生物柴油的生产与应用
生物柴油生产的策略与落实
生物柴油生产的策略与落实在全球经济发展的背景下,能源需求不断增长,而传统化石燃料的需求已经无法满足。
因此,需要不断寻求新的绿色能源,生物柴油作为一种新兴的能源形式,因其可再生,环保等优势而备受关注,但是实际应用中仍然存在挑战。
因此,本文将探讨生物柴油生产的策略与落实。
一、生物柴油概述生物柴油是一种新型的燃料,通过将植物油、动物油或生物质转化为液态燃料,广泛应用于交通运输、工业生产和城市供暖等领域。
相较于传统柴油,生物柴油的优势在于可减少温室气体排放、降低对环境的污染、提高能源利用率、轻微碳中和等。
因此,生物柴油已经成为国际社会重点关注的绿色能源之一。
二、生物柴油的生产技术生物柴油的生产技术主要分为三种:酯化法、高温高压法和生物催化法。
其中酯化法是目前应用最为广泛的生产方法,通过将植物油或动物油与甲醇反应,产生甲酯和油酸,再与碱进行中和反应,生成生物柴油。
高温高压法在催化剂存在下将生物质在高温高压环境下进行裂解,得到生物柴油。
生物催化法则利用微生物或酶催化,将生物质转化为生物柴油。
三、生物柴油生产的策略1. 生物质资源策略选择适宜的生物质来源,是生物柴油生产的关键。
笼统地说,可用作生物柴油原料的生物质是有机材料,包含高油质内容的种子、油脂含量高的作物(如牡丹)、秸秆、专门培育的生物柴油农作物、动物油脂等。
但这不是所有生物质都适用于生物柴油的生产。
生物质的选择必须综合考虑热值、含水量、成本等诸多因素。
与其他生物柴油原料相比,植物油可替代性较高,应该成为生物柴油生产的重要选择。
2. 技术改进策略生物柴油的生产技术需要进一步改进。
在生产过程中,必须加强控制制品质量的紧密程度,以降低生产成本;加强原料预处理和后处理过程的研究和开发,提高生物柴油的适应性;深入开展捕集/利用脱硫剂和氮化物的生产技术研究,减少生物柴油的污染产生等。
3. 市场营销策略生物柴油如果要广泛地应用于实际生活,必须建立良好的市场营销策略。
生物柴油技术3篇
生物柴油技术生物柴油技术——现状与发展随着全球油价的不断攀升和环境保护意识的提高,生物燃料作为一种可再生燃料,逐渐受到越来越多的关注。
生物柴油是其中的一种,它是由生物质或废弃物转化而成的一种可再生燃料,具有良好的环保性、可再生性和安全性等优点。
本文将从生物柴油的定义、生产技术、应用前景等方面介绍生物柴油技术的现状与发展。
一、生物柴油的定义生物柴油是一种由植物油、动物油或废弃物经过化学反应制成的可再生燃料,通常采用的反应是酯化反应,生成甲酯或乙酯。
生物柴油具有与石油柴油相近的燃烧性能和可靠性,但其排放物少、环保、可再生,是一种节能环保的新型燃料。
二、生物柴油的生产技术1. 原料准备生物柴油的原料主要包括植物油、动物油和废弃物等。
其中最常用的是植物油,如大豆油、棕榈油、菜籽油等。
2. 酯化反应在酯化反应中,将原料通过与醇(甲醇或乙醇)在催化剂(如氢氧化钠或氢氧化钾)作用下进行酯化反应,生成甲酯或乙酯。
该反应产生大量的热量,需要在反应过程中进行冷却。
3. 精制处理精制处理包括脱水处理、酸洗纯化和蒸馏等过程,旨在去除水分、杂质和未反应的醇等成分,提高生物柴油的纯度和成品率。
三、生物柴油的应用前景生物柴油作为一种可再生燃料,其应用前景非常广泛。
一方面,生物柴油可以替代传统的石油柴油、汽油等化石能源,减少对化石能源的依赖,降低能源消耗和环境污染;另一方面,生物柴油可以直接应用于个人轿车、商用车、农用车以及城市公交车、出租车等交通工具,还可以应用于船舶、航空器等各类运输工具和农机具等机械设备。
总之,生物柴油技术已经成熟,其应用前景非常广阔,可以为促进能源转型和环境保护事业做出重要贡献。
生物柴油技术——优点和局限生物柴油是一种由生物质或废弃物转化而成的可再生燃料,可以替代传统的石油柴油,具有优良的环保性、可再生性和安全性等优点。
然而,生物柴油在应用中也存在一些局限性,限制了其在能源转型中的应用。
本文将从优点和局限两个方面来介绍生物柴油技术。
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。
利用生物发酵技术生产生物柴油的绿色制备与应用研究
利用生物发酵技术生产生物柴油的绿色制备与应用研究生物柴油是一种可再生燃料,以可生物降解物质为原料,经过生物发酵技术制备而成。
由于其可替代传统柴油,对环境友好且能够减少温室气体排放,受到了广泛的关注和研究。
本文将从绿色制备和应用两个方面对利用生物发酵技术生产生物柴油进行研究。
一、绿色制备1. 生物发酵技术的原理生物发酵技术是利用微生物的代谢活性,通过合成酶的作用将生物质转化为生物柴油的一种方法。
在发酵过程中,微生物通过分解多糖或脂肪等有机物质,将其转化为有机酸、醇和气体等产物,进而合成生物柴油。
2. 原料选择与预处理制备生物柴油的原料多为植物油或动物油。
优质的原料应具备较高的含油量和酸价,同时要选择可再生、廉价且易获取的原料。
为了提高生物柴油的产率和质量,还需要对原料进行预处理,包括去除不溶于醇的杂质、脂肪酸甲酯化、酯交换等步骤。
3. 微生物菌种的选择与培养在生物发酵过程中,微生物菌种起到至关重要的作用。
合适的菌种应具有较高的酯化活性、耐受性、产率和特异性。
常见的微生物菌种包括酵母菌、细菌、真菌等。
菌种的培养可采用传统的液态培养或固态培养等方法,以达到高效生长和活性的要求。
4. 加工工艺的优化优化加工工艺对提高生物柴油的产率和质量至关重要。
包括反应温度、反应时间、辅助剂、酶的用量等参数的调整。
同时,优化后的工艺能够减少废料的生成和能源的消耗,实现绿色制备。
二、应用研究1. 生物柴油的燃烧性能生物柴油的燃烧性能是评估其可替代性和环境友好性的重要指标之一。
研究发现,生物柴油在燃烧过程中能够减少氮氧化物、颗粒物和多环芳烃的排放,对改善空气质量具有积极作用。
