收稿日期:2014-04-11
基金项目:海南省自然科学基金(512118)
作者简介:李丽萍(1992),女,在读本科,研究方向为汽车新型燃料(E-mail)lipingli@163．com三
通信作者:何金戈,副教授(E-mail)he．jinge@163．
com三
地沟油生物柴油在发动机上的
应用现状和发展趋势
李丽萍，何金戈
(海南大学机电工程学院，海口570228)
摘要:通过对地沟油生物柴油的制备工艺二燃料特性二动力性二经济性二燃烧排放特性二使用现状以及发展前景进行综合分析，认为利用地沟油制备生物柴油具有良好的可再生性二具有与石化柴油相当的动力性二具有优于石化柴油的排放性，是实现地沟油资源化利用的有效途径三但是地沟油生物柴油在实际车用中仍有几个关键问题需要解决:制备过程不完善，黏度过高，燃烧排放中ＮO X 排放增
加三解决上述问题有利于真正实现地沟油的经济效益二环境效益与社会效益三关键词:地沟油生物柴油;石化柴油;代用燃料;发动机中图分类号:TQ645;TK63
文献标志码:A 文章编号:1003-7969(2014)08-0052-05
Aｐｐｌiｃaｔion ｓｔaｔｕｓanｄｄｅｖｅｌoｐｍｅnｔｔrｅnｄoｆｃooking oiｌｂioｄiｅｓｅｌin ｅnginｅ
LI Liping,HE Jinge
(School of Mechanical and Electrical Engineering,Hainan University,Haikou 570228,China)
Aｂｓｔraｃｔ：The production techniques,fuel characteristics,dynamical and economical performances as well as emission characteristics,current situation of application and development prospect of cooking oil
biodiesel were comprehensively analyｚed．The results showed that cooking oil biodiesel had good renew-ability,comparative dynamical performance and better emission characteristics than fossil diesel,which was an effective way to achieve the recycling of cooking oil．However,several key problems needed to be solved in the application of cooking oil biodiesel in the car：unperfective preparation process,high viscos-
ity,increasing emission of ＮO X while burning．Solving above problems was beneficial to truly achieve the economic benefit,environmental benefit and social benefit of cooking oil．Kｅy ｗorｄｓ：cooking oil biodiesel;fossil diesel;alternative fuel;engine
地沟油是人们对各类餐饮废油提炼的劣质油的
统称,一般包括潲水油二煎炸废油二食品以及相关企业的废弃油脂等[1]三我国地沟油产量很大,约占食用油消费总量的20．0%~30．0%[2],地沟油中的有
毒有害物质会引起头痛二失眠二乏力二消化不良二肝区不适二贫血等症状,导致人体体重减轻和儿童发育障碍,严重者还可能出现中毒 肝病,诱发胃癌二肾癌及乳腺二卵巢二小肠等部位癌症[2-3]三如果将地沟油
直接作为废弃物排放会造成环境污染,1kg 地沟油
能使约15000m 2水面富营养化[4]三因此,为地沟油资源化利用找到合理的出路,是地沟油处理研究中
亟待解决的问题三
目前,以动植物油脂为原料制备生物柴油的价格偏高,限制了生物柴油工业化的推广应用[5]三而地沟油来源广泛,廉价易得,经过酯交换处理能够完全满足替代燃油的 能[6]三以地沟油为原料制备
生物柴油,一方面,充分实现了地沟油的资源化利用,很大程度上降低了生物柴油的生产成本,促进了生物柴油的发展;另一方面,能有效防止地沟油进入食物链,损害人体健康,同时,也避免了地沟油污染水体环境三
为了进一步分析地沟油生物柴油与石化柴油的
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优劣,本文从地沟油生物柴油的制备工艺二燃料特二动力 二经济 二燃烧排放特 二当前车用发动机中亟需解决的关键问题以及发展前景进行了综合全面的分析与研究三
１ 地沟油生物柴油的制备工艺
目前,制备地沟油生物柴油主要采用酯交换法,包括酸催化法二碱催化法二酶催化法和无催化剂生产法[2]三
酸催化法一般用路易斯酸(Lewis acids)和布朗斯台德酸(Brφnsted acids)作为催化剂生产地沟油生物柴油,也有一些研究者在酯交换反应中使用无机酸(如硫酸二磷酸二磺化酸和盐酸等)直接和地沟油混合制备地沟油生物柴油三酸催化法的优点是酸催化剂和游离脂肪酸独立且不需要预处理过程,这使酸催化在游离脂肪酸含量超过2%的地沟油制备生物柴油的过程中成为更优的选择[7]三
碱催化法采用的催化剂一般为ＮaOH二KOH二CH3OＮa二有机胺等三碱催化剂价格便宜且容易获取,但是碱催化过程能量消耗高,设备成本有所增加,另外,碱催化剂对原料中的水和游离脂肪酸非常敏感三在酯交换反应过程中,碱催化剂可以与原料中的游离脂肪酸反应生成皂,减弱了碱催化剂的活 [8],导致脂肪酸甲酯产量减少三同时,甘油难以从脂肪酸甲酯中分离,产物黏度的增加和乳化剂的形成,在后续净化和脂肪酸甲酯回收中产生许多问题[9]三
酶催化法利用脂肪酶将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯三这种方法的优点很多[10],如反应无副产物二产物容易转移二脂肪酶可重复利用且没有分离步骤二操作温度较低等三但是,脂肪酶的价格过于昂贵,脂肪酶对甘油的吸附以及反应时间长等因素[11]大大限制了酶催化法制备地沟油生物柴油的工业化进程三
无催化剂生产法不需要催化剂,若要在相对较短时间内实现完全转化,需要高温和高压条件,这就急剧增加了设备和生产的成本,因此在实际应用过程中不适合大规模生产三
2 地沟油生物柴油的燃料特性
十六烷值(CＮ)是衡量柴油燃烧 能的重要指标三CＮ过低,燃料发火困难,发动机工作粗暴,CＮ过高,发动机冒黑烟,油耗增大,功率下降[12]三地沟油生物柴油的主要成分是C16：0二C18：0二C18：1二C18：2等脂肪酸甲酯,CＮ与脂肪酸甲酯的碳链长度和双键数目有关三大量研究[13-14]表明,地沟油生物柴油的CＮ随碳链长度的增加而增加,随双键数目的增加而减少三
黏度是衡量燃烧流动 能及雾化 能的重要指
标三黏度过低,供油量减小,油压降低,发动机功率
下降;黏度过大,流动 差,雾化困难,燃料燃烧受阻
严重三相关研究[15]表明,黏度随着碳链长度的增加而增大三地沟油生物柴油的碳链长度一般为14~ 20个碳原子,石化柴油为8~10个碳原子,因此地沟油生物柴油的黏度比石化柴油稍高,其低温流动
差[16]三郑金明等[16]发现将桐油生物柴油与地沟油生物柴油混合可以提高地沟油生物柴油的低温流动 三另外,酯化反应也能降低地沟油生物柴油的黏度,试验表明[17],酯化反应后地沟油生物柴油的黏度从40mm2／s下降到5mm2／s三
热值是地沟油生物柴油应用于发动机的基本衡
量指标,关系到发动机的动力 能,反映燃料的燃烧
特 ,热值越大,燃料完全燃烧时放出的热量越多三
地沟油生物柴油属于含氧燃料,分子中含氧使地沟
