生物酶法制备生物柴油研究综述
分数低于0.0005 %，十六烷值高达73.6，在0#柴油中添加了 20%的生物柴油后，尾气排放中 CO 降低了28%，未燃烧的碳氢化合物降低了 36 %，NOx降低了24 %，全负荷烟度下降幅度达到 0.2～0.9 Rb。
蔡志强等
[10]探究了固定化脂肪酶分别催化酯化与醇解两种方法合成生物柴油的最佳工艺条件。
研究发
现，酯化工艺的最佳工艺条件是：2%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，油酸∶甲醇=1∶1（摩尔比），分 2 次等摩尔流加甲醇，反应时间 24 h，或分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间 36 h，酯化率都可以达到 95%以上；醇解的最佳工艺条件是：4%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，菜籽油∶甲醇=1∶3（摩尔比），分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间为 48 h，酯化率可以达到 95%以上，去除下层甘油后，菜籽油甲酯纯度可达 98%。
安永磊等
[11]利用固定化脂肪酶催化餐饮废油与乙醇反应制备生物柴油。通过实验获得了酯化反应的最佳条件：反应温度47 ℃，有机溶剂为正己烷，醇油比3∶1，5 次投加乙醇，酶用量为 0.3 g，反应时间 32 h 时，生物柴油产率可达 81%。
徐桂转等
[12]利用固定化脂肪酶 Novozym 435，在无有机溶剂存在的情况下，催化菜籽油与甲醇酯交换反应制取生物柴油。研究得到了菜籽油间歇酯交换反应的适宜工艺条件：转速200 r/min，反应温度：50 ℃，甲醇∶菜籽油=1∶5
（摩尔比），酶用量 10%（与菜籽油的质量比）。
反应分两次加入等量甲醇，即先加入总量一半的甲醇，反应 10 h（菜籽油的酯交换率达到 47%）；再加入剩下全部甲醇，反应26 h（酯交换率达到80%）。
唐凤仙等
[13]以戊二醛交联壳聚糖固定的 A.niger Li-38脂肪酶催化棉籽毛油
合成生物柴油取得了不错的效果。
研究发现该固定化酶的贮藏稳定性较好，室温放置 12 d, 酶活性仍能保持 80%以上。固定化酶在30~70 ℃，pH=5.5~6.5 之间较稳定，其热稳定性和 pH 稳定性较游离酶有所提高。固定化酶可重复使用 7 次，转化率保持在80%以上。
洪鲲等
[14]研究了两种脂酶顺序催化制备生物柴油的生产工艺。结果表明：固相化细菌 A007 脂酶催化甘油三酯（TAG）水解的最适条件为：含水量 40%、脂酶用量100 U/g、反应温度30 ℃、反应时间 12 h，此时 TAG水解率和游离脂肪酸（FFA）含量分别为 93.3%和90.1%；在催化 FFA 甲酯化过程中，固相
化 Candidaantarctica 脂酶在FFA∶甲醇=1∶5 时可达到最佳效果；在第二次甲酯化时，加入甘油有利于提高FFA 酯化率，经过 24 h 反应，可将总酯化率
从无甘油时的 96.9%提高到 98.6%。
2.2
液体脂肪酶法早在 1970 年代许多学者就发现脂肪酶在油水界面上催化反应速率较快，A. M. Brzozowski 等
[15]将此现象解释为“界面活化效应”。一般而言，脂肪酶活性位点为一个盖子所罩住，界面活化效应是指将此盖子打开使催化活性位点暴露出来。液体脂肪酶通过催化两相（油相/水相）体系界面的转酯/酯化反应制备生物柴油。
基于双相体系、油水界面活性效应的特点，液体酶法催化制备生物柴油的反应速率较快，不受底物、产物的扩散限制，产物、副产物易分离。此外，液体脂肪酶生产工艺简单，成本低廉
[16]。
许多学者对脂肪酶的盖式结构进行了探究。薛龙吟等
[17]比较了黑曲霉脂肪酶与黑曲霉酯酶的 3-D 结构后发现两者在盖子结构域存在显著差异。他们利用PCR 技术对黑曲霉脂肪酶的 4 个位点进行诱变，以期获得开盖型黑曲霉脂肪酶。4 个重组质粒导入毕式酵母 GS115 菌株进行异源表达后，仅 pPC19K-anl-D99P和 pPC19K-anl-K108E 实现了活性表达。
李堂等
[18]研究脂肪酶催化菜籽油乙醇解反应的几个主要影响因素的结果表明，采用正己烷作溶剂，能有效增加反应体系中乙醇与菜籽油的互溶性，使反应物充分接触，有效降低乙醇的局部浓度，减小其对酶的毒害作用，消除酶的团聚现象，改善脂肪酶所处微环境。
2.3
全细胞法酶法生产生物柴油进入商业化应用的最大障碍是脂肪酶的成本太高，一个很有前景的解决方法是以全细胞生物催化剂的形式利用脂肪酶
[19]。
清华大学的曾静等
[20]利用霉菌 R. oryzae IFO 细胞催化植物油脂与甲醇醇解反应合成生物柴油，通过探究培养过程中各项参数对细胞生长以及该细胞催化剂对醇解反应活性的影响，发现细胞的催化活性随细胞培养过程中添加油脂的不同而变化。在优化的操作参数（大豆精制油 20 g/L，蛋白胨 70 g/L，NaNO31.2
g/L，KH2PO41.2 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，培养温度35 ℃，摇床转速 130 r/min）下培养得到的细胞催化剂能有效催化大豆油与甲醇三步转化酯化反应生成生物柴油，最终得率可达86%。