2. 生物柴油的性质和稳定性研究生物柴油的性质和稳定性对其应用具有重要影响。
研究表明,生物柴油的密度、黏度、凝点和氧化稳定性等性质与传统柴油存在一定差异。
针对这些差异,可通过调节原料、添加剂和工艺等方式进行改进,提高生物柴油的使用性能。
3. 生物柴油的市场应用生物柴油作为一种可再生燃料,已经在汽车、重型运输、航空和农业等领域得到广泛应用。
生物柴油的生产与可持续性发展
生物柴油的生产与可持续性发展随着全球能源需求和环境问题的日益加剧,可再生能源逐渐成为解决方案之一。
作为其中的一种形式,生物柴油在最近几十年中得到了广泛的关注和应用。
生物柴油是通过将植物油脂或动物脂肪经过酯化等化学反应得到的一种可替代传统石油柴油的燃料。
与传统柴油相比,生物柴油具有较低的温室气体排放和更好的可再生性。
本文将探讨生物柴油的生产方法和其对可持续性发展的贡献。
一、生物柴油的生产方法生物柴油的生产主要通过两种方法:酯化法和氢化法。
酯化法是目前最常用的生产方法,它通过在植物油脂或动物脂肪中添加催化剂(如碱催化剂或酸催化剂),使其与醇(一般是甲醇或乙醇)反应生成酯。
这个过程中产生的副产物是甘油,而得到的酯即为生物柴油。
氢化法相对较少使用,它借助氢气和催化剂将植物油脂或动物脂肪中的脂肪酸还原为饱和脂肪酸,再经过精制处理即可得到生物柴油。
两种方法各有优劣,但酯化法由于工艺简单、成本低廉而被广泛采用。
二、生物柴油的可持续性发展1. 减少温室气体排放生物柴油的燃烧产生的二氧化碳排放量相对较低,其生命周期碳排放量甚至可以接近零。
因为生物柴油的原料来自于植物油脂或动物脂肪,这些植物或动物在生长或养殖过程中吸收的二氧化碳可以抵消燃烧释放的二氧化碳。
因此,与传统柴油相比,使用生物柴油有助于减少温室气体的排放,有利于缓解全球气候变化问题。
2. 提高能源的可再生性生物柴油的生产材料来自植物油脂或动物脂肪,这些资源属于可再生能源的范畴。
与石油等非可再生能源相比,生物柴油的生产不会消耗有限的化石燃料储量,并且可以通过种植更多的植物或发展动物养殖业来不断补充原料。
这样的特点使得生物柴油在能源行业中具有更好的可再生性,有助于实现长期可持续的能源发展。
3. 促进农业和农村经济发展生物柴油的生产需要大量植物油脂或动物脂肪作为原料,这促进了植物种植业和动物养殖业的发展。
种植更多的植物为生产生物柴油提供原料不仅可以创造就业机会,也有助于提升农民的收入。
生物柴油的现状与发展前景
生物柴油的现状与发展前景随着世界经济和人类生活的迅猛发展,传统石油资源逐渐枯竭,环保和可持续发展问题日益凸显。
因此,寻找新的、可持续发展的能源已成为全球焦点。
而生物柴油作为一种新型燃料,因其可再生、环保等特性,引起了人们的广泛关注。
本文将对生物柴油的生产、使用、市场现状及发展前景进行介绍,并且探讨生物柴油在社会发展中的作用。
生物柴油的生产生物柴油是从动植物油或脂肪酸酯制成的,并且通常是将食用油厂粕、藤麻油厂粕、棉籽油厂粕、油茶籽当做原料进行加工。
制造生物柴油的过程,主要包括油脂加工、酯化反应、洗脱和脱酸等步骤。
在生物柴油的制造过程中,油脂加工是非常重要的一个步骤。
因为原料的质量对生物柴油的质量及产量都有很大的影响。
如果使用低质量的原料,生物柴油的产量和质量都会受到影响。
所以,在选择原料时,必须考虑其质量和成本之间的平衡。
酯化反应是制造生物柴油不可缺少的一个步骤。
在酯化反应的过程中,原料油脂与醇发生反应,生成酯类化合物,即生物柴油。
一般情况下,制造生物柴油所用的醇通常是甲醇。
此外,生物柴油还需要进行洗脱和脱酸等处理,以去除杂质和净化。
生物柴油的使用生物柴油的使用范围非常广泛。
生物柴油可以直接替代石油柴油使用。
它是一种清洁、环保、性能良好的燃料,可以用于公路运输、农业、航空、建筑等领域。
在公路运输领域,生物柴油在欧洲和美国等国家的市场份额已经超过5%。
此外,在农业领域,生物柴油也有着广泛的应用。
在农业机械上使用生物柴油可以减少燃料成本,同时减少对环境的影响。
在航空领域,一些航空公司也开始使用生物柴油为飞机提供动力。
生物柴油的市场现状生物柴油作为一种新型燃料已经吸引了越来越多的投资者。
据统计,2018年全球生物柴油市场规模约为112.3亿美元。
其中,美国、欧洲和亚太地区是全球生物柴油市场的主要推动者。
在美国,生物柴油是一种非常受欢迎的燃料之一。
2018年,美国生物柴油产量已经超过25亿加仑。
在欧洲,生物柴油也得到了广泛应用。
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。
生物柴油的生产和应用
生物柴油的生产和应用
随着人们对环保意识的不断提高,生物能源逐渐成为热门话题。
而生物柴油作为一种新型的可再生能源,其生产和应用也越来越
受到关注。
生物柴油的生产
生物柴油主要是由植物油或动物油转化而来。
其生产过程可以
简单概括为以下几个步骤:
1. 油料生产:生产生物柴油的第一步就是获得油料。
常见的油
料有大豆、油菜、棕榈等。
2. 酯化反应:将获得的油料通过酯化反应转化成甲酯或乙酯等
酯类物质,这个过程中需要添加催化剂。
3. 色谱分离:酯化反应后的混合物中含有杂质,需要使用色谱
分离技术将杂质分离出来。
4. 再结晶:去除杂质后的酯类物质需要进一步进行再结晶,以
提高其纯度和稳定性。
5. 加氢:将酯类物质通过加氢反应,得到近似于石油柴油的物质。
生物柴油的应用
生物柴油具有许多优点,比如环保、可再生、安全等。
其在交
通运输行业中的应用也越来越广泛。
以下是几个典型的应用场景:
1. 公交车:许多城市的公交车已经开始使用生物柴油作为燃料,这不仅能够降低尾气排放,还能够提高环保意识。
2. 航空业:研究人员还在探索将生物柴油用于飞机的燃料中,
这一做法将极大地降低航空业的对环境的影响。
3. 农业机械:生物柴油不仅可以用于汽车,还可以用于农业机械,比如农用摩托、拖拉机等。
总结
