 刊 等各 种 形 式 宣传 环 广 影 报
脂肪酶催化转酯化生产生物柴油的研究进展
酶在非水介质中的转 化率接近 １ ０ ％， ０ 并 具 有 反 应 时 间短 、反 应 活性 高 等特
点 。 为 除 去 反应 物 中 多 余 水 分 ， 可将
通 过 不 同的方 法来 提高 酶 的产 量并 尽可 能 缩 短 反应 时 间 。Ｓ ａ ｈ ｈ等研 究 了 三种 （ 豆 、 向 日葵 、 米 糠 ） 来 源 不 同 大 的 脂肪 酶 在 四 种 不 同 的短 链 醇 （ 甲
目前 ，生 物 柴 油 主 要 是通 过 化 学 法 生产 ，即动植 物 油脂 与 甲醇 在高 强 度 酸 或碱 作催 化剂 下 制备 。化 学 法存 在 工
酶 溶 解 在 无 水 介 质 中 并 用 聚 乙 二 醇 （ ）或 短 链 烃 类 对 酶 进 行 修 饰 以 ＰＥＧ 实 现 均 相 反 应 。转 酯 化 反 应 存 在 多项 标 准 参 数 ，对 于 不 同 来 源 、不 同载 体 的 同种 脂 肪 酶 来 说 ， 不 同 的 油 脂 底 物 和酰基受体 所对应的产量不同 。 Ｎ ｅｓｎ等 根据 反应 器的 不 同 ，分 别设 ｉｌｅ 计 出 不 同 的 反 应 路 线 ， 对 生 产 过 程 做 了精确 的 经济分析 报告 。
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ１０ － ９ ２２ １ ．２ ０ ４ Ｏ： ０ ３６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．００ ２ ．０ ｓ
脂肪酶催化 转酯化
生产生物 柴油的研究进 展
刘颖 青 岛科技 大学化工 学院 ２ ６ ４ ６ ０２
何 开 发价廉 低 成本 的生 物 柴油仍 在 探索 之 中 。 我 国 在 这 方 面 的 研 究 尚 不 太 多 ， 本 文 旨在 介 绍 脂 肪 酶 生 产 生 物 柴 油 的 最新进 展 。 但 是 ，该 反 应 的 反 应 时 间 相 对 于 化 学 转 酯 反应 （ 般 为 １ 来 说 过 长 。而 采 一 ｈ）
脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展
脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展
生物柴油是一种由生物质或油脂转化制备的可再生能源，因为其具有低环境影响、可持续、安全性高等特点，受到了广泛关注。
而脂肪酶催化合成是生物柴油制备过程中的关键步骤之一，但其存在一些瓶颈问题，阻碍了生物柴油的大规模生产。
目前，脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题主要有以下几个方面：
1.催化效率低：脂肪酶在催化转化过程中易受到温度、pH值、离子强度、酶浓度等多种因素的影响，导致酶的催化效率受到限制。
2.废催化剂处理：由于催化剂需要用于多次催化反应，因此过
多的催化剂积累会影响生物柴油的纯度和成本，并带来环境污染问题。
3.底物多样性：生物柴油的原料可以是多种油脂，但不同种类
的油脂在脂肪酶催化反应中的反应性有所差异，影响了生物柴油的质量。
针对以上瓶颈问题，科学家们提出了一些对策：
1.催化剂改良技术：采用改性、复合、固定化等技术对催化剂
进行改良，提高其催化效率和稳定性，例如采用金属氧化物、离子液体、聚合物材料等进行催化剂的改良。
2.催化剂回收利用技术：通过反应后的催化剂的回收和再利用，降低成本，减少污染，增加生产效率。
例如采用超滤、透析、聚集、膜分离等技术进行催化剂回收。
3.优化反应条件：通过优化反应条件，如调节 pH 值、温度、
反应物配比等，使反应条件更加适合酶的催化反应，提高反应效率和选择性。
综上所述，尽管脂肪酶催化合成生物柴油面临一些瓶颈问题，但科学家们通过改良催化剂、回收利用催化剂和优化反应条件等方式，取得了一定的进展。
随着科技的不断发展，相信这些困难将得到进一步的克服，使生物柴油的生产更加可持续、环境友好。
生物柴油的研究进展及其应用前景
生物柴油的研究进展及其应用前景生物柴油是指由油料作物或废弃物、动物脂肪等原料制成的一种可再生能源。