油生物柴油的热值降低10%左右,在燃烧过程中存
在自供氧效应,减少了局部富氧与缺氧的概率,燃烧
更均匀,提高了燃烧效率二热效率二刹车燃油消耗率
及制动热效率[18]三
氧化安定 与油品密切相关三地沟油生物柴油
的氧化安定 较差,常温储存3个月以上,其过氧化
值明显增大,油品品质下降,会出现发动机燃油滤清
器堵塞二喷嘴结胶二燃烧室积炭二金属部件腐蚀二橡胶
件和塑料件老化变脆等不良现象,干扰正常燃
烧[19]三有效的抗氧化剂能够抑制地沟油生物柴油中过氧化物的生成,从而提高其抗氧化 三文利柏等[20]在抗氧化剂对地沟油生物柴油氧化安定 的影响研究中发现,在不加入任何抗氧化剂的条件下,地沟油生物柴油的氧化诱导期远小于EＮ1424标准要求,BHT二PGA二CTA二V E等抗氧化剂对地沟油生物柴油的氧化有一定抑制作用三
３ 地沟油生物柴油在发动机上的应用
3．1 动力性
地沟油生物柴油的低热值略低于石化柴油,
密度高于石化柴油,又因为地沟油生物柴油是含
氧燃料,空燃比低于石化柴油,直接应用在发动机
上,在体积循环供油量不变时,功率比燃用石化柴
油略低[21]三王钰等[22]在地沟油生物柴油对发动机动力 试验中发现,燃用地沟油生物柴油后,柴油机的动力 浮动幅度为-0．45%~2．33%三楼狄明等[23]发现燃用地沟油生物柴油时发动机的功率相对于石化柴油有小幅下降,降幅在2%左右三3．2 经济性
与石化柴油相比,地沟油生物柴油较低的低热
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2014年第39卷第8期中国油脂
值,使其有效燃油消耗率较低,燃用地沟油生物柴油时的油耗将略高于石化柴油[24]三王钰等[22]通过燃用地沟油生物柴油发现,燃油消耗增加了0．99%~ 4．59%,但实际上地沟油生物柴油的综合经济 能优于石化柴油三李军等[25]运用GT-Power发动机仿真软件分析地沟油的燃烧特 ,仿真结果表明,发动机燃用地沟油生物柴油时燃油消耗率比燃用石化柴油时增加了25%~30%三Opond等[26]通过试验发现地沟油生物柴油的平均油耗为0．3804kg／(kW四h),略高于石化柴油的0．3396kg／(kW四h)三3．3 燃烧排放特性
地沟油生物柴油与石化柴油的理化特 不同,因此地沟油生物柴油的燃烧特 与石化柴油有所区别,燃烧排放特 也有差异三与石化柴油类似,地沟油生物柴油的主要有害排放物包括CO二HC二PM(碳烟颗粒物)二ＮO X三国内外大量研究[27-28]表明,地沟油生物柴油在燃烧排放特 方面优于石化柴油,燃用地沟油生物柴油时,CO二HC和PM排放显著减少,但ＮO X的排放略有增加三
3．3．1 CO二HC的排放
CO二HC排放产生的主要原因为燃烧过程中,燃料与空气混合不均匀,局部氧气过浓或过稀,导致混合气燃烧不完全三燃用地沟油生物柴油时,由于地沟油生物柴油黏度高二含氧量大,着火后有自供氧效应,缓解了燃油喷雾中高浓度区域的缺氧状况,燃烧 能好,促进了燃烧过程以及燃烧相位的提前,所以发动机燃烧地沟油生物柴油有利于降低CO二HC的排放三Meng等[29]将B20二B50混合燃料(分别含20%二50%的地沟油生物柴油)在发动机中进行燃烧,试验结果表明,CO二HC分别下降了18．6%二26．7%三
3．3．2 PM的排放
PM是柴油机排放的主要污染物之一三PM主要是由于碳氢燃料不完全燃烧而产生的,一般来说,碳氢化合物生成PM由易到难的顺序为芳香烃>炔烃>烯烃>烷烃>醇>醚三地沟油生物柴油是含氧燃料,所以在燃烧过程中碳烟的裂解倾向减少,不易生成PM三而且,地沟油生物柴油较低的空燃比等因素也被认为能降低PM排放三洪瑶等[24]通过对比试验分析了地沟油生物柴油与石化柴油的燃烧排放特 ,试验结果表明,燃用地沟油生物柴油时, PM的排放下降了39．0%三
3．3．3 ＮO X的排放
高温二富氧二较长的燃烧持续时间是产生ＮO X排放的主要原因,其中高温是主要因素三地沟油生物柴油的十六烷值高,着火延迟期短,着火后自供氧效
应使得助燃作用显著,燃烧温度升高三另外,地沟油
生物柴油的弹 模量较大,喷油时刻提前,由喷雾特
和燃烧特 分析,地沟油生物柴油在气缸内驻留
时间长于石化柴油[21],对比石化柴油燃烧过程,地沟油生物柴油在燃烧过程中形成了高温二富氧二较长
的燃烧持续时间的条件,导致ＮO X排放的增加三直喷式柴油机燃用含脂肪酸甲酯的燃料时,ＮO X排放随脂肪酸甲酯含量的增加而升高,PM明显降低[30],也有学者[18]利用地沟油生物柴油与低硫石化柴油混合,燃烧含19．6%二39．4%二59．4%二79．6%的地沟油生物柴油(分别对应2%二4%二6%二8%的含氧量),试验结果表明,ＮO X的排放增加三
3．4 车用发动机应用中亟需解决的关键问题尽管地沟油生物柴油可以在发动机不做较大调整下直接应用,但是由于地沟油生物柴油是饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯的混合物,与石化柴油有显著差异,目前地沟油生物柴油在实际车用中仍存在以下几个问题三
3．4．1 制备过程不完善
地沟油生物柴油的制备过程中,甲醇过多会导
致生物柴油的闪点降低,同时还会增大橡胶试件的
溶涨 ,对酶反应活 及稳定 也存在负面影响三
研究表明,硫二磷超标会对发动机产生影响并污染环
境[22]三虽然地沟油生物柴油中的硫含量很低,但是其酸值偏高,容易造成铜片腐蚀三地沟油生物柴油中的磷能够破坏汽车排放控制系统的催化转换器,造成催化剂中毒[31]三因此,必须严格控制反应过程中甲醇二硫二磷的含量三
3．4．2 黏度过高
良好的雾化质量对于改善发动机动力 二经济
和排放 有重要意义三相关研究表明,可以通过
以下几个途径降低地沟油生物柴油的黏度,从而改
善雾化质量三
(1)向地沟油生物柴油中加入抗氧化剂三抗氧化剂的加入能够减轻地沟油生物柴油由于过氧化作用引起的黏度升高的问题三郑金明等[16]通过研究抗氧化剂TBHQ(特丁基对苯二酚)二BHT(二叔丁基对甲酚)和BHA(丁基羟基茴香醚)对桐油-地沟油混合生物柴油氧化安定 的影响发现,TBHQ抗氧化效果明显优于BHT和BHA,TBHQ能够延长混合生物柴油的氧化诱导时间且对混合生物柴油其他 能影响较小,TBHQ的加入可以减轻混合生物柴油由于过氧化作用引起的黏度升高问题三(2)改变地沟油生物柴油与石化柴油的掺混比
45CHIＮA OILS AＮD FATS 2014Vol．39Ｎo．8
例三地沟油生物柴油的黏度比石化柴油高,改变地
沟油生物柴油与石化柴油的掺混比例可以降低地沟
油生物柴油的黏度三张勇[32]通过试验发现地沟油生物柴油与0#柴油按B20调和后,地沟油生物柴油的黏度降低,低温流动 也得到了改善三(3)向地沟油生物柴油中加入甲醇二乙醇形成混合燃料三由于醇类燃料具有较高的含氧量和较大
的汽化潜热,在汽化过程中吸收大量的热,气缸内温
度下降,在一定程度上抑制了ＮO X的生成三候令川等[33]分析了地沟油生物柴油掺混甲醇对柴油机 能的影响,发现随着甲醇掺混比例的提高,地沟油生物柴油的黏度和十六烷值逐渐接近于石化柴油,含氧量由11%减少至4．9%三纪威等[34]发现乙醇与地沟油生物柴油混合可以降低地沟油生物柴油的黏度,改善雾化 能三
(4)利用酯交换反应可以降低地沟油生物柴油的黏度三Zayed等[35]在地沟油转化为生物柴油的酯交换反应中发现,地沟油生物柴油的黏度为5．86 mm2／s,相比于石化柴油,黏度下降了69．5%三3．4．3 燃烧排放中ＮO X排放增加
大量试验表明,地沟油生物柴油作为替代燃料
应用在发动机上时,油耗以及ＮO X的排放稍有增加,寻求有效方法提高燃烧效率及热效率,降低比油耗,改善排放效果对地沟油生物柴油在发动机上的应用有重要意义三
(1)在地沟油生物柴油中加入一定比例的水或石化柴油生成乳化地沟油生物柴油三陈镇等[36]对比分析了微乳化地沟油生物柴油二0#柴油二地沟油生物柴油在柴油机燃烧时的排放特 ,结果表明,一定含水量的微乳化地沟油生物柴油可以有效降低PM 和ＮO X的排放三Yasufumi等[37]发现乳化地沟油生物柴油(30%水+70%地沟油生物柴油)能有效减少ＮO X的排放,ＮO X排放从1100mg／kg下降到400 mg／kg三Ikura等[38]也发现地沟油生物柴油与石化柴油乳化能够降低其黏度三