生物柴油具有广泛的用途,并且其生产成本也不算高。
不过,由于生物柴油的能量密度较低,所以在某些特定的使用场景下,其还需要进一步的优化和改进。
生物柴油的生产与利用
生物柴油的生产与利用近年来,环保意识不断提高,传统石油资源枯竭的前景也让人们开始关注可再生能源。
生物柴油作为一种可再生的替代性燃料,成为人们研究的焦点之一。
本文将探讨生物柴油的生产与利用。
一、什么是生物柴油?生物柴油又称生物燃料柴油,是由植物油、动物油或废弃油脂等生物质材料通过酯交换反应制成的燃油,其化学结构与传统石油柴油基本相同。
由于生物柴油是通过可再生资源制成的,与传统石油柴油相比,其能源效率更高,环保性能更好。
因此,它被广泛应用于农业、交通运输和工业等领域。
二、生物柴油的生产过程生物柴油的生产过程主要包括以下几个步骤:1. 采集原料:生物柴油的原料主要来自植物油、动物油和废弃油脂等生物质材料。
其中,油菜、大豆、棉籽、花生、油棕等植物油是生物柴油的主要原料。
2. 预处理:在生物柴油的生产过程中,原料需要进行预处理,以去除杂质和水分等杂质。
同时,还需要对原料进行脱酸、脱水等处理。
3. 酯化反应:将预处理后的原料与甲醇等醇类物质进行加热反应,从而将原料转化为酯类物质,得到生物柴油。
4. 水洗处理:生产出的生物柴油中含有甲醇和催化剂等残留物质,需要进行水洗处理,去除其中的杂质和异味。
5. 分离处理:将水洗后的生物柴油进行分离处理,去除其中的水和催化剂等残留物质,得到纯净的生物柴油。
三、生物柴油的利用与优势生物柴油作为一种可再生的燃料,具有以下优势:1. 可再生性能:生物柴油是由植物油、动物油或废弃油脂等生物质材料制成,是一种可再生的能源。
2. 能源效率高:生物柴油的能源效率比传统石油柴油高30%-40%,能够更有效地利用资源。
3. 环保性能强:生物柴油燃烧后的排放物质比传统石油柴油少。
同时,生物柴油的制造过程中也会减少二氧化碳排放。
4. 经济性好:生物柴油的价格相对传统燃油较低,生产成本也更加稳定。
生物柴油的利用主要包括以下几个方面:1. 农业:生物柴油可以用于农业机械、农用车辆等领域,提高农业生产效率。
生物柴油的生产与应用
生物柴油的生产与应用随着能源危机的愈演愈烈,人们对于新能源的需求日益增加。
而生物柴油以其绿色,环保,可再生等多重优势深受广大消费者的青睐。
作为一种可持续能源的代表,生物柴油的生产与应用也逐渐成为行业研究和政府支持的重点。
本文就讲述一下生物柴油的生产与应用。
生物柴油的生产生物柴油是通过植物油、动物油、废油而生产出来的燃料。
其生产过程主要分为以下几个步骤。
1. 油脂提取生产生物柴油前,需要提取植物油或动物油等的油脂。
目前,主要采用的是机械压榨、化学提取和超临界流体萃取等方法。
2. 转化成脂肪酸甲酯油脂经过化学反应转化成甲酯,这个过程叫做酯化反应。
酯化反应是将酸和醇反应生成酯。
生产生物柴油时,通常用氢氧化钠(NaOH)作为催化剂进行酯化反应。
通过此反应,油脂中的三酸甘油酯即可转变为甘油和脂肪酸甲酯。
3. 甲酯降温制得脂肪酸甲酯后,需要将甲酯进行降温,直至产生纯麻醉甲醛。
生物柴油的应用生物柴油有多种应用,包括作为燃料、润滑油等。
1. 燃料生物柴油在汽车、农机、工程机械、发电机等燃油设备上广泛应用。
当今,尤其是欧洲国家,生物柴油在道路运输,特别是城市公交车和货车上已经得到广泛的应用。
2. 润滑油生物柴油可作为润滑油,其主要原因是它对机械的腐蚀性较小,能够减少机械部件的磨损。
由于其较小的腐蚀性,燃烧后的尾气中噪音量更小,很少产生黑烟和有毒气体。
3. 生物柴油可以用作抗震剂近年来,石油行业频繁发生的地震事件引起了人们的重视。
调研表明,生物柴油可以在造成的环境破坏中发挥抗震作用。
生物柴油因其生物特性,有一定的抗震效果,即可以消除地震造成的地质灾害,降低震害等级。
总结生物柴油不但可以解决石化燃料枯竭的问题,还可以大大减少车辆和工厂的废气排放,从而保护环境和促进可持续发展。
因此,从研究到应用,生物柴油成为可持续发展的重要组成部分。
随着目前科技的进步和政策的支持,相信生物柴油将会在未来更多的领域中得到推广和应用。
生物柴油制备原理与应用
生物柴油制备原理与应用随着人们对环保和可持续发展的重视,生物能源的利用日益受到关注。
生物柴油作为一种可再生能源,具有低污染、低排放等优点,被广泛用于运输、工业、农业等领域。
本文将从生物柴油的制备原理和应用两个方面进行介绍。
一、生物柴油的制备原理生物柴油是通过生物质原料经过化学反应制得的一种燃料,与传统柴油相比,其原料源头更加广泛。
生物柴油主要有以下几种制备方法:1.生物柴油的转化将生物原料中的油脂通过催化加氢反应转化为生物柴油。
这一方法常用的原料有油菜、大豆油、棕榈油、芥菜籽油等。
通过催化加氢反应,将油脂中的饱和脂肪酸转化为单不饱和脂肪酸,使得油脂具有良好的流动性和燃烧性能。
2.生物柴油的酯化将生物原料中的油脂通过酯化反应制得生物柴油。
酯化反应是一种酸催化反应,将生物原料中的甘油脂和醇分别在催化剂的作用下发生反应,生成生物柴油和甘油。
此种方法常用的原料有大豆油、棕榈油、花生油、油菜籽油等。
3.微生物发酵法通过微生物的作用将生物原料转化为生物柴油。
此种方法常用的原料有食品垃圾、橄榄渣、糖蜜等。
通过微生物的生物转化作用,将生物原料中多余的碳水化合物、蛋白质等成分转化为脂肪酸类物质,再通过脂肪酸的化学反应制得生物柴油。
二、生物柴油的应用生物柴油作为一种可再生能源,在工程和具体应用层面展现出了广泛性和巨大的潜力。
主要应用于以下三个领域:1.交通运输领域生物柴油作为新型的能源被广泛应用于交通运输领域。
相对于传统柴油燃料,生物柴油具有低污染、低排放的特点,大大减少了交通车辆对环境的影响。
据统计,全球各国在交通运输领域应用的生物柴油数量日益增加,全球生物柴油的产量不断增加,已经成为一种重要的替代燃料。
