生物柴油
生物柴油名词解释
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。
生物柴油的特点1)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;2)pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料(制备方法不同的酸价不一样);3)密度比水小,相对密度在0.8724~0.8886之间;4)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;5)润滑性能好。
6)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;生物柴油的优点1.具有优良的环保特性。
主要表现在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%(有催化剂时为70%);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。
检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;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。
无添加剂冷滤点达-20℃。
3.具有较好的润滑性能。
使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4.具有较好的安全性能。
由于闪点高,生物柴油不属于危险品。
因此,在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。
十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,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。
生物柴油技术
生物柴油技术概述生物柴油技术是一种利用植物油或动物油脂作为原料,通过化学反应将其转化为可替代传统柴油燃料的一种新型能源技术。
相对于传统柴油,生物柴油技术具有更低的碳排放、更友好的环境影响以及更可持续的生产过程。
本文将介绍生物柴油技术的原理、制备方法以及在可持续能源发展中的应用前景。
原理生物柴油技术的原理基于酯化反应,即将植物油或动物油脂与酒精(通常是甲醇或乙醇)进行反应,生成酯化物作为燃料。
这个过程需要使用催化剂来促进反应,常见的催化剂包括碱性催化剂(如钠或钾)或酸性催化剂(如硫酸)。
生物柴油技术的制备方法可以分为两个主要步骤:预处理和酯化反应。
预处理步骤主要是去除植物油或动物油脂中的杂质和水分,以提高酯化反应的效率和产率。
酯化反应步骤是将预处理后的植物油或动物油脂与酒精和催化剂进行反应,并通过适当的工艺条件,如温度和压力,来控制反应过程。
制备方法硷催化法硷催化法是最常用的生物柴油制备方法之一。
该方法使用碱性催化剂(如钠或钾)来促进酯化反应。
制备生物柴油的主要步骤如下:1.预处理:将植物油或动物油脂进行脱水、脱酸等预处理步骤,以去除杂质和水分。
2.酯化反应:将预处理后的油脂与甲醇或乙醇以及硷催化剂进行反应,在适当的温度和压力下加热搅拌,生成酯化物。
3.分离和纯化:将反应产物通过蒸馏、过滤等分离和纯化步骤,得到纯净的生物柴油。
酸催化法酸催化法是另一种常用的生物柴油制备方法。
该方法使用酸性催化剂(如硫酸)来促进酯化反应。
制备生物柴油的主要步骤如下:1.预处理:与硷催化法类似,将植物油或动物油脂进行预处理,去除杂质和水分。
2.酯化反应:将预处理后的油脂与甲醇或乙醇以及酸性催化剂进行反应,在适当的条件下进行酯化反应。
3.中和和分离:将反应产物进行中和处理,去除酸性催化剂,并通过分离、洗涤等步骤得到纯净的生物柴油。
应用前景生物柴油技术作为一种可再生能源技术,具有很好的应用前景。
以下是几个应用领域的例子:1.交通运输:生物柴油可以直接替代传统柴油作为交通工具的燃料。
生物柴油技术
生物柴油技术生物柴油技术是一种利用生物质资源来生产可替代传统石油柴油的技术。
在当前日益严重的能源危机和环境污染问题的压力下,生物柴油技术成为了一种可行的解决方案。
本文将从生物柴油的定义、生产过程、优势和应用领域等方面,详细介绍生物柴油技术的相关知识。
首先,生物柴油是一种由生物质资源经过一系列化学反应转化而来的液体燃料。