3
结语生物柴油的研究因当今世界石油危机而得到大力发展。生物柴油技术的研发利用对世界能源结构、我国巨大的能源需求、生态环境保护、资源的可持续利用都有着至关重要的意义。酶法催化制备生物柴油具有清· 60·江西林业科技 2012 年第 1 期生物酶法制备生物柴油研究综述郑青荷（南京林业大学化学工程学院，江苏南京 210037）摘要：就生物酶法制备生物柴油的研究现状进行了扼要概括，探讨了固定化脂肪酶法、液体酶法和全细胞催化法制备生物柴油的最新工艺进展。
关键词：生物酶；生物柴油；固定化脂肪酶；液体酶；全细胞分类号：
TQ645：TQ514 文献标识码：A 文章编号：1006－2505(2012)01－0059－03收稿日期：2011- 11- 14作者简介：郑青荷，女，在读本科生，研究方向：生物化学。
生物柴油是利用动植物油脂的低碳醇在催化剂的作用下经酯交换反应生成的脂肪酸酯
[1]。作为一种新型环保的可再生替代燃油燃料，生物柴油在近几十年来已成为学者们热衷的研究对象。生物柴油与化石燃料相比，具有低闪点、低含硫量、温室气体净排放量为零等优势，可以替代普通柴油更为清洁、安全地使用，极具发展前景。
生物柴油的合成需要催化剂的参与，催化剂可以为酸、碱或酶。酸催化法对原料油脂要求较高，会产生大量废酸，且催化剂难以回收利用；碱催化法要求原料酸价小于1，含水量小于 0.5%，生产工艺复杂，易皂化；相比之下，酶催化反应条件温和，对原料油脂的品质基本无要求，反应产物易分离，应用较为广泛
[2]。
油脂与醇进行酯交换反应通常使用的酶催化剂为脂肪酶。脂肪酶在自然界中来源丰富，现已能从 60 多种微生物中获取相应脂肪酶
[3]。
目前商业化的脂肪酶种
类繁多，主要包括 Lipase A K, Lipase P S, LipozymeRM IM, Lipase PS-30, Novozym 435等。脂肪酶的来源不同，反应工艺往往不同。
1
酶法制备生物柴油的影响因素直接影响酶法制备生物柴油转化速率的因素包括：油醇比、酶种类、酶用量、反应温度、水含量等。反应时间不直接影响酶法制备生物柴油的转化率，但直接影响反应平衡程度和反应产物饱和度等，随着反应时间的延长，生物柴油的转化率最后趋于一定值
[4]。
酶活性直接受反应体系中甲醇含量的影响。当底物为混合物时，反应体系中甲醇的含量可适当提高。为避免酶失活，可将甲醇分次加入。盛梅等
[5]研究固定化酶催化菜籽油与甲醇合成生物柴油的反应时发现，有机溶剂的使用可以明显改善固定化脂肪酶的活性和稳定性。同时，分批加入甲醇可以避免一次性加入时过量甲醇对固定化脂肪酶活性的抑制作用。
李俐林等
[6]用叔丁醇作为反应介质，利用固定化脂肪酶催化优质原料甲醇醇解反应制备生物柴油，消除了甲醇和甘油对酶的负面影响，酶的使用寿命显著延长。
陈志锋等
[7]研究固定化脂肪酶 Novozym 435 催化高酸废油脂与乙酸甲酯酯交换制备生物柴油时发现，导致酶促交换反应速率和甲酯产率显著下降的主要原因是废油脂中高含量的游离脂肪酸与乙酸甲酯反应产生的副产物乙酸对酶有抑制作用。此外，实验证明在反应体系中添加适量的有机碱不仅能大大提高酯交换反应速率和甲酯产率，还能显著提高固定化酶的操作稳定性。
2
酶法制备生物柴油的方法与工艺2.1固定化脂肪酶法脂肪酶固定化技术
具有以下特点：酶活性、稳定性高；易从产品中分离出，因此可重复使用。固定化脂肪酶一般以硅藻土为载体，通过吸附法制备。其中吸附法由于方法简单且成本较低，被认为是大规模固定脂肪酶的最优方法
[8]。
王钰等
[9]以地沟油为原料，固定化假丝酵母脂肪酶为催化剂催化转酯化反应制备生物柴油。对所制备生物柴油的组成及物理、化学性能的检测结果体现出了生物柴油优良的特性：合成的生物柴油纯度达到了97.8%以上，精制后的产
品闪点高于170 ℃，硫的质量· 59·洁、环保、高效等优点，具有很大的应用潜力。
酶法催化
制备生物柴油主要有固定化脂肪酶法、液体脂肪酶法、全细胞法等方法。然而，利用这些方法合成生物柴油的大规模应用还面临着诸多的问题与挑战。
如：原料、酶
催化剂成本较高，反应条件严格，反应速率较低等，解决这些问题还需要做大量的研究工作。
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Research Progress of Biodiesel Production by Bio-enzymatic MethodZHENG Qinghe(College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing Jiangsu 210037, China)Abstract: The research progress of biodiesel production by lipase as catalysts was briefly reviewed in this paper. The latestdevelopments of three bio -
catalytic technologies including immobilized lipase, liquid -lipase and whole -cell catalysis werediscussed.