2.工业领域生物柴油也被广泛应用于工业领域,有机溶剂、合成材料和涂料生产等行业均已成功采用生物柴油代替传统柴油或其他化石燃料,极大地降低了工厂排放的二氧化碳和其他有害气体。
3.农业领域生物柴油在农业领域也有着广泛的应用,通过生产生物能源可以为农业提供更好的机械力量和耕作效率。
生物柴油在中国的生产与应用
生物柴油在中国的生产与应用张顺摘要:本文简述了生物柴油在中国的生产情况,生产方法以及在车用柴油机和船用柴油机上的应用实验。
综述了生物柴油的优点以及发展前景。
关键词生物柴油生产生产方法应用1生物柴油的介绍生物柴油是指以动植物油或水解的脂肪酸为原料,在催化剂的作用下与低碳醇发生酯交换反应而形成的一种脂肪酸烷基酯,是一种优质成品柴油的代用品。
1.1生物柴油的优点生物柴油的优点可以概括为[1]a生产原料来源广泛且可再生,大豆油、花生油、菜籽油、玉米油、棉籽油、乌桕油等植物油、猪油、牛油等动物油脂,以及餐饮废油等均可以作为生产生物柴油的原料b具有优良的环保特性。
生物柴油具有生物可降解性,低排放,尾气中多环芳香族碳氢化合物、亚硝酸盐、硫化物、硫酸盐、一氧化碳以及烟尘颗粒的含量远低于石化柴油。
c可以任何比例与石化柴油混溶,直接添加使用,无需对发动机作任何改进。
d闪点高,具有较好的安全性能。
生物柴油不属于危险品,在运输、储存、使用方面的优势显而易见。
2生物柴油在中国的生产2.1概述20世纪 90年代以来, 生物柴油研究发展非常迅速, 美国、欧洲各国、加拿大、巴西、日本等都在积极发展这项产业。
在美国和欧洲各国, 生物柴油已被核准为可替代型燃料,并有了较大范围的应用实践,使生物柴油迅速成为新经济产业的亮点。
目前,在发达国家生产生物柴油的原料主要有大豆 (美国 )、油菜籽(欧共体)、棕桐油(东南亚),日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油。
我国发展生物柴油的课题首先由闵恩泽院士明确提出;1985年,中国农业工程研究设计院的施德路先生进行了生物柴油的试验探索。
2002年8月,四川古杉油脂化学公司成功开发出生物柴油;2002 年9月,福建省龙岩市也建成2万t/a生物柴油装置,标志着我国生物柴油生产实现了产业化,其产品成本可控制在2000元/t,并于2003年建成10万t/a能力。
这种利用废动植物油生产生物柴油的新工艺在福建龙岩卓越新能源公司应用以来,截至2003年5月,已生产生物柴油5000 多t。
生物柴油的制备及应用
生物柴油的制备及应用生物柴油是一种由植物油脂或动物脂肪制成的燃料,与传统石油柴油相比,具有更低的碳排放和环境友好性。
本文将详细介绍生物柴油的制备过程及其在不同领域的应用。
生物柴油的制备方法主要有两种,即酯化法和压榨法。
酯化法是将植物油或动物脂肪与酒精反应,生成甘油和酯。
这种方法需要使用催化剂,如钠或钾氢氧化物。
压榨法是通过压榨植物种子或果实来提取植物油,然后进行脱水和脱酸处理,得到生物柴油。
这两种方法在工业生产中得到了广泛应用。
生物柴油在各个领域都有广泛的应用。
在交通运输方面,生物柴油可以直接用作替代石油柴油的燃料,减少排放物的释放,改善空气质量。
在工业生产中,生物柴油可以用作工业锅炉、发电厂等的燃料,减少碳排放。
在农业领域,生物柴油可以用作农机和拖拉机的燃料,提高农业生产效率。
此外,生物柴油还可以用于家庭采暖和发电,减少对传统能源的依赖。
与传统的石油柴油相比,生物柴油具有许多优点。
首先,生物柴油是一种可再生能源,可以通过种植和养殖来源源不断地获得原料。
其次,生物柴油的燃烧产物中的二氧化碳在植物生长过程中被吸收,实现了净化和循环利用。
第三,生物柴油具有良好的润滑性,可以减少机械磨损和延长机器的使用寿命。
另外,生物柴油还可以与传统的石油柴油混合使用,无需进行改装。
然而,生物柴油也存在一些挑战和问题。
首先,生物柴油的制备过程相对复杂,需要较高的技术和设备。
其次,生物柴油的成本相对较高,与传统柴油相比,其价格较高。
此外,生物柴油的储存和稳定性也是一个挑战,因为它容易吸湿和氧化。
最后,生物柴油的生产也可能对土地、水资源和生物多样性产生一定影响。
为了推广和促进生物柴油的使用,政府和各界人士可以采取一系列的措施。
首先,政府可以提供补贴和税收优惠政策,降低生物柴油的成本。
其次,可以加强对生物柴油生产技术和设备的研发,提高生物柴油的生产效率。
此外,还可以加强对生物柴油的宣传和推广,提高公众对生物柴油的认识和了解。
生物柴油的制备及其应用
生物柴油的制备及其应用生物柴油(BioDiesel)是一种由植物油或动物油的脂肪酸甲酯化合而成的可再生能源,与化石能源相比,生物柴油具有更加环保和可再生的特点。
同时,生物柴油的成本也比传统的柴油油价更低,能有效降低石油依赖度和维护国家能源安全。
因此,生物柴油的制备和应用越来越成为各国研究关注的焦点。
一、生物柴油的制备目前生物柴油的制备方法主要分为两类:催化剂法和微生物法。
1、催化剂法催化剂法是将动植物油在催化剂的作用下,与甲醇或乙醇反应,生成甲酯或乙酯,最终制备生物柴油。
常用的催化剂有强酸性催化剂和碱性催化剂。
其中,碱性催化剂比强酸性催化剂在制备过程中更加环保、高效,逐渐成为生物柴油催化剂的主流。
2、微生物法微生物法指的是利用细菌、酵母等微生物对植物油或动物油进行微生物发酵,合成生物柴油的过程。
其制备过程简单、不产生废水、二氧化硫等有毒物质,因而具有人们注目的环保优势。
但是,由于该方法需要对微生物环境进行严格调控,还存在生产成本高等问题,使得其在实际生产过程中的应用受到了限制。
二、生物柴油的应用1、车辆燃料生物柴油已经被证实可以用作汽车柴油的替代品,并且不需要对车辆进行额外的改进。
它是低排放和低碳燃料,由于生产原料可以轻松获取,生产成本也不高,因此受到了业界和市场的广泛认可。
2、船舶燃料相对于其他运输方式,船运是一种低成本且低碳排放的运输方式。