生物质资源包括植物油、动物油以及来自废弃物和废弃物油脂等。
生物柴油与传统石油柴油具有相似的化学性质,可以直接用于柴油发动机,而且可以在不进行任何改装的情况下混合使用。
由于其来源可持续、可再生,生物柴油被广泛认为是一种很好的绿色替代燃料。
生物柴油技术的生产过程主要包括酯化反应和醇解反应。
在酯化反应中,将生物质资源与醇类催化剂共同作用,生成甲酯和甘油。
甲酯即为生物柴油,而甘油则是酯化反应的副产物。
在醇解反应中,将甘油与醇类催化剂反应,再次生成甲酯和副产物醇类。
通过这两个反应,可以将原本无法直接作为柴油燃料的生物质转化为生物柴油,实现资源的高效利用。
生物柴油技术具有多项优势。
首先,生物柴油的生产过程相对简单,只需经过酯化和醇解等简单的化学反应即可完成。
其次,生物柴油具有良好的燃烧性能,能够在传统柴油发动机中完全燃烧,减少了尾气中有害物质的排放。
此外,生物柴油的碳排放量较低,具有明显的减排效果,对于缓解气候变化也起到了积极的作用。
最后,生物柴油可以与传统石油柴油混合使用,降低了对石油资源的依赖,提高了能源的可持续性。
生物柴油技术在多个领域有着广泛的应用。
首先,生物柴油可以替代传统柴油在交通运输领域中的应用。
生物柴油的性能与传统柴油类似,因此可以直接用于汽车、卡车、火车等交通工具的燃料。
其次,在农业领域,生物柴油可以用作农机的燃料,减少了对石油的依赖,降低了农业生产的成本。
此外,生物柴油还可以用于家庭燃气、工业锅炉等方面,为各个领域提供了绿色可持续的能源选择。
总之,生物柴油技术作为一种可替代传统石油柴油的绿色能源技术,具有很高的应用价值和推广前景。
生物柴油ppt
3.3未来发展 未来发展
• 未来可能利用藻类(如海藻 未来可能利用藻类 如海藻) 生产生质柴 如海藻 以增加生质能源效率, 油,以增加生质能源效率,和减轻生质能 源可能对农产品价格的影响。 源可能对农产品价格的影响。但除了技术 上还需突破外, 上还需突破外,由于生产的藻类很可能是 基因改造品种, 基因改造品种,因此预防这些藻类混入生 态系统也是个课题。 态系统也是个课题。
一般分子式
2.生物柴油的生产 生物柴油的生产
• 2.1生物柴油的生产原料 生物柴油的生产原料 ① 生产生物柴油的材料来源较广泛 主要来自于人生产生活说产生的副杂 物主要有:大豆、玉米、动物脂肪、 物主要有:大豆、玉米、动物脂肪、油菜 棕榈油、地沟油、棉花子、桐油树、 籽、棕榈油、地沟油、棉花子、桐油树、 蓖麻籽、痳疯树的果实等。 蓖麻籽、痳疯树的果实等。
2.4.3酯交换反应 酯交换反应
• 经预处理的油脂与甲醇一起,加入少量 经预处理的油脂与甲醇一起, NaOH做催化剂,在一定温度与常压下进行 做催化剂, 做催化剂 酯交换反应,即能生成甲酯, 酯交换反应,即能生成甲酯,采用二步反 应,通过一个特殊设计的分离器连续地除 去初反应中生成的甘油, 去初反应中生成的甘油,使酯交换反应继 续进行。 续进行。
②不同国家使用的材料有所差异
美国 大豆 巴西 蓖麻籽
日本 煎炸油
中国 地沟油
2.2生物柴油的生产机理 生物柴油的生产机理
• 从原理上说, 从原理上说,未经加工的植物油只能在柴 油发动机里短期直接使用。 油发动机里短期直接使用。这是由于植物 油含有饱和度不同的物质而会使柴油发动 机上的润滑油发生聚合。 机上的润滑油发生聚合。而且植物油和柴 油分子结构不同,这也可能造成雾化不良、 油分子结构不同,这也可能造成雾化不良、 燃烧不完全、喷嘴堵塞等问题。 燃烧不完全、喷嘴堵塞等问题。而生物柴 油能够完全避免这一点。 油能够完全避免这一点。
生物质柴油
• 化学法:高温热裂解法、超临界法、工程微藻法和酯 交换法
生物柴油应用现状和展望
1.我国 2010年柴油需求量将突破 一亿t, 2005年相 比增长 24% ,至 2015年柴 油需求量将突破 一亿三千万t,因此,发展生物 柴油可以有效缓解我 国柴油供应紧张的状况,减少石油 进 口, 节省外汇,确保能源安全,改善生态环境等.另外,我国有丰 富的植物油脂及动物油脂资源,其中,油料植 物有 1000多种, 含油20%以上的有 300多种,仅每年我国豆油产量就达到 六千 万t;此外 废弃食用油也可作 为生物柴油原料,我 国油脂消耗 量高达 一千七百万 t,仪仅废弃食用油我国每年产生约 二百五 十万t,此数字还在 逐年增长,食品制造与加工企业 、饭店 以 及饮食摊贩等产生大量的煎炸油,如加以集中充分利用 即可生 产 生物柴油以替代柴油,减少环境污染,因此有极大的发展空 问.所以我国发展生物柴油产业有着充足的原 料资源.
