生物柴油生产技术及我国发展现状

１３ 热 裂 解 ．
热 裂 解 是 一种 物 质 在 催 化 剂 作 用 下 ， 由 热 能 引 起 化 学 键 断 裂 生 成 小 分 子 物 质 过 程 ， 植 物 油 分 子 量 较 大 ，热 裂 解 使 分 子 量 减 小，达 到降低粘 度 目的 。从高分 子有机 结构 转 化为结 构简单 碳氢 化合物 ，其 碳数分 布及 低 温 启 动 性 能 与 石 油 、 柴 油 类 似 ， 但 稳 定 性 稍 差 。热 裂 解 工 艺 复 杂 ，设 备 庞 大 ，造 成 产 品成 本过 高，不 能达到 工业 化生产 及使用 程 度。
直 接 混合 法 将 天 然 油 脂 与 石 化 柴 油 、
化 学 溶 剂 或 醇 类 直 接 混 合 使 用 。 国 内 外 学 者 曾将 柴 油 机 供 油 提 前 和 喷 油 压 力 调 整 后 ， 研
究直 接燃用 棕榈 油、葵 花籽 油、棉 籽油 、大 豆油 、小桐 子油 等植物 油与 柴油混 合油 ，可 获得 良好动 力性 ，能达 到标 定功率 。但使 用 植物 油存在 冷启动 困难 ，容 易出现 燃烧室 积 碳 ，活塞环粘结、润滑油增稠等 问题 。 １２ 微 乳 化 法 ． 微 乳液 是 由两种 不 相溶液 体与 其它两 性 分子 混合形 成胶 体分散 系统 ，透 明、热力 学 稳 定 ，且 各 向 同 性 ，分 散 相 粒 径 为 １ １０ ｍ — ５ ｎ 之 间 ，微乳化 法是利 用乳 化剂 ，是植物 油分 散 到粘 度较低 的溶剂 中 ，从而将植 物 油稀释 ， 降低粘 度 ，以满足作 为燃 料使用 要求 ，微乳 液 组 分 中 含 有 低 沸 点 成 分 ， 因此 可 以 改 善 雾 化特性 。但 发动机长 期使 用植物 油乳 化燃料 会 出现 积 碳 和 润 滑 油粘 度 增 加 等 问 题 。
１４ 酯 交 换 法 ．
Hale Waihona Puke 酯 交 换 法 是 目前 生 产 生 物 柴 油 主 要 方
料 ， 设计 年生 产 生物 柴油 能力 为 １ 吨 。截 万 止 ￣ ２ ０ 年 底 ， 我 国 共 有 生 物 柴 油 生 产 企 业 Ｕ０ ３ ５ ，年生产能力为９ 吨，年产量达到４ ５ 家 万 － 万 成 相 应 的 脂 肪 酸 甲酯 或 乙 酯 ，再 经 洗 涤 干 燥 吨 ， 生 产 原 料 多 以餐 饮 和 食 品 企 业 回 收 的 废 即得 到生 物柴 油 。但 化学法 合成 生物柴 油有 油 为主 。为推动 我 国生物柴 油产业 的发展 ， 以下 缺 点 ： 工 艺 复 杂 、 醇 必 须 过 量 ，后 续 工 中国工程 院于２ ０ 年 １ ７ ０ ３ 月１ 日召开 “生物柴 油 艺 必须有 相应 的醇 回收装置 ，能 耗高 ，色泽 植物 原料 发展讨 论会 ”。参会 专家 指出 ，大 深 。 由于 油脂 中不饱 和脂肪 酸在 高温下 易变 量 、稳定 、价格 合理 的植物 原料供应 是我 国 质 ，酯化产 物难 以回 收，成 本高 ，生产 过程 生物 柴油产 业持 续、健康 发展 的基础 。加上 ２ ０ 年 下半年 以后 ，国际市场 原油价格 出现 ０３ 有碱液排放。 为解决 上述 问题 ，人们 开始研 究用 生物 持 续 上 涨 ， 推 动 了 我 国 生 物 柴 油 产 业 的 快 速 酶法 合成 生物柴 油 ，即油脂 和低碳 醇通过 脂 发展 。２ ０ 年底 生物柴 油产业 生产企业 达到 ０５ 家 Ｏ 倍 肪 酶 进 行 转 酯 化 反 应 ， 制 备 相 应 脂 肪 酸 甲 酯 ８ ， 年 生 产 能 力 达 到 ２ 吨 ，较 上 年 增 长 ｌ 或 乙 酯 。酶 法 合 成 生 物 柴 油 具 有 条 件 温 和 、 多 。２ ０ 年２ ８日，十 届全 国人 大通 过 了 ０ ５ 月２ 醇用量少、无污染排放等优点 。 