而生物柴油可以被用作航运业的代替品,可以降低船舶的碳排放,减少海洋污染和对环境的危害。
3、机械燃料生物柴油也被应用于燃料类型为柴油的机械中,如发电机、锅炉等,以及柴油燃动机。
生物柴油不仅可以减少机器产生的污染,还可以节约能源,使机器的运行更加高效。
三、结语生物柴油作为可再生能源的代表之一,虽然在制备技术和应用领域还面临着许多挑战,但随着科学技术的不断突破和发展,未来必定有更多的突破和应用。
人们一直在探索制备和应用生物柴油技术的最佳方法,以便未来使用更清洁的燃料,为环境保护和人类未来的可持续发展做出积极的贡献。
微生物在生物柴油生产中的应用与发展
微生物在生物柴油生产中的应用与发展随着全球对于可再生能源的需求越来越迫切,生物柴油作为一种可替代传统石油能源的新型燃料逐渐受到人们的关注。
而微生物在生物柴油生产中的应用正成为一种新兴的生产技术。
本文将着重探讨微生物在生物柴油生产中的应用实例与其发展前景。
1. 微生物在生物柴油生产中的应用生物柴油是由生物质材料经过一系列转化过程得到的燃料产品。
而微生物在这个过程中扮演了关键的角色。
以下是微生物在生物柴油生产中的应用实例:1.1 微生物发酵生物柴油生产的一个重要环节是生物质的发酵过程。
微生物通过发酵作用将葡萄糖等可溶性底物转化为乙醇和其他有机化合物。
乙醇作为一种中间产物,可以进一步转化为生物柴油。
微生物发酵的应用可以有效提高生物柴油的产量和质量。
1.2 微生物菌种的选择在生物柴油生产中,选择合适的微生物菌种对于生产效率和柴油品质至关重要。
一些特定的细菌和真菌被广泛应用于生物柴油生产中,它们能够将油脂和油酸等生物质材料转化为甘油三酯,并进一步转化为酯类燃料。
1.3 微生物酶的应用微生物酶在生物柴油生产中也扮演着重要角色。
一些特定的微生物酶能够催化生物质材料的降解和转化过程,从而提高生产效率并降低成本。
2. 微生物在生物柴油生产中的发展前景微生物在生物柴油生产中的应用虽然已经取得一定进展,但仍面临一些挑战。
然而,随着科学技术的进步,这一领域的发展前景十分广阔。
以下是微生物在生物柴油生产中的发展前景:2.1 微生物菌株的优化目前的微生物菌株在生物柴油生产中面临一些问题,如低产量和低转化率。
然而,通过分子生物学和基因工程的手段,科学家们可以优化微生物菌株,使其具有更高的生产能力和更好的适应性。
2.2 技术的改进生物柴油生产技术仍处于不断改进的阶段。
科学家们可以通过改进发酵条件、调节培养基组成、优化酶催化等手段,提高生物柴油的产量和质量。
2.3 微生物代谢途径的研究微生物代谢途径是生物柴油生产的关键。
了解微生物的代谢途径及其调控机制,可以为进一步优化生产工艺提供重要的理论依据。
生物柴油的生产工艺和应用
生物柴油的生产工艺和应用随着全球能源需求的不断增长,传统石油能源逐渐枯竭,环保新能源的应用越来越引起人们的关注。
而生物柴油作为一种绿色环保的新型燃料,具有很好的发展前景。
本文将介绍生物柴油的生产工艺和应用。
一、生物柴油的生产工艺生物柴油是利用动植物油脂作为原料,通过酯化反应制成的可替代石油柴油的一种燃料。
生物柴油的生产工艺主要分为以下几步:1.原料准备:生物柴油的原料主要是油脂,包括大豆油、棕榈油、菜籽油等。
在进行酯化反应前,需要将油脂进行前处理,将其中的杂质和水分去除。
2.酯化反应:将预处理好的油脂和酒精和催化剂共同加入反应釜中进行酯化反应。
这一步主要是将油脂中的三酸甘油酯转化为甲酯,并产生丙二醇和甘油,甲酯就是纯生物柴油的主要成分。
3.分离和纯化:酯化反应完成后,需要进行分离和纯化。
主要是将反应产生的酯类燃料与丙二醇进行分离,得到纯的生物柴油,并对其进行过滤、脱水、碱洗等处理使其纯度更高。
4.储存和使用:生产的生物柴油需要储存在密闭的容器中,避免泄露或受到污染。
生物柴油用作动力燃料时需要与石油柴油混合使用。
二、生物柴油的应用生物柴油具有可再生、环保、低碳等优点,因此在许多领域得到了广泛应用。
1.交通运输:生物柴油作为燃料的主要应用领域是交通运输,其中包括公交车、出租车、货车等各类车辆。
相对于石油柴油,生物柴油排放出的废气更加环保,可以降低空气污染的程度。
2.农业机械:生物柴油作为燃料也广泛应用于农业机械中,如拖拉机、收割机等。
在农业生产过程中,农机的使用频率较高,燃料消耗也大,使用生物柴油有助于保护农业生态环境。
3.热能生产:生物柴油也可以作为较为环保的热能燃料,广泛应用于热电厂、锅炉等热能设备中。
4.航空运输:生物柴油还被广泛应用于航空运输领域。
相对于传统的航空燃料,生物柴油排放的废气更加环保,有助于降低全球气候变化对环境造成的影响。
总之,生物柴油作为一种新型环保燃料,在未来的发展中具有广阔的应用前景。
生物柴油在建筑材料生产中的应用
生物柴油在建筑材料生产中的应用在当前环保意识日益增强的背景下,越来越多的建筑企业开始积极推广生物柴油在建筑材料生产中的应用。
生物柴油作为一种新型的绿色能源,在减少环境污染、节约能源资源等方面有着明显的优势。
本文将从以下三个方面介绍生物柴油在建筑材料生产中的应用。
一、生物柴油在沥青混合料生产中的应用沥青混合料作为一种重要的道路建设材料,在城市化过程中的应用越来越广泛。
然而,传统的石油沥青生产过程中产生的大量化石能源资源浪费以及产生的有害气体、废水等环境问题也越来越严重。
因此,研究替代石油沥青的新型材料成为当务之急。
与传统的石油沥青相比,生物柴油是一种更为环保、经济的材料。
生物柴油由植物油或动物脂肪等生物质转化而成,使用生物柴油代替部分石油沥青可以减少碳排放,减轻环境污染。
同时,生物柴油的生产成本也较低,节约能源资源。
因此,利用生物柴油代替部分石油沥青是一种值得推广的新型建筑材料生产方式。
二、生物柴油在混凝土生产中的应用混凝土是一种传统的建筑材料,在建筑行业中的应用范围非常广泛。
然而,在混凝土生产过程中也产生大量的碳排放和固体废弃物等环境问题。
因此,研究替代传统生产方式的新型建筑材料成为一种刻不容缓的任务。