(2)采用生物柴油添加剂(如抗氧化二防腐蚀二抗凝结等添加剂)三国外研究了金属基添加剂对有害废气排放减少的作用,其中镁基和钼基添加剂可以有效降低地沟油生物柴油燃烧时有害废气的排放,特别是ＮO X排放的减少[19]三
(3)将二甲醚与地沟油生物柴油混合三二甲醚具有比地沟油生物柴油更高的十六烷值,着火 能优良,使得气缸内的最高燃烧压力和最高燃烧温度下降,另外,二甲醚较大的汽化潜热也有助于降低缸内温度,抑制ＮO X的排放三黄华[39]在燃用二甲醚与地沟油生物柴油混合燃料(DME20)试验中发现,在10kW负荷下,ＮO X的排放下降26%左右三
(4)将地沟油生物柴油应用于HCCI燃烧模式和PCCI燃烧模式中三相关研究表明,柴油机在HCCI和PCCI范围内工作,可以减少ＮO X与PM的排放三Ryan等[40]对HCCI区域的燃烧作了介绍,采用低温富氧燃料燃烧技术对降低柴油机PM排放非常明显三
4 地沟油生物柴油的发展前景
与石化柴油相比,地沟油生物柴油不含导致环境污染的芳香族烷烃,含硫量低,含氧量高,点火 能好,燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与石化柴油相比减少约10%三并且,地沟油价格低廉,资源充足,在生产技术上是可行的,经济竞争能力强,因此本研究认为地沟油生物柴油是当前石油资源日渐枯竭形势下最有前途二最有希望的替代燃料三利用地沟油制备生物柴油不仅实现了废物综合利用,也提供了一个高效二环境友好的能源三同时,地沟油的加工工艺和燃料特 决定了地沟油生物柴油未来的研究方向三
(1)由于地沟油成分复杂,纯度低,杂质多,导致地沟油生物柴油制备工艺的多样 和不确定 ,因此应对地沟油进行预精制,加大科研投入,寻找更高效的催化剂以缩短反应时间,寻求地沟油生物柴油最优的制备工艺,包括简化工艺条件二工艺流程等三此外,新型反应器二新工艺的开发以及利用过程强化技术提高地沟油的转化率也是制备地沟油生物柴油未来的研究方向三
(2)加强对地沟油生物柴油燃烧特 的研究以及新型柴油机的开发设计三地沟油作为未来能源的替代油,来源二精炼程度二加工工艺二掺混比例二发动机的类型等都会影响生物柴油的燃烧特 三尽管大量试验表明,燃烧地沟油生物柴油不需要对原有的柴油发动机的结构以及燃料供给系统进行特殊改造,但是,本研究认为,高效的增压空气冷却二优化喷油器的喷射系统二新型柴油机的开发设计将会更有利于发挥地沟油生物柴油燃烧特 ,提高其动力 和经济 三
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地沟油生物柴油在发动机上的应用现状和发展趋势
作者：李丽萍， 何金戈， LI Liping， HE Jinge
作者单位：海南大学 机电工程学院,海口,570228
刊名：
中国油脂
英文刊名：China Oils and Fats
年，卷(期)：2014(8)
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生物柴油的制备方法主要有 4 种: 直接混合法( 或稀释法) 、微乳化法、高温热裂解法和酯交换法。前两种方法属于物理方法, 虽简单易行, 能降低动植物油的黏度, 但十六烷值不高, 燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。高温裂解法过程简单,没有污染物产生, 缺点是在高温下进行, 需催化剂,裂解设备昂贵, 反应程度难控制, 且高温裂解法主要产品是生物汽油, 生物柴油产量不高。酯交换法又分为碱催化酯交换法、酸催化酯交换法、生物酶催化酯交换法和超临界酯交换法。酯交换法是目前研究最多并已工业化生产的方法但生物酶催化酯交换法目前存在着甲酯转化率不高, 仅有40%～60%, 短链醇( 甲醇、乙醇) 对脂肪酶毒性较大,酶寿命缩短; 生成的甘油对酯交换反应产生副作用,短期内要实现生物酶法生产生物柴油, 还是比较困难。超临界酯交换法由于设备成本较高, 反应压力、温度也高, 一程度上影响了该技术的工业化, 目前主要处于试验室研究阶段。 1 生物柴油生产工艺 目前, 国内采用的原料主要有地沟油、酸化油、混合脂肪酸、废弃的植物和动物油等, 根据不同的原料应采用不同的工艺组合来 生产生物柴油。因目前国内企业的日处理量不是很大( 大多为5～50t /d 不等) , 酯交换( 酯化) 工序一般采用反应釜间歇式的; 分离、水洗工序有采用罐组间歇式的, 也有采离心机进行连续分离、水洗的。 1 地沟油制取生物柴油 地沟油水分大、杂质含量多, 酸值较高, 酸值一般在20(KOH)
/(mg/g) 油左右。由地沟油制得的生物柴油颜色较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。 碱法催化制备生物柴油工艺流程 氢氧化钠→甲醇粗甘油→脱溶→精制→甘油 ↓↑ 地沟油→过滤→干燥→酯交换→分离→脱溶→水洗→干燥→生物柴油 2酸化油制取生物柴油 酸化油的机械杂质含量较大( 如细白土颗粒) , 酸值一般在80～160(KOH) /(mg/g) 油间, 国内有一步酸催化法和先酸催化后碱催化两步法来制备生物柴油。因酸化油中含有一定量的悬浮细白土颗粒及胶杂, 在反应过程易被硫酸炭化, 在反应釜底部会有一定量的黑色废渣。在酯化反应过程国内有采用均相反应的, 也有采用非均相反应的, 各有利弊。均相反应( 反应体系温度60～65℃) 甲醇在体系内分布均匀, 接触面积大, 利于参与反应, 但生成的水没有带走, 阻碍反应进程; 非均相反应( 反应体系温度105～115℃) 甲醇以热蒸汽形式鼓入, 可以带走一部分生成的水, 有利于反应进程, 以及免去反应釜的搅拌装置, 但甲醇气体在油相的停留时间短、接触面积小, 不利于参与反应,需要更多的热能和甲醇循环量。由酸化油制得的生物柴油颜色也较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。一步酸催化制备生物柴油工艺流程:
可行性研究报告 项目名称：高效低成本地沟油制生物柴油技术研发及产业化申请单位：宁波杰森绿色能源科技有限公司 单位地址：宁波奉化市松岙镇金山工业区 联系人：邬仕平 合作单位：浙江工业大学
目录 一、对项目相关领域国内外技术现状和发展趋势的掌握和理解 ..... - 3 - 1、项目背景简述.............................................................................. - 3 - 2、国内外技术现状及发展趋势...................................................... - 6 - 二、项目攻关预期目标及其具体考核指标 ......................................... - 8 - 1、预期目标...................................................................................... - 8 - 2、考核指标...................................................................................... - 8 - 三、项目拟采用的工艺技术路线、关键技术 ..................................... - 9 - 1、项目拟采用的工艺技术路线...................................................... - 9 - 2、工艺技术路线............................................................................ - 11 - 3、关键技术.................................................................................... - 11 - 四、项目的主要技术特点和创新点、知识产权分析 ....................... - 14 - 1、主要技术特点和创新点............................................................ - 14 - 2、可能取得知识产权分析............................................................ - 20 - 五、项目的组织管理及相关保障措施 ............................................... - 21 - 1、组织管理措施............................................................................ - 21 - 2、项目的保障措施........................................................................ - 22 - 六、项目完成年限及进度安排............................................................ - 22 - 七、项目经费预算说明........................................................................ - 23 - 1、对各科目支出的主要用途、与项目研究的相关性及测算方法、 测算依据进行详细分析说明。...................................................... - 23 - 2、课题的主要研究内容、任务分解，以及经费预算的需求、测算 方法、测算依据等相关说明.......................................................... - 29 - 八、申报单位综合经济实力................................................................ - 30 - 九、申报单位研究工作基础条件 ....................................................... - 31 - 1、申报单位情况............................................................................ - 31 - 2、合作单位情况............................................................................ - 32 - 十、项目承担人员水平........................................................................ - 35 -十一、项目的风险分析........................................................................ - 41 - 1、风险评价.................................................................................... - 41 - 2、效益分析.................................................................................... - 43 -
同时使0号柴油的闪点提高，凝点和冷滤点降低，使储运过程更加安全，低温性能得到改善，有利于在更宽的温度范围内使用，可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应，生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。姚亚光等以酸作为催化剂，首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理，在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油，通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验，实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为：甲醇温度为70 ℃，油醇摩尔比为1∶40，催化剂浓度为7%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度；乙醇温度为80 ℃，油醇摩尔比为1∶30，催化剂浓度为5%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。通过该方法制备出性质优良的生物柴油。主要优点有：良好的可燃性（十六烷值）、蒸发性（馏程及馏出温度）、安全性（闪点），黏度和冷凝点温度，对发动机的腐蚀性（酸度和酸值），热值。该实验制备的生物柴油在很多方面具有普通柴油无法比拟的优越特性。 付严等以地沟油为原料，研究了地沟油和甲醇在三段式反应器中固定化脂肪酶上合成生物柴油。对地沟油的酸值、皂化值以及水含量进行了检测。考察了进料流速、溶剂、水含量对反应的影响。在40 ℃，正己烷作溶剂，添加水含量为地沟油质量的20%，每一段反应器中添加的甲醇与地沟油的摩尔比为1∶1时，生物柴油产率为94%。 陈英明等将地沟油通过过滤、脱胶、脱色、脱水等预处理后，与甲醇、正己烷、水等按一定比例通过搅拌器混合均匀，用蠕动泵输送到填充片状固定化酶的反应器顶部，滴入反应器内，恒温循环水浴。将三支反应器串联起来形成一个三级反应系统，每一级反应器进料的油醇摩尔比均为1∶1，每级反应的产物及时去除副产物甘油。将反应产物通过水洗、蒸馏等除去甲醇、水和正己烷，得到粗制生物柴油。以该方法制备的生物柴油，采用GC-2010型气相色谱仪和QP2010型色质联用仪对该生物柴油作定性分析，运用GC-MS方法确定生物柴油中脂肪酸甲酯、游离脂肪酸和甘油酯类的位置，由此确定GC色谱图中各种成分及其含量，并通过面积法和内标法测定生物柴油的转化率和产率，最终得到地沟油酶法制得的生物柴油转化率达到93.53%、产率为77.45%。 李为民等以地沟油为原料制备生物柴油，先通过预酯化把地沟油酸值降低到2±1 mg KOH/g，再进行酯交换制备生物柴油，通过正交试验得到地沟油预酯化反应的最佳条件是：浓硫酸用量为2%、甲醇用量为16%、反应 温度75 ℃、反应时间4 小时；地沟油酯交换反应的最优工艺条件是：甲醇20%、KOH用量1%、反应温度65 ℃、反应时间2 小时，且制备所得的生物柴油达到国家生物柴油标准要求。 张爱华等利用多元醇的预酯化技术对地沟油进行处理，以碱性离子液体1－甲基－3－丁基咪唑氢氧化物为催化剂制备生物柴油。考察了离子液体的用量、醇与油物质的量比、反应温度和反应时间对酯交换反应的影响。结果显示，以地沟油制备生物柴油的工艺条件为：醇与油物质的量比为8∶1、反应温度70 ℃、反应时间110 分钟、催化剂用量为原料油质量的3.0％。在此条件下，脂肪酸甲酯转化率为95.7％。实验考察了甘油加入量、反应温度、反应时间对预酯化反应的影响，同时考察了催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度、反应时间对酯交换反应的影响。通过正交试验确定了地沟油预酯化—酯交换反应制备生物柴油的最佳反应条件。陈安等根据地沟油酸值高的特点，采用固酸、固碱两步非均相催化法开发生物柴油。此法避免了均相酸法耐酸设备价格高、反应时间长、酯化率低、有废水等缺点；克服了均相碱催化酯交换反应对高酸值地沟油易皂化、得率低、产生大量废水等弊病；同时，也弥补了两步均相法产生大量废水、影响环境的不足。通过试验确定了该方法的最佳实验条件为：反应时间2.5 小时，醇油摩尔比10∶1，固碱催化剂为油重的2.0％，助溶剂四氢呋喃为3％，反应温度71 ℃。此时酯化率在96％以上。 超临界酯交换反应即无催化的酯交换反应。当甲醇 地沟油超临界法生产生物柴油