相比于传统石化柴油，生物柴油具有绿色环保、资源可再生等优势，越来越受到人们的关注和重视。
本文将对生物柴油的研究进展以及应用前景进行介绍。
一、生物柴油制备技术的研究进展生物柴油的制备技术主要包括酯化法、液-液萃取法、微生物法和催化裂解法等。
其中，酯化法是目前应用最为广泛的一种方法。
这种方法通过将油料中的甘油和脂肪酸与催化剂反应生成酯类，再经过脱水、精制等工艺，最终得到生物柴油。
为了提高生物柴油的产率和质量，人们对制备技术进行了不断的研究和改进。
一方面，采用新型催化剂如纳米材料、氢氧化物等，可以提高催化剂的活性和选择性，从而降低催化反应的温度和时间、提高油料的转化率和酯值；另一方面，利用超声波、微波等新型能源通过提高反应速率和温度、扩大界面等，可以加快反应速率、提高酯化效率和产率。
二、生物柴油的应用前景生物柴油具有环保、经济、可再生及区域性等优点，在农业、农村能源、工业、交通等领域都有广泛的应用前景。
1.农业生物柴油的制备原料主要来自于油料作物如油菜、大豆、花生、棉籽等，这些作物的种植和加工生产能够带动农业的发展，同时促进了农民的脱贫致富。
2.农村能源生物柴油的使用能够降低农村能源依赖度，改善农村环境和生态。
生物柴油也可以与生物气和生物质燃料一起形成农村生物能源的系统，带动农业经济的发展。
3.工业领域生物柴油作为新型清洁能源，在工业领域也起到了积极的作用。
生物柴油可以替代传统柴油，减少碳排放、降低空气污染，同时具有稳定、可靠、安全、环保等特点，具有广泛的应用前景。
4.交通运输随着环保意识的提高，生物柴油逐渐被广泛应用于交通运输领域。
生物柴油车辆可以减少排放，达到环保的要求，同时降低能源依赖度，提高能源安全性。
总结：生物柴油是未来可再生能源的重要组成部分，属于绿色、环保、可持续等新型清洁能源，被认为是具有广阔的应用前景的产业。
生物柴油催化剂的研究进展
生物柴油催化剂的研究进展生物柴油催化剂的研究进展来源: 生物技术世界随着经济的快速发展，全球的能源需求量日益增加；而全球范围的石化能源储量正逐渐减少，并且使用石化能源所引起的环境污染更是人类面临的大问题。
因此开发绿色可再生、环保的替代性燃料已成为本世纪人类最重要的研究课题之一。
在这种形势下，生物柴油作为可替代石化柴油的清洁液体生物燃料，具有巨大的潜力和广阔的市场前景。
目前工业上生产生物柴油采用的是酯基转移作用或酯交换反应，即用动物油脂或植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或碱性催化剂和高温条件下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，即得生物柴油（反应原理见图1）。
酯交换反应催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。
下面介绍在酯交换反应中催化剂的研究情况。
酸性催化剂酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如硫酸、磺酸等）和各种固体酸催化剂。
在工业中，最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或两者的混合物。
强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两类典型的酯交换固体酸催化剂，但都需要在较高的温度和较长的时间下反应，且转化率比较低，催化剂的使用寿命短，因此限制了工业应用。
由于酸催化工艺的反应速率较低，在国内外的生物柴油生成装置中，很少采用酸催化的酯交换工艺。
目前，工业中主要是利用酸性催化剂对酸值较高的油脂进行预酯化，然后利用碱性催化剂催化酯交换反应。
碱性催化剂碱性催化剂是酯交换法生产生物柴油中使用最广泛的催化剂，主要有两类：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化液相反应的无机碱催化剂，以及强碱性阴离子交换树脂、阴离子型层柱材料、分子筛、碱（土）金属氧化物、碳酸盐等催化多相反应的固体碱催化剂。