利用生物柴油作为混凝土生产过程中的燃料可以减少碳排放和环境污染。
同时,生物柴油的生产过程也不会产生大量的固体废弃物,节约能源资源。
因此,生物柴油在混凝土生产中的应用也是一种可持续的建筑材料生产方式。
三、生物柴油在热泵干燥材料生产中的应用热泵干燥是一种能耗低、环保的新型干燥技术。
在这种技术中,生物柴油可以作为热源,代替传统的燃油或燃气。
使用生物柴油作为热源可以降低能耗和环境污染,同时也可以节约能源资源。
热泵干燥技术在建筑材料生产中的应用越来越广泛。
这种新型材料生产方式不仅可以提高材料的质量和生产效率,还可以减少能耗和环境污染,对于推动绿色建筑的发展具有重要的意义。
通过将生物柴油应用于热泵干燥材料生产中,可以更加有效地发挥热泵干燥技术的优势,同时也可以推动生物柴油在建筑材料生产中的广泛应用。
生物柴油的生产及应用新技术
生物柴油的生产及应用新技术生物柴油是指利用植物油、动物油或油脂等可再生资源制成的一种油品,与石油柴油具有相同的能量密度和燃烧性能,但由于其来源于可再生资源,其二氧化碳排放量较少,所以被视为一种环保的能源。
该技术的目标是实现可持续发展,减少对环境和气候的负面影响。
生物柴油生产的技术正在不断改进,下文将重点介绍生物柴油的生产及应用新技术。
生物柴油的生产技术生物柴油生产技术包括化学法、生物反应器法、超声波法、微波法等。
其中,酶法是近年来备受研究的一种生产技术,该技术的特点在于,它利用了一种名为酯酶的生物催化剂,能够将植物油或油脂与甲醇反应生成生物柴油。
与传统的酯化反应相比,使用酶催化的反应具有反应速度快、反应条件温和、产率高等优点。
同时,由于酶催化反应不会导致分子间的不可逆化学键破裂,因此生产出的生物柴油的氧化安定性得到了极大的提升。
酶法生产生物柴油的原理是,首先将植物油或油脂与酯化反应的催化剂一起加入反应器中,再加入少量的甲醇,使催化剂能够引起酯化反应。
随着反应的进行,酯化产物会在反应器中积累,同时甲醇也会随着反应的进行不断地添加。
反应器中的温度、反应物的比例和反应时间是关键的参数,控制好这些参数,可以得到高产率、高纯度和高品质的生物柴油。
生物柴油的应用技术由于生物柴油的独特性质和环保性,生物柴油在交通运输、工业生产等领域的应用越来越广泛。
在交通运输领域,生物柴油可以作为柴油发动机的一种替代燃料,不仅能够降低排放物的排放量,还可以提高柴油发动机的震动性和可靠性。
同时,生物柴油还可以作为船舶、飞机等非道路车辆的燃料,用于减少其对大气的污染。
在工业生产领域,生物柴油也可以作为燃料用于各种加热设备中。
同时,生物柴油还可以用作溶剂和高品质的润滑剂,被广泛应用于食品、药品等领域。
生物柴油的应用领域日渐扩大,也提升了生物柴油生产技术的发展和创新。
结论总的来说,生物柴油的生产技术正在向着更加高效、智能、低碳的方向发展。
生物柴油生产技术与应用
生物柴油生产技术与应用生物柴油作为一种新型的可再生能源,近年来逐渐引起人们的关注和重视。
相较于传统的石油柴油,生物柴油更加环保、清洁、可再生,有着广泛的应用前景和市场需求。
本文将介绍生物柴油的生产技术及其应用情况,并对其未来发展趋势进行探讨。
一、生物柴油的生产技术生物柴油是通过植物油或动物油等生物质资源加工制成的替代石油柴油的清洁能源。
其生产技术主要包括生物质原料准备、转化反应、分离纯化等步骤。
首先,生物质原料准备是生产生物柴油的第一步。
生物柴油的原料包括植物油、动物油和废弃油脂等。
其中,大豆油、花生油、油棕油、甜菜油等植物油是生产生物柴油的主要来源。
废弃油脂包括餐厨垃圾、动物油脂等,也可用于生物柴油的生产。
其次,转化反应是生产生物柴油的关键步骤。
目前生产生物柴油主要采用酯化和加氢两种反应方式。
酯化反应是将植物油等生物质原料与甲酸或乙酸等催化剂进行酯化反应,生成甲酯或乙酯等生物柴油。
加氢反应则是将生物质原料在高压和高温的条件下进行氢化反应,生成生物柴油。
两种反应方式各有特点,选择哪一种方式取决于原料成分、生产要求等因素。
最后,分离纯化是生物柴油生产的最后一步。
生产中会产生大量的副产物和杂质,需要进行分离纯化,保证生产的生物柴油质量和纯度。
分离纯化方法包括相分离、萃取、蒸馏等。
二、生物柴油的应用情况生物柴油的应用领域广泛,涉及交通运输、工业、农业等多个领域。
在交通运输方面,生物柴油作为一种清洁能源被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具中。
生物柴油的引入可以大幅降低排放物的排放量,减少空气污染,保护环境。
在工业领域,生物柴油可以作为炉料或其他加工原料,降低生产成本,提高企业的竞争力。
在农业领域,生物柴油可以作为农机、渔船等农业工具的燃料,不仅提高了生产效率,而且大幅降低了农业生产对环境的污染。
三、生物柴油的未来发展趋势随着技术的不断进步和环保意识的提高,生物柴油的未来发展前景广阔。
未来生产生物柴油的重点将是提高绿色生产技术的创新能力,降低生产成本。
生物柴油生产技术及其市场分析
生物柴油生产技术及其市场分析生物柴油是一种通过生物质资源制备的清洁能源,其核心技术为生物质的转化和加工。
近年来,随着全球对于环境保护的不断加强,生物柴油生产技术得到了广泛的关注和应用。
本文将对生物柴油生产技术及其市场分析进行探讨。
一、生物柴油生产技术1.传统方法传统方法主要是通过油料的压榨和提炼来获得初步的生物柴油,随后对精制油进行加氢处理,以获得合格的生物柴油产品。
这种方法虽然简单易行,但是成本较高,而且容易造成环境污染。
2.微生物法微生物法主要是对油脂进行发酵,产生脂肪酸甲酯,再通过分离和提纯得到生物柴油产品。
这种方法虽然技术难度较大,但是在能源利用和环境保护方面有了显著的提高。
3.生物质法生物质法主要是通过对纤维素和半纤维素的高温水解和酸解,得到生物柴油的原材料。