பைடு நூலகம் 生物柴油概述
生物柴油的优点
• 可再生性 • 良好的燃烧性 • 良好的低温启动性 • 较好的润滑性 • 较好的抗震性 • 安全性比较高
生物柴油概述
生物柴油的缺点
• 以菜籽油为原料的成本高 、回收成本也很高
• 工艺复杂、能耗高,设备 投入大
• 不饱和脂肪酸在高温下容 易变质
• 生产过程有污染物排放
生物柴油制备方法
生物柴油应用现状和展望
2.生物柴油的发展存在着争议,但权衡生物柴油的利与弊,其发展
仍然不容忽视。近年来,对于提高生物柴油质量,改进工艺方 法提高得率、减少污染和降低成本,千方百计利用低廉油性原 料和开辟贫瘠土地种植生物燃料作物等研发工作势头不减。同 时,一方面因原料价格上涨和供应不足,生物柴油生产能力大 量过剩,而另一方面生物柴油新上项目却仍然不乏其例。 生物 燃料的发展能否成功,将在很大程度上取决于原油的价格,以 及政府在推广生物燃料和抑制矿物燃料使用方面的态度。在欧 洲,生物柴油占了机动车燃料市场的5%,政府不仅免除了使用 者90%的燃料税和全部的增值税,还对生产者给与税收鼓励。 美国对生物柴油生产厂实行减税,自2008年起,要把可再生燃 料产量扩大4倍.加拿大政府鼓励在2007年预算中拨款支持生物 柴油生产,到2010年达到50万t。 如上所述。生物质柴油的前 景还是很可观的!
生物柴油的现状与发展前景
生物柴油的现状与发展前景生物柴油作为一种可再生能源,具有较低的碳排放和对环境的较小影响,已经成为世界各国减少依赖化石燃料和保护环境的重要手段之一。
本文将对生物柴油的现状和发展前景进行探讨。
一、生物柴油的现状1. 生物柴油的定义及制备方法生物柴油是通过将植物油、动物油或废弃食用油等生物质转化为替代石油柴油的一种可再生燃料。
生物柴油主要通过酯化反应来制备,即将油脂与醇进行酯交换反应,生成脂肪酯和甘油。
2. 生物柴油的应用领域生物柴油可以直接用作柴油发动机的燃料,也可以作为柴油的添加剂混合使用。
它主要应用于交通运输、农业机械、发电以及工业等领域。
3. 生物柴油的产量和消费量全球生物柴油产量逐年增长,根据国际能源署(IEA)的数据,2019年全球生物柴油产量达到3110万吨,相较于2000年的产量约300万吨增长了10倍。
然而,生物柴油消费量相对有限,2019年全球生物柴油消费量约为2710万吨,消费量仍然与生产量存在一定的差距。
4. 生物柴油的产地分布全球生物柴油主要生产国包括美国、巴西、德国、法国、阿根廷等国家。
其中美国是全球最大的生物柴油生产国,其生物柴油产量占全球总产量的30%左右。
其他国家也在不断加大生物柴油产能的建设和投资。
二、生物柴油的发展前景1. 环境保护需求的推动随着人们对环境保护意识的提高,减少碳排放已成为各国共同的目标。
生物柴油作为一种碳中和能源,可以显著减少化石燃料的使用和碳排放,更符合环境保护的需求。
2. 政策法规的支持为推动生物柴油的发展,各国纷纷出台相关政策法规以鼓励生物柴油的生产和应用。
例如,欧盟在2018年颁布了关于可持续能源的指令,规定到2020年生物柴油在交通领域中的使用应达到10%。
这些政策的支持将为生物柴油的发展提供强大动力。
3. 科技进步的促进随着科技的不断进步,生物柴油的制备技术不断得以改善。
例如,利用微生物产油和废弃物转化为生物柴油的新技术在不断发展,使得生产成本有所降低,产量有所增加,从而推动了生物柴油产业的发展。
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。
生物质柴油
1.生物柴油概述 1.生物柴油概述 2.生物柴油制备方法 生物柴油制备方法 3.生物柴油应用现状和展望 生物柴油应用现状和展望
生物柴油概述
生物柴油定义: 生物柴油定义
1.指以可再生资源 如油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生 指以可再生资源(如油菜籽油 大豆油、玉米油、棉籽油、 指以可再生资源 如油菜籽油、 葵花籽油、棕榈油、椰子油、 油、葵花籽油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油及其他动植物油 为原料而制成的烃基一价酯燃油[2-3],是可再生的绿色能源。 是可再生的绿色能源。 等)为原料而制成的烃基一价酯燃油 为原料而制成的烃基一价酯燃油 是可再生的绿色能源