1、无机碱催化剂传统的酯交换反应常采用液相催化剂，如甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾的油溶液等，用量约为1% （油重）左右，反应温度一般是甲醇的沸点，反应速度快，转化率高；但同时也存在着明显的缺点，如反应完成后产品中和洗涤产生大量的工业废水，造成环境污染，这也正是急需改进的一个方面。
餐厨废油制备生物柴油的研究进展
废油对环境 的污染危害 。
“ 提 出采 用 固 体 酸 、 体 碱 催 化 剂 两 步 不 易 分 离 ， 续 操 作 污 染 较 大 ［】 。 等 固 后 １。 ６ 法 催 化 工 艺 来 制 备 生 物 柴 油 ， 种 方 法 不 ２ ３酶催 化 这 ．
催 化 剂 。 中 非 均 相 碱 催 化 剂 因 其 反 应 条 第 二步 ， ＫＯ 其 以 Ｈ为催 化 剂 ） 研 究表 明 ， 一 ， 第 件 温 和 、 反应 少 、 物 易分 离 等 优 点 被 广 步催 化时 ， 油 比６ １ 硫酸 用量 ０ ６ ％， 应 副 产 醇 ：， ．８ 反 泛 使 用 。 ｅｙ ｉ￣ 以棕 榈 油 为 制 备 原 料 ， Ｆ ｌ ｃａ８ ］ 等 温 度５ ℃， 应 时 间６ ｍｉ ｌ 二 步 催化 时 ， ｌ 反 ０ ｎ第 Ｋ０ Ｈ与膨 润 土 比 １ ４ 醇油 比６ １ 反 应温 度 甲醇 与 第 一 步反 应 所 得 产 物 的 摩 尔 ｂ ９ １ ：， ：， Ｙ ．： ， ３ ℃， ０ 反应 时 间 ３ 的 条件 下 ， 到 生物 柴 油 ｈ 得
植物 油 脂 等 经 过 酯 交 换 反 应 得 到 的 可 代 替
石 化 柴 油 的再 生 燃 料 。 与传 统 燃 料 相 比 ， 生 物 柴 油 燃 烧 后 产生 的 废 物 更 少 ， 环 境 的 对
第 以 的 催 化 剂 包 括 非 均 相 碱 催化 剂 和 非 均 相酸 步 催 化 的 方 法 （ 一 步 ， 硫 酸 为 催 化 剂 ；
酶催化 法 和超 临界 催化 法 制备 生物柴 油的 优缺 点 ， 并对 生物 柴油 未 来发展 前景做 出 了展 望 。 关 键词 ： 厨度 油 生物柴油 制备 工艺 霹交换 法 研究进展 餐
生物柴油生产技术的研究进展
摘
要： 生物 柴 油作 为一 种 新 兴 的 生物 能 源 ， 其 可 降 解 性 、 再 生 性 等 优 良品 性 受到 Ａ ４ 极 大 的 关 注 。生 物 柴 油 以 可 －Ｎ
生产 技 术 从 最 初 的 直 接 使 用 法 、 释 混 合 法等 到 后 来 的酸 ／ 催 化 法 、 物 酶 法 、 临界 法 ， 历 了 漫 长 的 发 展 过 程 。 综 稀 碱 生 超 经 述 了 国 内 外生 物 柴 油 生 产技 术 的 优 缺 点 及 其研 究 进展 。 关键词 ： 生物 柴 油 ； 产技 术 ； 理 法 ； 学 法 ； 物 酶 法 ； 临界 法 生 物 化 生 超
微 乳化法 是用 甲醇 、 乙醇 、 丁醇 等表 面活性 剂和 助
表 面活性 剂对 植物 油进 行 微 乳 化 ， 以降 低植 物 油 的 高
粘度 。１ ８ ９ ４年 ， ｉ ｅ ｋ 等 ［ 用 ５ 碱 提 取 的冬 季 Ｚｅ ｗｓ ｉ ６ ｊ ３
葵花 油 、 ３ ３ 的 １０Ｐ ｏ ｆ １ ． ９ 一 ｒｏ 乙醇 以及 ３ ． 的正 丁 ３４
１ １ 直 接 使 用 法 ．
油 直接 注入发 动机 只 能作 为 短 期 燃料 ， 而不 能 长 期使 用 。总 之 ， 由于植 物油 的高粘 度及 其酸性 成分 、 游离脂
肪 酸成 分 ， 接使 用植 物油或 者与 石化 柴油混合 使用 ， 直
效果 都 不能令人 满 意 。
１ ３ 微 乳 化 法 ．
进展 。
ｌ 物 理 法
物理 法是指通过物理 机械的作用 ， 动植物 油脂与 将
的粘度 在 ４ ℃ 为 ４ ８ Ｓ ， 于 美 国材 料 试 验 学 会 ０ ． ８ｅｔ高
（ ＴＭ） 定 的最 高粘度 值 （ ． Ｓ ） 故 将这 种 混合 ＡＳ 规 ４ ０ｅ ｔ ，
生物柴油研究现状和发展趋势
生物柴油研究现状和发展趋势
生物柴油是由从植物脱脂中提取出来的有机燃料，它可以直接用于汽油发动机和柴油发动机。