这种方法在生产成本和产品规模上有了很好的控制,且由于可利用的原料十分丰富,在未来的能源发展中有着广阔的应用前景。
二、生物柴油市场分析1.需求量当前全球对于清洁能源的需求量逐年增长,生物柴油也正是受益于此。
根据统计,2019年全球生物柴油需求量已经突破了3500万吨,而且未来几年有望继续增长。
2.产品优势与传统的化石能源相比,生物柴油具有无毒、无害、易于分解等优良特性,不仅可以保护环境,也可以为消费者提供更加健康和安全的燃料选择。
3.市场前景根据市场分析,未来几年生物柴油市场将会进一步扩大和发展。
随着环保意识的提高和绿色经济的推进,生物柴油将会受到越来越多的关注和青睐。
综上所述,生物柴油生产技术的改进和市场发展前景是不容忽视的。
未来的能源市场将会更加多元和复杂,作为一种绿色清洁能源,生物柴油的未来将更加广阔。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生物柴油的生产与应用摘要: 随着能源危机的加深和环境污染的加剧,寻找新能源来替代石化能源已经迫在眉睫。
而生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,具有环境友好,可再生等优点,可以说是化石能源的良好替代品。
本文简述了生物柴油的化学反应原理、、生产方法、优缺点,应用以及发展前景。
关键词:生物柴油生产方法优缺点应用及前景前言:随着化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重,全球范围内的能源危机使得寻求新的代替型能源已经是必然趋势,因此生物柴油具有巨大的发展潜力,将对保证石油安全、保证生态环境等方面有十分重大的作用。
通过利用可再生资源生产生物柴油替代石化柴油,不仅是我国经济发展和能源需求的战略选择,而且对保障国家能源安全,减少温室气体排放,改善生态环境,实现社会、经济、环境的可持续发展均具有重大的意义。
可以预料,生物柴油作为石化柴油的替代能源,在未来几十年内必将呈现出有增无减的发展趋势。
1生物柴油的介绍1.1生物柴油的定义生物柴油是指以动植物油或水解的脂肪酸为原料,在催化剂的作用下与低碳醇发生酯交换反应而形成的一种脂肪酸烷基酯,是一种优质成品柴油的代用品。
1.2生物柴油的优点生物柴油的优点可以概括为[1] a生产原料来源广泛且可再生,大豆油、花生油、菜籽油、玉米油、棉籽油、乌桕油等植物油、猪油、牛油等动物油脂,以及餐饮废油等均可以作为生产生物柴油的原料b具有优良的环保特性。
生物柴油具有生物可降解性,低排放,尾气中多环芳香族碳氢化合物、亚硝酸盐、硫化物、硫酸盐、一氧化碳以及烟尘颗粒的含量远低于石化柴油。
c可以任何比例与石化柴油混溶,直接添加使用,无需对发动机作任何改进。
d闪点高,具有较好的安全性能。
生物柴油不属于危险品,在运输、储存、使用方面的优势显而易见。
2生产生物柴油的原理及方法近年来,实验室研究的生物柴油生产技术非常多,而且针对各种不同的原料进行的工艺试验很多。
从反应来讲,涉及物理法、化学催化、生物催化、超临界无催化剂的酯化/酯交换反应2.1直接混合法[2]直接混合法是将植物油与矿物柴油按一定的比例混合后作为发动机燃料使用。
国外研究人员曾用50%植物油和50%的矿物柴油混合作燃料,结果表明曲轴箱变稠,喷油嘴积炭较厚。
美国阿拉巴马州罕次准尔大学约翰逊环境与能源中心用1:2 的混合燃料(1/3 的豆油和2/3 的矿物柴油),结果表明:1/3 的脱胶豆油和2/3 的矿物柴油混合可代替柴油,他们对该混合燃料进行了900h的耐力试验,发现曲轴箱污染物不多,也未发生变硬和凝胶现象。
但是植物油的黏度比柴油高11~13倍,加热到100℃才能接近柴油的黏度。
因此柴油机发动时需燃用矿物柴油,正常行驶时候再切换为植物油,但这在运输时这是很难实现的。
2.2 微乳液法[3-4]微乳液法是将动植物油与溶剂混合制成微乳状液。
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1~150 nm 之间微乳化法生产生物柴油是利用乳化剂,使植物油分散到猫度较低溶剂中,例如1~5元醇类,从而将植物油稀释,降低猫度,以满足作为燃料使用要求,微乳液组分中含有低沸点成分,因此能改善雾化特性。
微乳液法可以在一定程度上改善植物油的性能,但是易出现破乳现象,稳定性差。
2.3 酯交换法酯交换反应是动植物油脂在催化剂存在或超临界条件下,与低链醇类发生醇解反应生成脂肪酸单酯的反应过程。
酯交换反应过程很多因素影响到生物柴油的生产工艺和生物柴油的质量,如原料脂肪酸的组成、脂肪酸的含量、催化剂的种类和用量、低链醇的类别和用量、原料中水含量、反应温度、反应时间、搅拌等。
酯交换反应由于催化剂选择的不同主要有酸碱催化法、酶催化法、超临界法。
2.3.1酸碱催化法酸碱催化法是用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或者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或乙酯,再经洗涤干燥即得生物柴油,生产过程中可产生约10%的副产品甘油。
酸催化反应的催化剂可选用浓硫酸,苯磺酸和磷酸等,在酯交换过程中不会发生造化,但反应速率较慢;碱催化的反应时间短,工艺较成熟,目前生产厂家大都采用该法生产生物柴油。
酸碱催化法合成生物柴油工艺中,醇必须过量,后续工艺必须有相应的醇回收装置,生产过程邮费酸碱液排放。
[5-6]2.3.2 酶催化法酶催化法是指用脂肪酶为催化剂,将醇与植物油进行酯交换反应生成脂肪酸酯的过程。
生物柴油可以通过脂肪酶催化的酯交换反应来制备。
由于生物酶催化反应条件温和、专一性好和效率高,因而生物酶催化酯交换反应在生物柴油生产技术研发受到高度重视。
脂肪酶来源广泛,底物与功能团专一性,在非水相中能发生催化水解、酯合成、酯交换等多种反应,且反应条件温和,无需辅助因子[7]。