生物柴油应用现状和展望
1.我国 2010年柴油需求量将突破 一亿 , 2005年相 比增长 24% 我国 年柴油需求量将突破 一亿t, 年相 % 一亿三千万t,因此, ,至 2015年柴 油需求量将突破 一亿三千万 ,因此,发展生物 年柴 国柴油供应紧张的状况, 柴油可以有效缓解我 国柴油供应紧张的状况,减少石油 进 口, 节省外汇,确保能源安全,改善生态环境等.另外, 节省外汇,确保能源安全,改善生态环境等.另外,我国有丰 富的植物油脂及动物油脂资源,其中,油料植 物有 1000多种, 富的植物油脂及动物油脂资源,其中, 多种, 多种 含油20% 上的有 多种, 含油 %以上的有 300多种,仅每年我国豆油产量就达到 六千 多种 为生物柴油原料, 万t;此外 废弃食用油也可作 为生物柴油原料,我 国油脂消耗 ; 量高达 一千七百万 t,仪仅废弃食用油我国每年产生约 二百五 , 十万t, 逐年增长, 十万 ,此数字还在 逐年增长,食品制造与加工企业 、饭店 以 及饮食摊贩等产生大量的煎炸油,如加以集中充分利用 即可生 及饮食摊贩等产生大量的煎炸油, 生物柴油以替代柴油,减少环境污染, 产 生物柴油以替代柴油,减少环境污染,因此有极大的发展空 所以我国发展生 料资源. 问.所以我国发展生物柴油产业有着充足的原 料资源.
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。
生物柴油的优缺点及其开发前景
生物柴油的优缺点及其开发前景近年来,随着环境保护意识的增强以及对化石燃料的需求逐步加大,生物柴油作为一种可再生的替代能源,受到了越来越多人的关注。
那么,生物柴油具有哪些优缺点,它的开发前景如何呢?一、生物柴油的优点1.环保:生物柴油具有清洁、绿色的特点,能够减少CO2等污染物的排放,降低空气污染程度,对改善环境有着很大的作用。
2.可再生:生物柴油是一种可再生的能源,能够解决石油资源日益减少的问题,减少对化石燃料的依赖程度,有助于保护环境和促进可持续发展。
3.利用效率高:生物柴油的生产过程较简单,通过生物质的压榨和加氢裂解等工艺,可以高效地提取出生物柴油,具有较高的利用效率。
4.成本较低:相比于传统的石油燃料,生物柴油的生产成本较低,以乙醇生产的生物柴油,可以通过收储粮食、牛饲料的副产品生产,降低了生产成本。
二、生物柴油的缺点1.占用土地资源:生物柴油需要大量的生物质作为原料,这就需要占用大量的土地资源,可能会对耕地资源造成影响,对生态环境造成一定的压力。
2.排放生物柴油的污染物:虽然生物柴油的污染物比传统石油燃料要少,但是生物柴油的生产和运输过程中,还是会排放一些有害物质,对环境造成一定的影响。
3.五金零件的损耗:由于生物柴油的酸值较高,容易腐蚀机器设备中的五金零件,导致其损耗较快,增加了生产和维护成本。
三、生物柴油的开发前景1.市场前景广阔:随着全球环保意识的不断提高,石油资源日渐减少,生物柴油作为一种可再生的清洁能源,具有广阔的市场前景,有助于推动经济的可持续发展。
2.政策支持力度加大:各国政府纷纷出台政策鼓励生物柴油的生产和使用,例如欧盟已规定到2020年,欧盟成员国的传统燃料中,10%以上必须采用可再生能源,这给了生物柴油发展带来了很大的政策支持。
3.产业链完善:随着生物柴油技术的不断完善和生产规模的逐步扩大,生物柴油的产业链将会逐步完善,从生产、运输到销售,将形成一个完整的产业链,进一步推动生物柴油的发展。
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。
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
油料亩产量影响生产装置规模
(几千吨~25万吨/年)
油料收集、运输、物流半径和油品市场影响厂址选择 原料供应有季节性 往往需要采用多种原料以保证连续生产
我国发展生物柴油的原料
——不与食用粮油争地
提供价廉油源——林业原料:
麻风树油、黄连木油、橡胶籽油等 但有一个培育过程
目前的主要原料——废弃油脂:
• 通常为脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯
• 分子链长14-20个碳原子 • 与石化柴油链长相仿,性质与石化柴油类似,可直接 应用于内燃机 • 具有可再生性、污染小、易降解等优点
生物柴油
• 优点
1 以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料,可 减少对石油的依赖。
2 环境友好,与普通柴油相比,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%,无SO2和铅基有毒物苯的排放
第五章 生物柴油技术
• §5.1 名词解释 • §5.2 生物柴油概述 • §5.3 生物柴油标准
• §5.4 生物柴油测试方法
• §5.5 生物柴油生产工艺
§5.1 名词解释
• 生物柴油(biodiesel)
• 以动物和植物油脂、微生物油脂为原料与烷基醇通过 酯交换反应和酯化反应生成的长链脂肪酸单烷基酯
3 使用生物柴油不用更换现有使用石油柴油的发 动机
FAME
• Fatty acid methanol easter
• 脂肪酸甲酯,生物柴油的典型 • 酯化反应esterification:醇跟羧酸生成酯和水的反 应(可逆、极慢→常用浓硫酸做催化剂) • 生物柴油生产过程中,一般进行酯化预处理
• 使用酸催化剂催化油脂中游离脂肪酸和甲醇反应 形成FAME →为后续酯交换反应除去游离脂肪酸
生物柴油的化学基础
七、 生产工艺流程简介
★ 简单工艺流程: 原料预处理(原料净化、杂物沉降、脱 水) -----酯化法合成生物柴油(原料 油与甲醇在催化剂的作用下进行酯化 反应)------生物柴油的分离提纯(包 括产品脂肪酸甲酯的真空精馏分离和 提纯,以及甲醇的回收等工序)。
八、我国生物柴油产业发展技术的主要
对策:
九、生物柴油的主要应用
【1】 生物柴油可作为润滑剂: 生物柴油具有较好的润滑和溶解能力, 可直接用作润滑剂,以及工业溶剂(主要 用来溶解油脂、蜡或树脂等)。 【2】 生物柴油作为增塑剂: 塑料行业为了提高产品质量,在成塑 过程中均会加入增塑剂,脂肪酸甲酯(生 物柴油)环氧所得的环氧脂肪酸甲酯成为 增塑剂的主角。 【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。
序 号
1 2 3 4 5
6 7 8 9
检测指标
本公司 产品检 测结果
0.88 4.4 148 0.008 0.008 0.05 1 0.5~3.0 0.2
含量或大小
参照标准
密度(20℃) /(g/m3 ) 运动粘度(40℃) 闪点(闭口) /℃ 硫含量(质量分数) 硫酸盐灰分(质量分数) 水含量(质量分数) 铜片腐蚀 (50℃,3h) /级 酸值(mgKOH/g / ) 10%蒸余物产炭(质量分 数)
0.820~0.90
GB/T 2540
1.9~6.0(mm/s) GB/T265 不低于 130 不大于 0.05 不大于 0.020 不大于 0.05 不大于 1 不大于 0.80 不大于0. 3 GB/T 261 SH/T 0689 GB/T 2433 SH/T 0246 GB/T 5096 GB/T 264 GB/T 17144
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%。
生物柴油的成分
生物柴油的成分
生物柴油是一种可再生能源,是从植物油或动物油中提取的燃料。
它的成分主要包括甲酯、甘油和杂质。
1. 甲酯
甲酯是生物柴油的主要成分,是由脂肪酸和甲醇反应生成的化合物。
其中,脂肪酸是植物油或动物油中最常见的脂肪成分。
甲酯的物理性质与传统石油柴油相似,但它的氧含量更高,不仅有助于减少尾气排放,还可以提高发动机的燃烧效率。
2. 甘油
甘油是生物柴油生产过程中的副产品,也是一种重要的化合物。
它是一种无色、无味、粘稠的液体,具有良好的溶解性和稳定性。
甘油的主要用途是作为化妆品、药品和食品添加剂,同时也可以被转化为生物柴油的生产原料。
3. 杂质
生物柴油中的杂质主要包括水分、游离脂肪酸、杂酯和沉淀物等。