近年来，由于汽油和柴油需求的增长，随着油价的上涨，国际社会开始关注可再生能源的利用和发展，而生物柴油的研究也受到越来越多的关注，其发展受到国际社会的广泛重视。
一、生物柴油研究现状
1.生物柴油技术的应用及现状
目前，主要的生物柴油研究表明，生物柴油的产量和质量已能满足汽油和柴油发动机的使用要求，目前生物柴油的生产技术基本比较成熟，已应用于实际工程中。
2.物柴油研究进展
在利用生物柴油作为燃料方面，研究者们正在努力改进提取工艺，努力开发新型燃料添加剂，以提高生物柴油的性能和品质，在发动机燃烧中发挥其更大的作用，优化其性能和能效。
同时，各种生物质燃料的研究也在不断发展，以满足更多的使用需求和更多的环境需求。
二、生物柴油发展趋势
1.家环保政策的推动
为了应对现有的能源危机,一些国家正在制定支持可再生能源发展的政策。
例如，在美国，由于燃油税的影响，生物柴油的需求正在大幅上升。
此外，欧盟也曾经发起一个支持生物质燃料发展的计划，以提高欧洲经济的竞争力。
2.术发展
科学家们正在研究更高效的柴油发动机，以便能够有效地利用生物柴油的能源，通过改进发动机的设计，使其更加适应使用生物柴油，从而提高发动机的性能和能效。
此外，生物柴油燃烧技术也正在研发，以解决生物柴油中含有的微量有机物，以及它们对燃烧过程的影响。
三、结论
以上是生物柴油研究现状和发展趋势的简要介绍。
随着国际社会对绿色能源的需求日益高涨，以及技术的不断发展，生物柴油的研究将朝着更加深入的方向发展，而它的应用将会逐渐扩大。
生物柴油掺混燃烧技术的研究进展
掺烧"混合燃料的 OS:呈现上升的趋势"O?:6则下降# 其 中"在绝大 多 数 实 验 条 件 下" 混 合 燃 料 的 消 耗 O?_6值 会 增加+
%)& 柴油$汽油以及 氢 燃 料 的 添 加 导 致 混 合 燃 料 燃 烧 过 程中的点火延迟时间增加"缸内燃烧的峰值压力以及峰值热 释放率都呈现下降的趋势+
%"
%生物柴油掺烧技术的主要类别 目前"世界 各 地 关 于 生 物 柴 油 掺 烧 技 术 的 研 究 类 别 较 多"通常是将生物柴油与可再生燃料或一些传统的化石燃料 进行混合来制备混合燃料"进一步达到抑制生物柴油缺点来 改善柴油发动机性能$以及燃烧和排放性能的目的# 本章将 对当前主要的掺烧技术进行阐述# $&$ 生物柴油与柴油掺烧 由于生物柴油具有可溶于柴油的性质"通常将其与柴油 按比例混合"以获得生物柴油2柴油混合燃料# 目前在生物 柴油2柴油燃料的研究中生物柴油的掺烧比例一 般 保 持 在 ;U j;%U# 制备的混合燃料与纯生物柴油相比"每升燃料 所含的能量增加"可以大幅度提高柴油发动机的作功能力# 且生物柴油具有良好的润滑性能"与柴油混合后"可以提高 柴油发动机的寿命"改善其性能# 除此之外"在保证发动机 正常工作的前提下"生物柴油与柴油的掺烧能够有效的减少 化石柴油的使用# $&) 生物柴油与汽油掺烧 汽油作为点火式发动机的主要燃料"因其良好的发动机 性能和排放性能"也被选作柴油或生物柴油的燃料添加剂# 生物柴油的高粘度$高倾点和低挥发性等特点"导致其雾化 质量差"在燃烧过程中容易使柴油发动机内存在局部富燃料 区域# 为了改善雾化质量"将生物柴油与低比例的汽油进行 掺混"可降低混合 燃 料 的 粘 度" 提 高 其 挥 发 性 以 改 善 生 物 柴 油2汽油混合燃料的理化性质# 其中"汽油的引入方式主要 是通过预混喷射或者熏蒸燃料的方法"从而实现生物柴油2 汽油的掺混燃烧#
生物柴油生产及性质研究进展
生物柴油生产及性质研究进展一、本文概述Overview of this article随着全球能源需求的日益增长以及环境保护意识的日益加强，生物柴油作为一种清洁、可再生的替代能源，正受到越来越多的关注。
生物柴油是由可再生生物质资源（如动植物油脂、废弃餐饮油等）通过酯交换或酯化反应得到的脂肪酸甲酯或乙酯，具有良好的环保性、可再生性和生物降解性。
本文将对生物柴油的生产方法、性质及其研究进展进行概述，旨在探讨生物柴油的应用前景及面临的挑战。