学院：化学与环境保护学院专业：化学工程与工艺 姓名：朱慧芳 学号：201031204011
新型藻类制生物柴油生产工艺 摘要：我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算, 值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。 关键词：生物柴油；酯化；醇解；酯交换；脂肪酸；脂肪酸甲酯 一生物柴油概述 生物柴油 (Biodiesel)，又称脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Ester)是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类 (甲醇、乙醇) 经交酯化反应 (Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr. Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使
用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。 二生产生物柴油背景技术市场分析 1生物柴油原料 由于各国的资源差异，生物柴油的原料差异较大，欧盟主要是菜籽油为主，美国主要是以大豆油为主。我国主要生物柴油主要以废弃油脂以及木本原料为主，并在价格合适的情况下考虑进口棕榈油。 2 生物柴油的优缺点 （1）生物柴油优势 与常规柴油相比，生物柴油下述具有无法比拟的性能。 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%的患碍率；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
一、概述 1.1生物柴油概述生物柴油(Biodiesel) ，又称脂肪酸甲酯(Fatty Acid Ester) 是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类(甲醇、乙醇) 经交酯化反应(Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上，Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外，生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。1.2使用生物柴油可降低二氧化碳排放生物柴油的使用能减少温室气体二氧化碳的排放，可以这样来理解：燃烧生物柴油所产生的二氧化碳与其原料生长过程中吸收的二氧化碳基本平衡，所以不会增加大气中二氧化碳的含量．而燃烧矿物燃料所释放的二氧化碳需要几百万年才能再转变为石化能，故使用生物柴油能大大减少石化燃料的消耗，相当于降低了二氧化碳的排放。美国能源部研究得出的结论是：使用B20（生
物柴油和普通柴油按1：4混合）和B100（纯生物柴油）较之使用柴油，从燃料生命循环的角度考虑，能分别降低二氧化碳排放的15.6％和78.4％。 1.3生物柴油降低空气污染物的排放生物柴油由于本身含氧10％左右，十六烷值较高，且不含芳香烃和硫，所以它能够降低CO、HC、微粒、NOx和芳香烃等污染物的发动机排气管排放，尤其是微粒中PM10的排放，而它正是导致人类呼吸系统疾病根源的污染物。生物柴油具有许多优点：*原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。*生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。*可得到经济价值较高的副产品甘油(Glycerine) 以供化工品、医药品等市场。*相对于石化柴油，生物柴油贮存、运输和使用都很安全(不腐蚀溶器，非易燃易爆) ；*可再生性(一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期，效益高；*可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。 生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视。德国已将生物柴油应用在奔驰、宝马、大众、奥迪等轿车上，全国现有900多家生物柴油加油站。美国、印度等其他发达国家和发展中国家也在积极发展生物柴油产业。目前，世界生物柴油年产量已超过350万吨，预计2010年可达3000万吨以上。1.4我国生物柴油发展的现状在生物柴油方面，我国的技术研究并不落后于欧美等发达国家，从各种公开的文献资料上，涉及生物柴油的文献80余篇，涉及技术研究的文献20余篇，内容包括了生物
科研实践：利用地沟油生产生物柴油 的研究进展 姓 名： 廖伟霖 学 号： 210892285 学 院： 福州大学至诚学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 08级（2）班 指导教师： 沈英
摘要： 生物柴油是一种原料广泛的可再生性燃料资源,目前世界各国正掀起开发利用生物柴油资源的热潮,与矿物柴油相比,它具有低含硫和低排放污染,可再生,优良的生物可降解性等特点,有广阔的发展前景,而原料问题是制约生物柴油产业发展的瓶颈。地沟油来源广泛,廉价易得,是制备生物柴油的良好原料。利用地沟油制备生物柴油不但可以缓解能源危机、环境污染等社会问题,还提供了废弃食用油脂的合理化利用方式、防止废弃食用油脂再次返回餐桌。文章综述了我国地沟油的现状，综述了国内外利用地沟油制备生物柴油的主要技术方法及其进展情况，并展望了地沟油生产生物柴油的发展前景 关键词：地沟油生物柴油制备 1、研究意义 随着人们对不可再生能源日益减少及环境污染的日趋关注,开发新型环境友好的可再生燃料已成为当今科学研究的热点课题之一。将废弃油脂转化为柴油的代用燃料有着可再生及可生物降解等优点，不但可以缓解能源危机、环境污染等社会问题，还提供了废弃食用油脂的合理化利用方式、防止废弃食用油脂再次返回餐桌。 2、研究目的 综述了国内利用地沟油制备生物柴油的主要技术方法及其进展情况，并展望了地沟油生产生物柴油的发展前景 3、研究内容 3.1引言 地沟油是指宾馆、饭店附近的地沟里，污水上方的灰白色油腻漂浮物，捞取收集后经过简单加工，油呈黑褐色，不透明，有强烈的酸腐恶臭气味。随着第三产业的迅速发展，我国的餐饮业规模日益扩大，餐饮废水中排出的地沟油增多，不仅堵塞管网、严重污染城市环境，甚至孳生出了地沟油的非法回收提炼，有毒“地沟油”回流市场用于食品加工等现象，由于地沟油与地下水泥壁、地下生活污水、废旧铁桶、果蔬腐败物、生活垃圾（粪便）、多种细菌毒素、寄生虫及虫卵等接触，所受污染严重，同时由于在聚集过程中会逐渐发生水解、氧化、缩合、聚合、酸度增高、色泽变深等一系列变化，伴随这些变化会随之产生游离脂肪酸、脂肪酸的二聚体和多聚体、过氧化物、多环芳烃类物质、低分子分解产物等对人