这些杂质会影响生物柴油的质量和稳定性,并可能导致发动机故障和污染环境。
因此,在生产和使用生物柴油时,需要对杂质进行严格的控制和检测。
生物柴油的成分主要由甲酯、甘油和杂质组成。
其中,甲酯是生物柴油的主要成分,具有优良的物理性质和环保优势;甘油是生物柴油生产的副产品,也是一种重要的化合物;杂质对生物柴油的质量和稳定性具有重要影响,需要进行严格的控制和检测。
随着生物柴油技术的不断发展,其成分和质量将越来越优化,为环保事业和可持续发展做出更大的贡献。
生物柴油简介
综上所述,国内生物柴油发展面临着诸多挑战,这油的市场前景 仍然值得期待。
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2.制备方法
原料
植物油
生产方法
优缺点
直接使用或与常规柴油混 优点:液态、轻便;可再 合微乳 生;热值高 缺点:高黏度、易变质、 不完全燃烧
植物油和动物脂肪
热解
高温下进行,需要常规的 化学催化剂,反应难以控 制,设备昂贵
植物油或动物脂肪和醇 类
碱催化的酯交换反应
酸催化的酯交换反应
高附加值产物甘油,反应 速率快
生物柴油简介
生物柴油又称为生质柴油,是用未加工过的植物油及动物脂肪通过不同的 化学反应制取的被认为是一种环保的生质燃料。这种生质燃料可以像柴油 一样被使用。
1.原料资源
生产生物柴油的原料往往根据各地区可以得到的原料种类不同而不同。 美国:大豆、玉米、动物脂肪 欧洲:油菜籽、动物脂肪 日本:动物脂肪 马来西亚:棕榈油 中国:大豆、地沟油、棉花子 印度:桐油树 台湾:蓖麻籽、痳疯树的果实
(2)国内生物柴油发展
2006年1月1日《可再生能源法》生效,为生物柴油等替代燃油进入市场 提供了保障。国家发改委工业司也要求中石化和中石油提出生物柴油试点 方案。目前中石油、中石化及中海油都已开展生物柴油产业的准备工作。 2006年,中海油在四川签署发展生物柴油的协议,将陆续投资23.47亿元 在攀枝花建成1个年产10万t的生物柴油基地;中石油、中粮集团等企业也 先后在西南、海南等地建立了生物柴油工厂。国家粮油信息中心统计数据 显示,2005年年底中国生物柴油生产企业有8家,年生产能力超过20万t, 到2006年底已有25家企业,年生产力达到120万t。2009年8月,由中国江 南航天集团投资的以麻疯树等为原料生产清洁能源的万吨级生物柴油项目 在贵州生正式成立。
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生物柴油作者:陈高翔摘要:生物柴油是一种环境友好的可再生能源。
生物柴油的生产方法主要有:直接混合法、微乳液法、高温裂解法和酯交换法。
在我国,生物柴油的原料资源比较丰富,几乎有一半原产于我国。
我国开展生物柴油的研究开发工作较早,最大制约因素是其较高的市场价格。
Abstract: Bio- diesel is a kind of environmental friendly and renewable energy.Bio- diesel production methods include direct hybrid method, microemulsion method, high temperature pyrolysis method and the ester exchange method. In our country,bio- diesel raw resources are abundant, almost half of raw originating in China. Our country in the research and development of bio-diesel work earlier, the biggest restriction factor is the higher prices.关键词:生物柴油生产方法原料现状根据1992年美国生物柴油协会的定义,生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压缩式发动机的清洁替代燃油。
其化学成分味一系列长链脂肪酸甲酯,主要是通过植物油或动物脂肪与甲醇在催化剂作用下进行酯交换制的,其相对分子质量约为300,与柴油接近,理化性质及燃油性能也与柴油相近[1]。