With the increasing global energy demand and the increasing awareness of environmental protection, biodiesel, as a clean and renewable alternative energy, is receiving more and more attention. Biodiesel is a fatty acid methyl ester or ethyl ester obtained through ester exchange or esterification reactions from renewable biomass resources (such as animal and plant fats, waste cooking oil, etc.), which has good environmental friendliness, renewability, and biodegradability. Thisarticle will provide an overview of the production methods,properties, and research progress of biodiesel, aiming to explore the application prospects and challenges faced by biodiesel.本文首先介绍了生物柴油的生产方法，包括酯交换法和酯化法，并详细阐述了各种方法的原理、优缺点及适用范围。
餐厨废油制备生物柴油的研究进展
餐厨废油制备生物柴油的研究进展摘要：生物柴油是一种发展迅速的绿色能源。
目前，以餐厨废油为原料通过酯交换反应制备生物柴油的研究受到了广泛的关注。
其中，均相催化法以其催化剂价格低廉、操作简便在工业上得到广泛应用。
与其他制备方法不同，酶催化法条件更加温和，但其反应时间过长，不宜工业生产；超临界催化法作为一种新兴的制备工艺在近几年得到了广泛关注。
本文论述了非均相催化法、均相催化法、酶催化法和超临界催化法制备生物柴油的优缺点，并对生物柴油未来发展前景做出了展望。
关键词：餐厨废油生物柴油制备工艺酯交换法研究进展前言随着经济的不断发展，人类对于能源的需求逐渐增加，能源危机问题日益加剧。
生物柴油作为新型的环境友好燃料受到了广泛的关注。
生物柴油是以餐厨废油，动、植物油脂等经过酯交换反应得到的可代替石化柴油的再生燃料。
与传统燃料相比，生物柴油燃烧后产生的废物更少，对环境的污染更小。
在欧洲，生物柴油已经用于商业使用十余年。
我国也在近些年开始生产使用生物柴油[1]。
但是，由于其加工成本高、原料来源稀缺等原因，使得生物柴油的发展受到了阻碍。
采用餐厨废油作为生物柴油的制备原料，不仅防止了废油二次流入餐桌对人体所造成的健康损害，而且有效降低了生物柴油制备的成本费用，更减少了废油对环境的污染危害。
1 原料预处理使用餐厨废油制备生物柴油，首先要对废油进行提纯净化的操作，研究表明，原料中杂质的去除率对于生物柴油的制备效率有很大的影响。
许多学者采用不同的手段对原油进行提纯处理。
Karaosmanoglu[3]等研究了三种不同的提纯方法,其中使用50℃蒸馏水洗涤的方法最佳，但是使用水洗存在许多弊端。
Wang[4]提出使用膜分离技术来代替热水洗的操作，从而有效的避免了因水洗带来的污染和产物损失。
M.Berrios[5]等人提出了几种有效去除原油中杂质的方法，包括吸附、液液萃取、离子交换，并得出结论采用15wt%的甘油进行两步反应进行液液萃取时，能高效的去除游离脂肪酸和水的干扰。
第二代生物柴油研究进展
第二代生物柴油研究进展摘要：介绍了第二代生物柴油的优势，叙述了第二代生物柴油的制备原理，概括了3种主要的生产工艺，即油脂直接加氢脱氧工艺、加氢脱氧再异构工艺和柴油掺炼工艺。
对制备过程中涉及的加氢脱氧催化剂和加氢异构催化剂进行了总结，指出了第二代生物柴油发展面临的问题及解决方向。
关键词：第二代生物柴油加氢脱氧加氢异构目前，国内外生物柴油厂家大多采用酸--碱催化两步法间隙反应工艺生产第一代生物柴油，生产过程会产生大量的含酸、碱、油工业废水，产品是混合脂肪酸甲酯，含氧量高，热值相对比较低，其组分化学结构与柴油存在明显的不同。
近年来，一些研究者提出了基于催化加氢过程的生物柴油合成技术路线，即动植物油脂通过加氢脱氧、异构化等反应得到与柴油组分相同的异构烷烃，形成了第二代生物柴油制备技术。