用脂肪酶为催化剂制备生物柴油,反应过程不受原料中水和游离脂肪酸影响,只需加入理论甲醇量就可使反应顺利进行,且催化剂也易与产物分离。
根据使用脂肪酶的方法的不同,可以分为游离脂肪酶、固定化脂肪酶和全细胞脂肪酶催化。
酶催化法具有油脂原料适用性较广、反应条件温和( 30 ~ 40℃) 、醇用量小、脂肪酸酯收率较高、产品易于收集和无污染等优点, 近年来越来越受到人们的关注。
缺点:用有机溶剂就达不到高酯交换率;反应系统中如甲醇达到一定量,脂酶就会失活;酶价格偏高,反应时间较长.2.3.3超临界法生物柴油的制备方法中,物理法虽简单易行,能够降低动植物油的粘度,但其燃烧性能难以满足燃料标准;化学法又分酸碱催化法和酶催化法,这些方法工艺复杂,原料要求较高,反应时间较长,产品分离困难,且催化剂难以回收。
尽管如此,但目前有工业应用的主要是酸碱催化法.显然,发展生物柴油制备新工艺或者对现有工艺过程进行强化是发展方向[8-10] 。
超临界甲醇( supercritical methanol,SCMeOH) 酯交换法就是近年来提出的新方法[11-15],其突出优势在于反应速度快,转化率高,产品单纯,原料要求不高,因此受到广泛关注,但高温、高压操作是它的缺点。
超临界甲醇法制备生物柴油时,为了控制酯交换反应的操作参数,实验过程和实际生产中都需要知道甲醇-油脂混合体系的临界参数。
由于高温、高压条件下实验测定临界参数有很多困难,因此采用必要的方法对混合系统临界参数进行估算就非常必要[16-18] 。
超临界反应是在超临界流体参与下的化学反应,在反应中,超临界流体既可作为反应介质,也可以直接参与反应,它不同于常规的气相或液相反应,是一种新型的化学反应过程。
超临界流体在密度、黏度、对物质的溶解度及其它方面所具有的独特性质,使得超临界流体在化学反应中表现出很多气相或液相反应所不具有的优异性能,如溶质溶解度大,反应物质间接触容易,扩散速率快等,这些特点对于改善反应的产率、选择性及反应速率有积极的作用。
用植物油与超临界甲醇反应制备生物柴油的原理和酯交换反应相同,其中包括一系列连续的、可逆的反应,如下所示:TG+ROH→DG+R1COORDG+ROH→MG+R2COORMG+ROH→GL+R3COOR其中TG 为三脂肪酸甘油酯,GL 为二脂肪酸甘油脂。
R1、R2、R3 为脂肪酸,MG 为单脂肪酸甘油酯,ROH 为短链醇。
2.4工程微藻生产工程“工程微藻”生产柴油, 是从海藻中提炼生物燃料, 为柴油生产开辟了一条新的技术途径利用。
“工程微藻”生产柴油, 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, 燃烧时不排放有毒有害气体, 排人环境中也可被微生物降解, 不污染环境[19-21]2.5总结生物柴油作为一种可再生燃料,其生产原料大多来自于生命周期短的植物油、动物油或工程微藻,这对缓解日益严峻的石油危机、能源枯竭等问题有十分重大的意义。
目前工业制备生物柴油主要采用酯交换法,随着认识和研究的深入,固体酸碱及生物酶催化剂的开发,超声波及超临界等技术的运用是生物柴油合成研究的重要方向。
能源危机和环境污染等已经严重影响到人类的生存,寻找合适的替代燃料已刻不容缓。
生物柴油因为其环境友好且可再生作为替代燃料将是一个重要选择。
生物柴油尽管已经用于商业化生产,但其与矿物柴油相比在生产成本上没有优势,缺乏市场竞争力。
降低生物柴油的生产成本是目前研究的重点,生物柴油的成本主要来源于生产工艺成本和原料成本。
生物柴油最主要的成本来源于原料,目前降低原料成本可以通过回收废弃油脂,或者可以建立像盐角草、麻枫树、光皮树以及海南岛油楠树等富油能源作物的产业林基地,长远的方法有高脂含量工程微藻、高脂含量微生物培养和植物纤维素转化。
3生物柴油的应用目前有很多单位积极研究生物柴油在发动机上的应用情况。
陆小明[22] 等利用B100(纯生物柴油)、B50( 50 %体积生物柴油和柴油混合)、B20( 20 %体积生物柴油和柴油混合)等燃料分别对2辆配置了增压中冷车用直喷式柴油机的大客车进行了发动机排放特性试验和整车道路试验。
试验结果表明,B100、B50和B20燃料均可以有效降低HC、CO、PM和烟度排放,但动力性下降、油耗率上升、NOx排放有明显增加;燃用B20燃料可以保证在降低排放的同时动力性、耗油率变化不大,因此该种掺烧方式比较适宜。
秦建宾[23] 等在一台小型直喷单缸柴油机上进行了黄连木生物柴油和麻风树生物柴油的性能和排放试验,探讨了传统柴油机燃用生物柴油的可行性以及生物燃料对柴油机性能和排放的影响。
试验结果表明,采用生物柴油后燃油消耗率略高于0#柴油,但CO,HC,NOx 排放均有一定程度的降低,并能有效降低碳烟排放,在大负荷时效果尤为显著。
另外对于生物柴油在船舶上的应用也有人进行研究。
XiangmeiMeng[24] 等对废弃食用油通过用碱催化剂生产出的生物柴油在发动机进行应用,用来检测其排放性能,并和单独使用0#柴油时的排放情况进行比较发现,在对发动机不做大的改动的情况下,应用生物柴油时发动机的动态特性都能表现正常,在应用未经过精致加工的生物柴油混合程度为B20,B50混合燃油的情况下,发动机的排放情况不是很理想。
应用经过精加工的混合度为B20时,发动机的颗粒物、HC、CO 的排放量分别减少18.6%,26.7%,20.58%。
Donghui Qi[25]等把以大豆为原料生产的生物柴油应用在Ford lion的V6断点喷射直喷柴油发动机上,实验性的研究了排放的结果和在燃烧时喷射时刻和废气再循(EGR)的结果。
实验结果表明,随着EGR率的增加,制动燃油消耗率和碳烟的排放有轻微的增加,氮氧化合物的含量明显减少,在高的EGR率的条件下,峰值压力有轻微的降低,峰值温度释放率在低的发动机负载下和原先几乎同一个水平,在高的发动机负载下,峰值温度释放率有所增高。