本项目所采用的是吸收发展日本HAVE技术及与公司技术研发合作方上海华东理工大学共同研制的脂肪酸甲脂提纯的分子蒸馏技术和自有的精制技术相结合，自主开发创新，独具特色的生产工艺和设备。是在国内外同行业中具有先进性的生物柴油生产新工艺。 叙述如下： STEP-1前处理 原料油在,多数场合时是含有一定的水分和微生物的,在加热100℃以上的情况下.甘油三酯(三酸甘油酯)的一部分加水分解,变为游离脂肪酸。因此,一般的原料油尤其是废食用油里含有2～3%的游离脂肪酸,饱和溶解度的水以及残渣的固定成分。这些杂质,特别是在由碱性触媒法的酯化交换过程中,使触媒活性下降,产生副反应生成使燃料特性变坏的副生物,所以,在酯交换反应前,有去除的必要.D/OIL 制造过程中,配合高速分离,真空脱水,脱酸等,几乎可以全部除去废食用油中的杂质。饱和脂肪酸采用烙合法断链转换成不饱和脂肪酸。 STEP-2 甲醇触媒的溶解 水分等杂质含有量在所定值以下的甲醇和触媒混合后,用来调制甲醇溶液.此过程中,特别要注意的是,由于溶解热的突然沸腾,有必要控制溶解速度和溶液的温度。另有,KOH触媒由于吸水性较高,所以,在储藏和使用阶段尽量防止吸收水分、一旦,吸收了大量的水分时, KOH就会变得难于溶解,将会影响到下一个工序。
STEP-3 酯交换反应 将经过前处理的原料油和触媒,甲醇混合,在65度左右时进行酯交换反应(Ⅲ--4)。在此工序中,为了达到完全反应的目的(tri-di-mono-甘油酯的转化率在99%以上),有必要控制甲醇/原料油比,触媒/原料油比,搅拌速度,反应时间等的参数。。通常,甲醇/原料油比和触媒/原料比越大,反应速度越快,投入化学反应理论以上的过剩甲醇时,不只是D/OIL的制造原价升高, D/OIL中的残存甲醇浓度也升高,燃料特性反而恶化。还有,此工程,如果原料油中水分和游离脂肪酸有残留的情况下,会引起如下图所示的副反应。过量甲醇通过闪蒸分离后经精馏回用。 STEP-4 甘油的分离 反应结束后,从酯交换反应的生成物甘油和甲酯的混合物中分离出甘油. 甘油的分离,虽然可以利用甘油(1.20g/cm3) 和甲酯(0.88g/cm3)的比重差,使之自然沉降,不仅分离速度很慢,也不能使甘油完全分离.所以, .D/OIL的制造过程是通过高效率的高速离心分离机来进行分离的. STEP-5 甲酯的精制 甲酯的精制是通过蛋白页岩吸附剂，去除生物柴油中的碱性氮、和黄曲霉素。
地沟油加工生物柴油 技 术 可 行 性 报 告
一、什么是生物柴油？ 顾名思义，所谓生物柴油就是以生物质为资源的一种柴油，具体地说，它以动物、植物油脂等天然原料为基础与有关化工原料复合加工而成的新型能源。颜色与柴油一样清亮透明。生物柴油含碳量18与柴油（16－18）基本一致，在酯化后，分子量约280左右，与柴油220接近，根据相似相溶的原理，它与柴油相溶性极佳。 二、生物柴油原料来源 主要来源是植物油脂和动物油脂 1．植物油脂 植物油脂占油脂总量的70%，是生物柴油最为主要的原料油。植物油脂又可以分为草本植物油和木本植物油。 草本植物油脂以油料作物油为主，从“九五”期间开始，我国油料作物生产得到快速发展，油籽年总产从1996年的4144.5万吨增加到4775.0万吨（未含芝麻等小油料），平均年增长率为3.5%左右。大豆、油菜、花生三大作物是油料总产增长的主要来源，其中大豆平均占油籽总产的32.74%，油菜占21.69%，花生占25.79%。我国油料年均种植面积达到约3.7亿亩，仅次于禾谷类粮食作物的种植面积。这是生物柴油基本来源。另外，我们还拟采用国外进口椰子油和棕榈油。 关于文光果油文光果在我国主要适宜生长在黄河以北地区。文光果油作为一种植物油脂是加工生物柴油的优质原料。 2．动物油脂 动物油脂主要是指牛脂、羊脂、猪脂、黄油，其产量占油脂总量的30%，是仅次于大豆油的第二大重要油脂资源。 3．废弃食用油脂 废弃食用油脂即餐饮饭店和食品加工企业在生产、经营过程中产生的不能再食用的动、植物油脂。据有关资料统计，目前我国每年产生的废弃食用油脂达食用油脂总量的8%以上，在100万吨左右。北京市泔水油、地沟油源大约有五六万个。麦当劳、肯德基等快餐店的剩油，烤鸭烧鸡产生的废油，剩饭残渣泔水油，餐饮企业下水道中隔油池里撇出来的地沟油等，全年合计大约几十万吨左右。 三、生物柴油生物柴油指标（参照国标柴油），主要技术指标如下： 序号指标名称单位指标值特级 1 色度号≤1 2 硫含量%(m/m) ≤0.05 3 酸值MgKOH/10 ≤45 5 凝点≤0，－5 6 闪点（闭口）℃≤70 7 10％蒸余物残碳％（m/m）≤0.5 8 铜片腐蚀级≤1 9 水分%(m/m) 痕迹 10 机械杂质无 11 十六烷值≥45
地沟油生产生物柴油调研报告
用地沟油生产生物柴油调研报告 根据公司领导对十二五规划的安排，要开展生物柴油项目前期调研，特别是利用西安及周边地市的地沟油来生产生物柴油，为此，我们组织相关人员进行了调研，现汇报如下。 第一章、项目提出的背景、投资的必要性及经济意义 （一）项目背景 随着中国能源危机警钟的敲响，以能源集约化利用为前提，充分开发利用生物能、太阳能等清洁能源，越来越成为一种共识。据专家预测：新能源与可再生能源将成为全世界和企业发展的新领域。 生物能源是我国第三大能源，仅次于煤和石油，在全部能源消耗中约占15%，是唯一可运输和储存的可再生能源，既可作为燃料用于发电，又能转化为“柴油”等。生物能源转化为生物柴油，其主要原料来自植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料：酸化油、消水油（地沟油）及各种油炸食品后的废弃动植物油脂。 目前国内对柴油的年需求量超过1亿吨，为此，国家每年要花大量的资金进口柴油和原油以满足日益增长的需求。生物柴油属于可再生新能源，具有开发利用的广阔前景，具有开发的战略性意义。 （二）、项目的必要性和意义 1、有利于解决我国的能源危机 能源危机是人类本世纪中叶即将面临的巨大挑战。石油是应用最为广泛的能源。国际上最新估算，地球上石油稳定供给不会超过20年，枯竭期仅为50年。中国是石油资源相对贫乏的国家，人均储量仅为世界的12%。随着国民经济的高速增长，我国的石油资源日趋紧缺，自1993年我国成为石油净进口国以来，原油进口数量逐年增加，2004年我国进口原油1.2亿吨，比上年增长34.85%，占国家石油总供给量40%以上。预估到2020年，进口石油将占总石油消耗量（4
地沟油、泔水油提炼生物柴油技术与设备 2006-12-07 15:04 生物柴油可以植物油、动物油为原料制造，但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料。生物柴油可作为石油燃料的替代产品。 “生物柴油”最大的特点是它的可再生性，资源永远不会枯竭。有关专家表示，不仅是餐饮食肆每天都会产生“潲水油”，包括油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油……其实都具备“变身”柴油的可能性。我国每年产生潲水油差不多有2600万吨。 废弃食用油脂即餐饮饭店和食品加工企业在生产、经营过程中产生的不能再食用的动、植物油脂。包括经过多次煎、炸食物后废弃的油脂。由于这些废油脂都排入下水管道或隔油隔渣污水池中，因此俗称地沟油。 随着我国食品行业和餐饮服务业迅速发展，每年产生的废弃食用油脂也越来越多。废弃食用油脂的“再利用”生产生物柴油，是遏制“毒油”的一种有效途径。 工艺过程简述 经过干燥的酸化油与辅料、催化剂一起投入到带加热、搅拌的反应釜内，搅拌加热至反应温度下，将辅料部分汽化与反应生成的水汽一起进入精馏塔内，脱去水分后再回流到反应釜中参加反应。反应结束后蒸馏出未反应的辅料，反应产物泵入水洗脱水锅，首先用热水依次洗涤至中性，再加热干燥脱水。最后送入高温蒸馏釜并精馏提纯，即得到生物柴油。蒸馏残渣即为植物沥青。 投资核算 （1）处理能力为12吨/日废油脂，产品为生物柴油4000吨/年的成套设备价格 460万元； （2）生产车间建筑面积为500米2的投资 40万元； （3）供水、配电、消防系统投资 60万元； （4）运输设备投资 20万元； （5）仓库投资 30万元； （6）0.5 t/h锅炉的投资 20万元； （7）未预计其它费用 20万元； （8）总投资 650万元； （9）销售收入 2236万元； （10）销售利润 455万元； （11）投资利润率 70%； （12）静态投资回收期 1.43年。 设备特点 (1)可以处理多种原料 可接受多种多样的原料，植物油，餐饮业排放出的废油脂，又如食品厂、植物油厂等的油脂精炼的下脚料都可作为原料。 (2)设备产量根据需求设计制造