第二代生物柴油是高质量柴油，不影响柴油储运，不影响发动机和尾气处理。
为避免与食用油竞争，使用非食用油如麻疯果油和海藻油及废油脂生产。
2007年夏，第一套工业规模的可再生柴油（第二代生物柴油）装置在荷兰Neste石油公司Provoo炼厂投产，还有几套工业装置处于可行性研究阶段。
埃克森美孚、BP等跨国石油公司都在大力发展第二代生物柴油生产技术。
中国石化集团公司也非常重视生物柴油技术开发，石油化工科学院目前正在加紧开发第二代生物柴油技术。
1 第二代生物柴油的优势从产品性能上看，与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比，第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同，具有与柴油相近的黏度和发热值，具有较低的密度和较高的十六烷值、硫含量较低、倾点低以及与柴油相当的氧化安定性等优势。
同时，第二代生物柴油的CO2排放量比柴油低，可以减少限制的和非限制的污染物排放（包括SO x，NO x），还可以减少颗粒物排放量，并且可以大大减少发动机的积炭，噪声明显下降。
表1是第二代生物柴油、第一代生物柴油和0#柴油主要性能对比[1]。
表1 不同柴油的主要性能对比指标名称第二代生物柴油第一代生物柴油0#柴油密度（20℃）/kg.m-3775~785 885 835 黏度（40℃）/mm2.s-1 2.9~3.5 3.2~4.5 3.5浊点/℃-35~-5 -5 -5硫含量（质量）/mg.kg-1≤1 ≤1 150 氧含量（质量）/mg.kg-10 11 0馏程/℃265~320 340~355 200~350低发热值/MJ.kg-144 38 43浊点/℃-10~20 -5~15 -5十六烷值70~90 50~65 40 由于第二代生物柴油具有多方面的优势，因此可在柴油中添加较大的比例。
生物柴油的研究进展及应用
生物柴油的研究进展及应用生物柴油是一种由生物质原料制成的可再生能源燃料，与传统的石油燃料相比，生物柴油具有更环保、更可持续的优点。
在过去的几十年里，生物柴油的研究与应用取得了许多进展，本文将就此方向展开论述。
一、生物柴油的制备方法生物柴油是通过将植物油、动物油或废弃的油脂转化为甲酯。
具体而言，制备生物柴油的过程可以分为三个步骤：第一步，是脂肪酸甲酯化反应。
将油脂与甲醇在催化剂的作用下反应，生成甲酯和甘油。
第二步，是甘油与甲醇的环酯化反应。
将甘油和多余的甲醇在催化剂的作用下反应，形成甲酯。
第三步，是纯化步骤。
将反应混合物通过沉淀、过滤等方式进行分离，得到纯净的生物柴油。
二、生物柴油的优势与传统的石油燃料相比，生物柴油的优势在于其环保、可持续和经济性：1.环保：生物柴油可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放。
相比之下，石油燃料的使用会增加空气污染和全球变暖。
2.可持续：生物柴油可以从多种生物原料中获得，比如贡菜、棉籽、菜籽、花生等。
而这些原料可以通过重新种植和回收再利用获得，因此生物柴油的可持续性更高。
3.经济性：生物柴油的价格相对石油燃料要低廉，因为生物柴油的生产成本较低，因此可通过植物油和其他成分来制造，不用投资化石燃料的开采和生产过程。
三、生物柴油的应用目前，生物柴油已经成为了许多工业和交通领域的主要燃料之一。
1.工业应用：生物柴油广泛用于工业领域中的许多燃烧设备中。
相比传统的燃料，生物柴油可以在降低环境污染的同时，提高产量、降低成本。
2.交通应用：生物柴油也可以广泛用于汽车、卡车、公交车等交通工具的燃料中。
由于生物柴油的环保性能更高，因此在各种环保要求较高的交通体系中得到了广泛使用，特别是城市公交运输系统。
四、生物柴油的研究进展在近年来，生物柴油的研究取得了长足的进展。
以下列举几个研究的方向：1.生物柴油生产的新方法：生物柴油的发展和创新是非常重要的，因此科学家们一直致力于寻找新的生产方法，以提高生产效率和降低成本。
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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