《 再生能 源法 》，并 由胡锦 涛主席签 署 了 可 １４ １酸 、碱催化酯 交换 ．． 此 项 法 律 予 以 公 布 ， 于 ２ ０ 年 １ １ 正 式 实 ０６ 月 日 ０６ 酸 催 化 酯 交 换 较 常 使 用 催化 剂有 浓 硫 施 。２ ０ 年部分 大型生物 柴油项 目陆续竣 工 酸、苯 磺酸和 磷酸 等 ，浓硫酸 价格便 宜 ，资 投产 ，同年６ Ｏ 月３ 日， 中国生物柴 油国际控股 源 丰 富，是最 常用 酯化 催化剂 。酸催 化酯交 有限公司在英 国伦敦 证交所Ａ Ｍ Ｉ 市场成功 挂牌 换过程 产率 高，但 反应 速度慢 ，分 离难且 易 上 市 。 在 最 近 两 年 来 ， 国 内 生 物 柴 油 产 业 的 产 生三废 。碱 催化 酯交 换反应速 率 比酸催化 快速扩 张 ，原料供应 紧张 ，大型 生物柴 油企 要 快 的 多 ， 常 用 无 机 碱 催 化 剂 有 甲 醇钠 、氢 业开工率不足 的问题 陆续 出现 。 氧 化钠 、氢氧化 钾 、碳 酸钠和碳 酸钾等 ，甲 ２ ２ 我 国生物柴 油产业发 展中纯在 的 问 ． 醇钠 用于 制 备生物 柴油 作碱催化 剂时活 性相 题 和 解 决办 法 当 高 ， 易 溶 于 脂 肪 酸 ， 酯 转 化 完 全 ；然 而 ， 生物柴 油产 业发展 主要 问题之 一，是 成 油 脂中若 含有 水 ，甲醇钠 活性将 大大 降低 。 本 高 。因此 ，采用廉价 原料 ，提高 生物柴 油 氢 氧化钠 和氢氧 化钾 相对 于 甲醇 钠价格 要便 生 产 过 程 的 转 化 率 ， 是 降 低 生 物 柴 油 成 本 的 宜些 。另 外 ，采 用液 体酸或 碱作 为催化 剂 ， 主要 方面 ，也是 决定 生物柴 油能否 实用化 的 在 后 处 理 过 程 中 会 排 出 大 量 的 污 水 ，造 成 环 关 键 。 境 污 染 ； 而 固体 酸 作 催 化 剂 ，产 品容 易 分 另 外 ，研 究人 员 也 进 行 一 系 列 降低 生 离 ， 既 降 低 成 本 ，简 化 工 艺 流 程 ， 又 环 保 ， 物 柴 油 成 本 研 究 ： 首 先 ，在 生 物 柴 油 原 料 方 成 为人们 关注 的焦点 。 目前 工业 上常 以天然 面 ，广 开 来源 途 径 ，选择 较 廉 价 原 料 ：① 油脂 为原 料生产 生物 柴油 。 由于天 然油 脂几 食 品和餐饮 企业 的生产 废油 以及地沟 油 、泔 乎都 含有 一定量 游离脂 肪酸 ，脂肪 酸存 在不 水 油为原料 ；② 动植物 油厂 的油脚和 皂脚 为 利于 酯交换 进行 。单纯 采用碱 催化 酯交换 法 原 料 ；③ 更 多采 用 非 食用 油 脂 作 为 原料 ， 生产 脂肪 酸 甲酯 损失 大 、得 率低 ，一般先 加 如 ， 小 桐 子 、油 桐 子 、 文 冠 果 、 乌 桕 子 等 林 入 酸 性 催 化 剂 ，对 原 料 进 行 预 酯 化 ， 然 后 加 木 油 料 。其 次 ， 在 生 产 技 术 方 面 ， 对 不 同原 入碱催化剂进行酯交换 。 料 进 行 不 同 的工 艺 技 术 ， 使 生 产 费 用 下 降 。 １４ ２ 酶 催 化 酯 交换 ．． 最后 ， 国家 政策 支持 。国家给 予适度 财政补 传 统 酸 、 碱 催 化 制 备 生 物 柴 油 存 在 工 艺 贴 和 税 收 优 惠 ， 使 生 物 柴 油 生 产 更 具 有 竞 争 复杂 、醇 消耗量 大、产 物难 回收 、环境污 染 力 ；同时制 定生物 柴油 发展规 划 ，大 力培育 大 等 缺 点 。 酶 催 化 制 备 生 物 柴 油 具 有 条 件 温 生 物 柴 油 是 消 费 市 场 。 和 、醇用量 小、产 品 易于收 集、无 污染排 放 等优 点。