地沟油制造生物柴油的技术可行性报告(2010/05/27 11:46) 目录：公司动态 浏览字体：大中小地沟油制造生物柴油的技术可行性报告 一、背景 我国不仅是世界上餐饮业最发达的国家之一，而且中国料理也是用油最多的料理之一，餐饮业每天都会产生大量的含有动植物油脂的废水。为了使进入城市污水管道的油脂减量，各地环保部门对餐饮业的油脂排放做出了各种规定，这些规定的共同之处是所有的厨房排水口必须安装油脂截流装置，使用最为普遍的就是油水分离槽，大部分的油脂便被截留在该槽中，这种废油脂被称为“地沟油”。仅上海这样的废油脂年产量约1.5—3万吨。从这些油脂是一种可再利用的资源被人们认识以后，它便成了抢手货，一支捞油回收队伍便应运而生。仅在上海无证捞油人员达1000人之多，无固定场所、无营业执照、无管理的“三无”废油脂处理加工点上百个，这其中有相当一部分加工点把这些废油经简单处理后，作为精制食用油又重新回到了市场，对居民健康构成了潜在的严重威胁。这种现象已经发展成全国性的问题，中央电视台及各省市媒体对这种现象都作了跟踪报道，引起了各地政府的高度重视。近年来，我国部分城市相继出台了“禁止地沟油非法加工”等相关管理条例。因此地沟油的再利用技术也成为一个新的研究项目，引起了科研工作者的极大关注。 目前国内对“地沟油”的处置再利用途径比较单一，主要是通过初加工或简单的深加工， 制成的产品有： ⑴硬脂酸原料； ⑵饲料添加剂，替代进口三级牛油； ⑶肥皂原料； ⑷机械加工用油； ⑸脱模油； 所有的这些方法都存在着技术落后，设备简陋，污染严重，卫生状况恶劣等相同的问题。研究发现以植物油为主的“地沟油”一般由14-18个碳链组成，而柴油分子是由15个左右的碳链组成，因此将“地沟油”再生为生物柴油的研发便成了国内外专家的主攻方向。 二、生物柴油研发状况
生物柴油技术及工艺流程分析报告(上） 一、概述 1.1生物柴油概述 生物柴油(Biodiesel) ，又称脂肪酸甲酯(Fatty Acid Ester) 是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，及醇类(甲醇、乙醇) 经交酯化反应(Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，及甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上，Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外，生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。 1.2使用生物柴油可降低二氧化碳排放 生物柴油的使用能减少温室气体二氧化碳的排放，可以这样来理解：燃烧生物柴油所产生的二氧化碳及其原料生长过程中吸收的二氧化碳基本平衡，所以不会增加大气中二氧化碳的含量．而燃烧矿物燃料所释放的二氧化碳需要几百万年才能再转变为石化能，故使用生物柴油能大大减少石化燃料的消耗，相当于降低了二氧化碳的排放。美
国能源部研究得出的结论是：使用B20（生物柴油和普通柴油按1：4混合）和B100（纯生物柴油）较之使用柴油，从燃料生命循环的角度考虑，能分别降低二氧化碳排放的15.6％和78.4％。 1.3生物柴油降低空气污染物的排放 生物柴油由于本身含氧10％左右，十六烷值较高，且不含芳香烃和硫，所以它能够降低CO、HC、微粒、NOx和芳香烃等污染物的发动机排气管排放，尤其是微粒中PM10的排放，而它正是导致人类呼吸系统疾病根源的污染物。 生物柴油具有许多优点：*原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。*生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。*可得到经济价值较高的副产品甘油(Glycerine) 以供化工品、医药品等市场。*相对于石化柴油，生物柴油贮存、运输和使用都很安全(不腐蚀溶器，非易燃易爆) ；*可再生性(一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期，效益高；*可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。 生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视。德国已将生物柴油应用在奔驰、宝马、大众、奥迪等轿车上，全国现有900多家生物柴油加油站。美国、印度等其他发达国家和发展中国家也在积极发展生物柴油产业。目前，世界生物柴油年产量已超过350万吨，预计2010年可达3000万吨以上。 1.4我国生物柴油发展的现状
车用生物柴油工艺 随着我国工农业、交通运输业的飞速发展，市场对汽、柴油的需求日益增长。现在我国每年消耗的汽、柴油约为1.15亿吨,进口原油及成品油已成为我国财政的沉重负担，而且天然石油的储备有限，人类面临日益严重的能源危机。另外，燃油燃烧不当所排放出的浮碳、碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、硫化物已成为大中城市的主要污染物来源，严重影响生态环境和人类健康。中国是一个经济大国，也是一个能源消耗大国，节能减排与绿色环保已经成为中国能源战略的重要组成部分。全球瞩目的中国共产党第十七次全国代表大会上，党中央、国务院明确提出要重点改变经济增长模式，从单纯追求GDP的增长模式向建设资源节约型、环境友好型社会、节能环保型社会转变，实现经济又好又快的发展。国家出台了多项节能减排的政策措施，抑制高耗能、高污染行业的过快增长。节约发展，清洁发展，安全发展，可持续发展日益受到重视。因此，本着节能和环保要求，研制燃油新配方、开发清洁柴油已经势在必行。 我公司最新研制的生物柴油是以植物油厂下脚料、动物脂肪、废餐饮油、工业废醇等为原料，再加入一定量的催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。本产品：理化指标经“国家乙醇汽油质量监督检验中心”检测合格（附：理化指标检测报告原件）；动力性能经“国家拖拉机质量监督检验中心”检测与纯柴油相当（附：动力检测报告原件）；尾气排放经“省环境检测中心站”检测降低排放40%左右（附：尾气排放指标检测报告原件）。 目前，该技术已经通过科技部成果鉴定、质量技术监督局备案和全国唯一通过国家发改委及环保局批准立项且具有生产、销售资质（附：成果鉴定证书及备案、立项原件），现在已有多家合作单位规模化生产。 采用我公司合成的生物柴油适用于各种拖拉机、农用运输车、抽水机、发电机、燃油热风炉、烘干炉、柴油机轮船等。此种新型燃料与柴油性能相当，并且能大大提高燃烧效率，不污染环境，这种清洁柴油经权威机构检测，环保指标还优于柴油，价格比原柴油低800～1000元/吨左右，是一种经济高效的新型燃料。 1、生物柴油的技术特点