( 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
利用油菜籽、大豆、花生以及各种油料作物所提取 的油脂为原料。其中以油菜籽制取的生物柴油中不饱 和脂肪酸甲酯 含量较多 [ 15]。目前, 基因工程 改造油菜 籽已取得了初 步的进展, 这 是因为油菜 作为我国 最主 要的油料作物, 它与模式植 物拟南芥同 属十字花 科芸 苔属, 亲缘关系非常相近, 拟南芥功能基因可直接应用 于油菜的表达调控。目前利用油菜制造生物柴油技术 已有较为成熟 的生产工艺, 特别是我国 运用具有 自主 知识产权的 ∀ 底物竞 争 #基因调 控技 术育成 反义 PEP ∀超油 #油菜, 大幅度提高了油菜含油量。由此可见, 利 用如 油 菜等 油 料 作 物 进 行 生 物 柴 油 的 生 产 将 大 有 可为。
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
美国最近提出的使生物能源产量在十年内增长三 倍的新政策大大推动了各种生物能源的研究。按照国 际能源组织的规划, 在有足够的 作物耕地供 给的情 况 下, 美国的近期目标是以生物能源替代掉 6% 的石化石 油 [11] 。美国在利用生物技术开发油料植物方面投入了 很大科研力量, 开始 通过基因工 程方法研究 高油含 量 的植物。美国主要利用 高产转基 因大豆, 发 展以大 豆 为原料的生物柴油产业。 2. 2 欧 盟
3 国内生物柴油的研究进展
我国生物柴油的生产在政府的鼓励和支持下正蓬 勃兴起, 中国科 学院及各大 专院校纷纷 开始从事 相关 课题的研究。我国 的耕地面积 有限, 大 面积种植 产油 植物势必与粮食争地, 不 太符合我 国的国 情。并 且按 常规的植物油 转酯化的方 法生产生物 柴油, 那么 原料 成本将高达总成本的 75% 。成本过高一直是生物柴油 发展的瓶颈问 题, 所以应该 在降低原料 成本上作 出更 大的努力, 展开 以各种生物 质为原料的 生产途径 的研 究, 以期最大限度降低原料成本, 增加生物柴油大规模 产业化的可行性。我国就各种生物质原料作了一些初 步的研究, 并取得了一定的进展。 3. 1 以植物油脂为原料制取生物柴油
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]。
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
从含油酵母中提取油脂制取生物柴油。据报道国 内已进行了广谱碳源产油酵母菌的筛 选 [ 16] , 其中油 脂 含量最高可达菌体干重的 70% 以上。这些产油酵母菌 能高效 利 用 和 转 化 各 种 农 林 废 弃 木 质 纤 维 素 原 材 料 [10] 。本实验室研究 表明, 产油酵母可利用海洋滩 涂 耐盐植物大米草的水解液转化产生微生物油脂 [17] 。微 生物油脂发酵周期 短, 不受场地、季节、气候 变化等 的 影响, 并且所利用的原料价格低廉。可见, 利用微生物 发酵法获得油脂原料制取生物柴油具有非常大的发展 潜力。
从含油的藻类中提取油脂制取生物柴油。含油藻 类同样是潜在的油脂生产者。据报道异养培养小球藻 ( Ch lorella protothecoid es) 的 含 油 量 可 达 藻 体 干 重 的 57 2% , 经快速热解可获 得生物油脂 [18] 。但微藻属 于 低等植物, 在基因工 程改造以及 进行高密度 培养等 技 术上还要克服很大的困难。国内外仍然有许多科学家 在探索并研制 ∀工程微藻 #, 希望能实现规模化养殖, 降 低成本, 为获取油脂资源提供一条可靠的途径。 3. 3 利用餐饮废油制取生物柴油
利用木本油料植物制取生物柴油。我国产油林木 种类丰富, 常见的产油林木有油棕、麻疯树、光皮树、油
2006, 26( 11)
沈 等: 生物柴油的研究进展
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茶等, 我国有很多科研单位正在相继开展这方面工作, 其中建立了良种 供应基地 的有 10 种 左右。这些产 油 林木可以大面积广泛种植, 既营造了良好的生态环境, 也带来了经济效益。