一、生物柴油的生产方法[1]目前生物柴油的工业生产主要用化学法,采用植物或动物油脂与甲醇等低碳醇在酸或碱性催化剂作用下进行酯交换反应,生成相应的脂肪酸甲酯,与之相配套的各种工业化生产工艺已相当成熟,生物柴油商业化生产的主要障碍是生产成本高于石化柴油。
目前已开发出四种利用油脂制备生物柴油的方法,即直接混合法、微乳液法、高温裂解法和酯交换法,其中前两者属于物理方法,后两者属于化学方法。
酯交换法[14]是目前生产生物柴油的主要方法。
,天然油脂直接同甲醇进行酯交换是美国和欧洲使用的生物柴油的标准生产方法,天然油脂与甲醇直接酯交换后的混合酯经蒸馏后得到生物柴油和副产品甘油。
酯交换是指在催化剂存在或超临界条件下,油料主要成分甘油三酯和甲醇发生酯交换反应过程,主要反应如下:CH2COOR1CHCOOR2 CH2COOR3+3CH3OHR1COOCH3R2COOCH3R3COOCH3+CH2OHCHOHCH2OH酯交换法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界法等[7]。
二、生物柴油的原料资源[10]据估计,目前用于生物柴油原料的油料作物约占世界油料作物总产量的8%[15]。
我国幅员辽阔,气候、土壤的多样性,孕育着十分丰富的能源植物资源。
美国科学院推荐的适合于世界不同气候带栽培的60 多种优良的能源树种中,几乎有一半原产于我国。
目前,具有开发潜力的用于制备生物柴油的能源植物主要有:1、麻疯树麻疯树作为一种具有重要经济价值和生态效益的战略资源,是目前国际上研究最多的能生产生物柴油的能源植物之一,麻疯树(又称小桐子)为多年生耐旱型木本植物,适于在贫瘠和边角地栽种,栽植简单、管理粗放、生长迅速,麻疯树林3年可挂果投产、5年进入盛果期。
果实采摘期长达50年,果实的含油率为60~70%,经改性后的麻疯树油可适用于各种柴油发动机,并在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均优于国内零号柴油,达到欧洲二号排放标准,被称为生物柴油树[2],是最有种植潜力的油料作物品种。
2、光皮树光皮树是一种理想的多用途油料树种,以光皮树油为原料生产的生物柴油与0# 石化柴油燃烧性能相似,是一种安全、洁净的生物质燃料油。
选用果实提取原油后通过酯交换反应制取了生物柴油,并对所得生物柴油的物化性质进行了测定,表明以光皮树油为原料通过酯化反应制取的生物柴油与0# 柴油燃烧性能相似,是一种安全稳定、清洁环保的生物质能原料油。
3、黄连木黄连木种子富含油脂,含油率高达42.5%,出油量20%~30%,是一种木本油料树种。
用黄连木种子生产的生物柴油碳链长度集中在C17~C19 之间,理化性质与普通柴油非常接近,这决定了其在发展生物柴油中的重要地位,黄连木原产中国,分布很广,北自黄河流域,南至两广及西南各省均有。
4、欧李欧李(钙果)是中国特有的一个蔷薇科樱桃属灌木树种,野生主要分布在中西部地区的的山西、河北、陕西、内蒙和东北地区。
欧李(钙果)经济价值极高欧李(钙果)用途非常广泛。
果肉可食,仁可入药,茎可作饲料和编织材料,其开发利用前景非常广阔。
5、文冠果文冠果是我国特有的一种优良木本食用油料树种,原产我国北部干旱寒冷地区,内蒙古自治区的一些旧喇嘛庙内,至今仍有树龄较大的老文冠果树。
喜光,也耐半荫;耐严寒和干旱,不耐涝;对土壤要求不严,在沙荒、石砾地、粘土及轻盐碱土上均能生长,但以肥沃、深厚、疏松、湿润而同期良好的土壤生长好。
深根性。
主根发达,萌蘖力强。
文冠果种子含油率为30%~36%,种仁含油率为55%~67%。
6、其它原料除了将上述这些能源植物作为原料外,制备生物柴油另一重要的原料为工业废油。
目前,我国作为食用油副产物产出的低品质植物油的年产量大约2500 吨,可以用于生产生物柴油的量约占5~8%,每年大约生产生物柴油150 吨。
我国城市的食品加工和生产工业每年需要1800 万吨的餐饮用油,每年产出大约400~500 万吨废油。
按照40%的回收率,废油数量大约在150~240 万吨可以用于生产生物柴油[5]。
三、生物柴油的发展现状[3]近年来,生物柴油受到各个国家的重视。