酶 催化酯 交换 制备 生物柴 油一般 采 参考文献 ： ［】 立 伟 ，全 球 生 物 柴 油 产 能 快 速 增 长 １张 用 固 定 床 反 应 器 ， 且 为 多 级 反 应 器 。 为 了 抑 制 甲醇 对生 物酶毒 害作 用 ，一 般采用 三步 流 未来食用植物油价 高位运行 ，粮 油市场报 法 。但 但 酶 催 化 酯 交 换 反 应 由 于 酶 价 格 高 ， ［ ］ 尚德 ， ， ２孙 等 生物 柴油研 究 与开发 进 反应 时间太 长，反 应产 率低 ， 目前应 用受 到 展 ，粮食与油脂，２ ０ ４ ０ ７（ ），８ １ － ３ 限制。 【 】 宗保 ， ，中 国如 何 突破 生物 柴 ３赵 等 油产 业 的原 料 瓶 颈 ， 中 国生 物 工程 杂志 ， ２ 我 国生 物 柴 油 产 业 的现 状 、 ２ １ 我 国 生 物 柴 油 的 发 展 ． ２ ０ １ ）， １ ６ ０ ５（ １ — ２ ０ ２ ０ 年 是 我 国 生 物 柴 油 发 展 的 初 ０ 卜 ０３ ［ ４］龚 旌 ，等 ， 废 动 植 物 油 脂 工 业 始 阶段 。２ ０ 年之 前我 国只有 商丘 油脂 化 学 化 生 产 生 物 柴 油 的 研 究 ， 中 国 油 脂 ， ０１ ０ ７（ ０ ７ — ６ 厂 一 家 有 生 物 柴 油 生 产 车 间 ， 但 一 直 没 有 正 ２ ０ １ ）． ２ ７ 【］ ５ 曹龙奎， ，生物 柴油 制备 技 术及应 等 常 生产 。２ ０１ 月 由海 南正 和生 物能 源 公 ０ 年９ 司投 资 的我 国第 一 家生物 柴油 生产工 厂在 河 用前景，农产品加工，２ ０ （） ７ ７ ０ ５ ３ ，６－ ０ 北武 安 市正式建 成投 产 ，该厂 以餐饮废 油 、 油脂 加工 后的 油脚 和皂脚 以及 黄连木 油为 原
生物柴 油 生产技 术 及我 国发展 现 状
文◎
摘 要 ： 能 源 危 机 推 动 了 生 物 柴 油 产 业 的发 展 ， 生 产 生 物 柴 油 的 方 法 主 要 有 ： 直 接 使 用 和 混 合 法 、微 乳 化 法 、 热 裂 解 、 酯 交 换 法。本文 介绍我 国生 物柴 油产业发展 状 况 ，
张永新 （ 新疆工业经济学校 ）
当前生物 柴油产 业发展 中存 在的 问题 ，并提 出初 步解决 办法 。
关键词 ：生物 柴油 ；发展 现状 ；存在 问
题 ： 解 决 办 法
能源是现 代 社会赖 以生存 和发展 的重 要 物质 基础 。２ 世 纪７ 年代 以来的 能源 危机 ， ０ ０ 以及 石化 燃 料 燃 烧 所 引 发 的一 系 列 生 态 危 机 ，正严重威 胁着 人类 的生存 和社会 的持 续 发展 ，近年 石油 消耗量 的增加 及 国际政 治的 影响 ，石油价 格 飞速上涨 。 油价飙升 给全球 经 济 和 个 人 生 活 带 来 了严 重 的 冲 击 ， 同 时 也 推 动 了世 界 生物 柴 油产 业 的 发 展 。 １ 、生 物 柴 油 生 产 技 术 生 物 柴 油 制 备 主 要 有 直 接 使用 和 混合 法 、 微 乳 化 法 、 热 裂 解 法 和 酯 交 换 法 。 前 两 种 方法 由于油 粘度 高和不 易挥发 性 ，导致发 动 机 喷 嘴 不 同 程 度 结 焦 、 活 塞 环 卡 死 和 碳 沉 积 等 问题 。植 物油和 动物脂 肪裂 解缺 点是在 高 温 下 进 行 ， 需 催 化 剂 ， 而 且 反 应 难 以 控 制 ， 设 备 昂贵 ； 而 酯 交 换 法 主 要 通 过 酯 基 转 移 将高粘 度植物 油或 动物 油脂转 化成低 粘度 脂 肪酸酯 ，采用 酯交 换法制 备生物 柴油 具有 粘 度 低 ，无 需 消 耗 大 量 能源 等 显 著特 点 。 １ １ 直接 或 混 合使 用 ．