以植物油为 原料生产生 物柴油成本 偏高, 而将 餐 饮业废油脂进行回收生产生物柴油则是一个相对较好 的方案 [ 19] 。这样既节省了能源, 又使废物资源化, 减少 了污染。但餐饮废油脂 是含有杂 质的高酸 值油脂, 含 有游离脂肪酸、聚合 物、分解物等 杂质, 在酯 交换反 应 之前, 必须对其进行预处理, 包括废油脂物力精炼和甲 醇预酯化 [ 20] 。其操作 简单, 较易进行大规模工业化 生 产。但值得注意的是餐饮废油的利用存在资源总量有 限, 供应不稳定, 原料组成及性能变化大等影响因素。
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
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中国生物工程杂志 China B io techno logy
Vo.l 26 N o. 11 2006
综合利用水平, 增加农民收入, 也为农村提供了许多新 的就业机会, 使农业与工业结合起来实现产业化生产, 对于农业结构调整也具有重要意义。
2 国外生物柴油的发展概况
随着石油价 格的攀升, 许多 国家都制订 了生物 柴 油研究发展计划。上个世纪全球能源的消耗增长了 17 倍, 而诸如 CO2, SO2 和 NOx 的排放物正是大气污染的 主要来源, 所以各国 开始渐渐重 视环境友好 的生物 能 源的研究与生产 [ 11] 。生物能源是在地理上比石油和核 能源分布更均衡并 且更广泛的 可再生能源, 而生物 柴 油是绿色可再生的生物能源。 2. 1 美 国
日本由于资 源匮乏加之 节能意识较 强, 所以利 用 废煎炸用油为原料 开展生物柴 油的研究, 并 已取得 一 些进展。日本还 尝试利用一 些化工废弃 物 ( 主要含 有 糖和短链脂肪酸 ) 作为培养基产 生物油脂。他们认 为
微生物被视 为比现 在广 泛研 究的 产油 微藻更 有优 越 性。因为首先微生 物的生长速 率较快, 而且能够 高密 度培养。再加上微生物能有效转化工业垃圾而累积油 脂, 实现了变废为宝的过程, 也营造了一个环保节约的 社会能源模式 [ 14] 。在巴西东北部, 适合种植 蓖麻的土 地有 200万公顷, 几年之内, 巴西蓖麻的年产量就可达 到 200万吨, 能生产 生物柴油 1. 12 亿公升, 并创造 10 万个新的就业机会 [ 12] 。为加快生物柴油和乙醇的产业 化进程, 印度 计划委员会 ( Plann ing Comm ittee) 于 2002 年 7月成 立了 生物 燃 料领 导小 组 ( C omm ittee on B io fu els) , 领导小组经过调研制订了印度生物燃料的发展 方针, 领导小组筛选麻疯树 Ja tropha curca s作为最有种 植潜力的油料作物品种, 预期 2011 ~ 2012 年末使生物 柴油的调和比例达到 20% 。
欧盟推出了 一系列政策, 鼓 励在不适合 种植粮 食 的土地上种植富油 脂的农作物 来生产生物 柴油, 一 方 面增加了种植作物 的附加值, 另 一方面也利 用了闲 置 土地 [ 12]。欧盟对生物质所转化的能源的利用近几十年 迅猛增长, 并 计划在 2010 对生 物 质能 源的 利用 达 到 6000PJ(为 1999年的三倍 ) [ 11] 。并且欧盟对生物质 的 按照欧盟 2003年 5月通过的 在交通领域促进使用生 物燃料油或其他可再生燃料油的条例 !要求, 2010 年生 物质燃料应占欧盟燃料比重的 5. 75% 。欧盟开发的代 表性的生物柴油生产技术有 C IM BR IA SKET Gm bH 开 发的生物柴油生产 技术, 采用甲 醇钠碱性催 化剂进 行 连 续 脱 甘 油 酯 交 换 工 艺 [ 13] ; Lurgi L ife S cience T echnologies Gm bH 开发的采用液体碱催化剂的二段酯 交换、分离工艺; H enkel Gm bH 开发的以液体碱为催 化 剂, 采用管式反应器和沉降槽的二段酯交换工艺。 2. 3 其它国家