美国是最早研究生物柴油的国家。
对生物柴油的关注是由1990 年的空气清洁法案引起的[13]。
美国能源部在2001年提交美国国会的立法咨询报告中提出,美国应通过立法,将替代燃料所占份额从2002年的1.2%提高到2016年的4%,其中,生物柴油的需求量将从2002年的7300万加仑提高到2016年的8亿1千万加仑。
生物柴油作为高效、安全、环保的能源, 目前仍无法替代现有石化能源作为市场主要燃料, 最大制约因素是其较高的市场价格。
虽然生物柴油原料来源广泛, 但由于欧美等国家的生物柴油标准极高, 很多产品不符合要求。
目前, 全球范围内已实现工业化生产的生物柴油, 原料多为精制植物油, 如精制大豆油和菜籽油, 价格昂贵, 占生物柴油总价格60% ~80% 。
因此, 若无政府的减税优惠, 生物柴油不具有价格竞争优势, 市场占有率难以提高[6].我国开展生物柴油的研究开发工作较早。
早在1981 年已有用菜子油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油等植物油生产生物柴油的试验研究。
2002 年9 月,福建省龙岩市建成年产2 万吨生物柴油装置,标志着我国生物柴油生产也可以实现产业化。
北京市科委可持续发展科技促进中心已与石油大学合作,利用垃圾油制取生物柴油,该项目已经通过立项专家论证。
中科院武汉油料所利用废弃食用油脂生产生物柴油的科研工作,并已完成中试,建成了生产线。
2004 年英国利奥有限公司与湖南天源生物清洁能源有限公司签订了投资额达300 万欧元的20 万吨生物柴油项目,主要利用洞庭湖畔的野生豆类为原料,经生物酶发酵再提炼油品。
2004 年科技部高新技术和产业化司启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目,2005 年中国工程院举行“2005 中国生物工程论坛”,讨论了生物液体燃料及生物化工制品在中国的可行性。
2005 年,由石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动,规划生物柴油在2010年的产量为200 万吨/ 年、2020 年的产量为1200 万吨/ 年。
近几年,以四川大学为代表的高校、科研院所和企业在麻疯树研究和开发方面取得了显著的成效。
现已收集国内外麻风树质资源近200 份,筛选出一批高含油量与高品质的育种材料,其种子的出仁率为81%,种仁含油率70%左右,种子含油量47%左右,不饱和脂肪酸含量79%左右。
四川大学开发并建立先进、成熟的麻疯树碱催化法制备生物柴油生产工艺,开发B20,B30,B100 等系列产品,建立了产品质量标准,在燃油性能多项指标优于国家石化柴油和生物柴油标准,其生产成本低于国产石化柴油的成本。
率先在国内外建立了5000 吨/ 年麻疯树生物柴油示范装置,并对其放大的生产工艺和技术进行了系统的研究。
另外,还开发了麻疯树脂肪酶全细胞催化技术,比较了全细胞催化剂和不同的固定化脂肪酶对麻疯树油脂的作用效果。
我国生物能源产业正面临巨大的发展机遇。
首先,从能源安全角度来说,大力发展资源丰富的生物质能源对能源安全具有一定的保障,而生物柴油作为一种新型的可再生能源,在缓解石油危机方面将起到很多的贡献,甚至有望取代石化柴油[4]。
其次,从环境保护方面来说,生物柴油从来源到燃烧后的尾气排放与石化柴油相比都存在较大优越性。
另外,规模化种植油料作物对绿化、改良大气环境以及防护水土流失都很有利且可以带来巨大的碳交易效益。
再次,柴油的供需平衡问题将是我国未来较长时间内,石油市场发展的焦点之一,预计到2015 年市场需求量将达到1.3亿吨左右,石化柴油的供应量不足为生物柴油产业提供了广阔的发展空间。
石油的价格也在逐年上升,从2001 年的2280 元/ 吨上升到2009 年的6000 元/ 吨。
开发利用生物柴油是一项远有前景、近有实效的事业,它使我们减少对化石能源的依赖性,在环境保护、经济增长、社会稳定、自然资源利用的可持续发展中起着重要的作用。
参考文献[1] 米镇涛.化学工艺学(第二版)。
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