年产2万吨生物柴油生产技术简介 一、总论 生物柴油概念：生物柴油是清洁的可再生能源，它以生物质资源作为原料为基础加工而成的一种柴油（液体燃料），主要化学成分是脂肪酸甲酯。具体而言，动植物油，如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、米糠油、棉籽油；以及动植物油下脚料酸化油，脂肪酸；动物油：猪油、鸡油、鸭油、动物骨头油等经一系列化学转化，精制而成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“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大的战略意义。 二、生物柴油的主要特性 与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能。 1、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%；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，如苯等化合物，因而废气对人体损害低于石化柴油。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。运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易生气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，保护发动机，降低机件磨损。 4、具有较高的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性更高。 5、具有良好的燃烧性能。十六烷值高，含氧量高，燃烧性优于石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，发动机油的使用寿命加长。 6、具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。 7、无需改动柴油机，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。 8、使用性广。可广泛用于各种载重汽车、火车、公交车、卡车、舰船、工程机械、地质矿业设备、农用机械、发电机组等柴油内燃机；更是非动力的工民用窑炉、锅炉及灶具上佳燃料。 三、生物柴油的发展前景及意义 （一）国家立法、政策支持 从2006年1月1日起正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》明确规定“国家将再生能源的开发利用列为能源的优先领域，——依法保护可再生资源开发利用者的合法权益”。并指出“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。 （二）资源十分广泛 一是可利用各种动、植物油脂的各种废料、副产物，例如加工植
用地沟油生产生物柴油调研报告 根据公司领导对十二五规划的安排，要开展生物柴油项目前期调研，特别是利用西安及周边地市的地沟油来生产生物柴油，为此，我们组织相关人员进行了调研，现汇报如下。 第一章、项目提出的背景、投资的必要性及经济意义 （一）项目背景 随着中国能源危机警钟的敲响，以能源集约化利用为前提，充分开发利用生物能、太阳能等清洁能源，越来越成为一种共识。据专家预测：新能源与可再生能源将成为全世界和企业发展的新领域。 生物能源是我国第三大能源，仅次于煤和石油，在全部能源消耗中约占15%，是唯一可运输和储存的可再生能源，既可作为燃料用于发电，又能转化为“柴油”等。生物能源转化为生物柴油，其主要原料来自植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料：酸化油、消水油（地沟油）及各种油炸食品后的废弃动植物油脂。 目前国内对柴油的年需求量超过1亿吨，为此，国家每年要花大量的资金进口柴油和原油以满足日益增长的需求。生物柴油属于可再生新能源，具有开发利用的广阔前景，具有开发的战略性意义。 （二）、项目的必要性和意义 1、有利于解决我国的能源危机 能源危机是人类本世纪中叶即将面临的巨大挑战。石油是应用最为广泛的能源。国际上最新估算，地球上石油稳定供给不会超过20年，枯竭期仅为50年。中国是石油资源相对贫乏的国家，人均储量仅为世界的12%。随着国民经济的高速增长，我国的石油资源日趋紧缺，自1993年我国成为石油净进口国以来，原油进口数量逐年增加，2004年我国进口原油1.2亿吨，比上年增长34.85%，占国家石油总供给量40%以上。预估到2020年，进口石油将占总石油消耗量（4亿
吨）的63-70％，而国内生产能力仅为1.6亿吨～2.0亿吨，我国原油资源不足，加上国际油价一路飙升的问题严重制约我国的石化工业的发展，为此，我国积极采取措施，加大替代能源基础研究的技术开发的投入，实现能源多元化战略，减少对石油资源的过分依赖。近年来，生物燃料被认为是很有潜力的替代能源，其中生物柴油在技术先进性，技术成熟度，经济性，配套设施建设等方面具有极强的竞争力，是一种很有发展潜力的新能源，因此，对该项目的建设是十分必要的。 2、有利于缓解我国环境危机 石油在人类社会现代化发展中发挥巨大作用的同时，也带来了严重的生态环境污染问题。资料显示，大气中70％的二氧化碳、80％的硫化物和70％的氮氧化物来自于化石燃料燃烧后的产物。出于国家经济利益、战略安全和可持续发展的迫切需要，新型、清洁能源的开发与利用，一直是我国政府和世界各国都极为关注的重大战略问题。 而生物柴油有优良的环保特性，具体表现为：生物柴油含硫量低，可使二氧化硫和硫化物的排放减少约30％；生物柴油不含对环境造成污染的芳香烃；与普通柴油相比，生物柴油具有环境友好特点，其柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为普通柴油1／10，颗粒物为20％，CO2和CO排放量仅为1O％；其废气排放指标可满足欧洲Ⅱ号和Ⅲ号排放标准。 另外，生物柴油可以由废餐饮油等原料制成，这对于保障人民的身体健康以及缓解我国的能源危机和环境危机都具有重要的意义，对建设资源节约型、环境友好型社会起到积极的促进作用。 3、生物柴油其他方面的优点 （1）有较好的发动机低温启动性能，无添加剂冷凝点达零号柴油标准。
地沟油回收制备生物柴油前景如何 为杜绝地沟油回流进餐桌，国务院办公厅日前下发了《关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》（意见），明确提出要严厉打击非法生产销售“地沟油”行为，同时探索适宜的餐厨垃圾资源化利用和无害化处理技术工艺路线及管理模式。据记者了解，关于餐厨垃圾的资源化处理方面，尤其是地沟油回收制备生物柴油方面，我国已研发出成熟的相关技术。那么，这一技术的产业化推广情况如何？带着这个问题，记者近日进行了采访调查。 转化技术已能实现盈利 今年3月，武汉大学一位教授的调查数据表明，全国每年回流餐桌的地沟油数量达300万吨，这些非法提炼的食用油，给广大人民群众身体健康带来严重威胁。但令人欣慰的是，这些曾一度令人谈之色变的“地沟油”可以通过再加工，成为重要的环保能源——生物柴油。 生物柴油较之目前普遍使用的石油柴油，更高效环保。有一份参考检测报告显示，在0号柴油之中，若以10％的比例添加生物柴油，那么这辆汽车在行驶同样里程之后，所排放出的污染气体比不添加生物柴油时减少50％左右。此外，燃用生物柴油的车辆尾气中有毒有机物和二氧化碳、二氧化硫的排放量仅为石油柴油的十分之一，颗粒物只有石油柴油的五分之一，而且生物柴油没有铅及有毒物质的排放。 北京化工大学副校长、生命学院教授谭天伟在接受记者采访时表示，地沟油回收后用来生产生物柴油，不仅可以减少地沟油对人民群众身体健康的危害，保障食品卫生安全，还可以实现餐厨垃圾的资源化利用，有效解决目前存在的能源短缺问题。 “地沟油最简单的应用方法是直接作为锅炉燃料，经过处理后也可以转化成各种化工用品，不过市场最大、应用前景最好的，还是作为制造生物柴油的原料。”清华大学应用化学所所长刘德华教授介绍，所谓生物柴油，是以动植物油脂及废食用油为原料制成的液体燃料。 “我校的地沟油生产生物柴油项目取得巨大进展，其采用的是一种动、植物油制备生物柴油的工艺专利技术，目前该项目的原料转化率已达75%—80%，因此从技术水平来说，产业化问题不大。”云南师范大学教授张无敌对《中国能源报》记者表示，他负责的这个项目已引起云南省相关部门和领导的重视，按照云南省能源局的部署，他正在做一个有关地沟油回收市场的调研，并将通过最终调研数据为政府出台相关支持政策和措施提供参考依据。 据了解，目前国内用地沟油生产生物柴油的相关技术水平已有很大提高，中科院、清华