Key words: Biocatalyst; Biodiesel; Immobilized-lipase; Liquid-lipase; Whole-cell catalyst· 61·
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:
文献综述 化学工程与工艺 年产10万吨生物柴油工厂预处理系统工艺设计 [前言] 随着全球范围内的能源需求不断增加、原油价格飙升及愈加严格的环保要求,开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展和国防战略最重要课题之一,利用生物质资源和废油生产燃料技术应运而生。生物柴油是指以油料作物、野生油料作物和工程微藻等水生植物油脂,以及动物油脂、餐饮业废油等为原料油通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。作为可替代石化柴油的清洁生物燃料, 生物柴油的生产成本和使用性能都与现用石化柴油基本相当，且具有良好的环境特性和可生物降解性, 具有广阔的发展前景，但是生物柴油原料的预处理直接关系到酯交换反应的速率,为了防止酯交换时发生皂化，预处理工艺中降低酸值是要解决的关键问题。原料油脂中含有的胶质是影响成品油质量的主要因素,因为这些胶质常包裹住油脂细小粒子, 使油脂与催化剂不能有效地相接触, 从而降低了催化效率与裂解速度。另外胶质含量高还会使油脂在炼制过程中易翻泡、易乳化、增加残渣、影响产品的色泽及稳定性等。 [主题] 目前对地沟油的预处理主要包括脱胶、脱酸、除杂、干燥脱水，其中除杂、干燥脱水方法比较简单主要是通过过虑跟蒸煮、真空干燥来实现，脱胶与脱酸的方法比较多。 1.脱胶[1,2] 脱胶主要有水化脱胶、干法脱胶、特殊湿法脱胶、Unilever超级脱胶、特殊脱胶工艺、完全脱胶（特殊脱胶加干法脱胶）、超滤脱胶、吸附脱胶、超临界二氧化碳脱胶、酶法脱胶、乙醇胺脱胶、膜分离脱胶等工艺。 1.1水化脱胶 一般从毛油中除去磷脂, 采用水化脱胶是最简单的方法。但油和水混合后只能除去水化性磷脂, 而非水化性磷脂则不能被脱除,水化后的油脂一般仍含有80~ 200mg/kg的磷脂,这样的含磷量不能满足油脂进行进一步加工的工艺要求。 去离子水
由菜籽油制备生物柴油的实验方案 化强0601 石磊丁佐纯 目录 一．文献综述 1．生物柴油简介 2．目前制备生物柴油的方法 3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据 二．实验目的 三．实验原理 1．生物柴油的制备原理 2．碘值的测定原理 3．酸价的测定原理 四．实验用品 1．实验仪器 2．实验药品 五．实验步骤 1．生物柴油的制备 2．粗产物的处理 3．碘值的测定 4．酸价的测定 六．实验结束 七．本实验所参考的文献一览 ★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。
一、文献综述 1、生物柴油简介 1.1目前燃料情况 能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。 我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。 1.2什么是生物柴油 生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。 1.3生物柴油的优点 1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。 1.3.2具有优良的环保特性： ①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含 苯及其他具有致癌性的芳香化合物。 ②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少； ③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油； ④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用 生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。 1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴 油配送系统直接利用。②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。 1.3.4由于闪点高，不属危险品，储存、运输、使用较为安全。 总之，发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义。 1.4 由菜籽油制生物柴油的有利之处 尽管许多木本油料都可以加工为生物柴油,但规模有限,其他油料作物扩大面积的潜力有限,而油菜具有适应范围广，化学组成与柴油相近等特点,是我国发展生物柴油最理想重要的原料来源。种油菜不与主要粮食争地，且增肥地力，较同期冬小麦早熟半月，有利于后荐作物增产。所以，油菜原料的增长空间是非常大的。据统计,在不影响粮食生产的情况下,我国有2670万hm2以上的耕地可用于发展能源油菜生产,年生产4000万t 生物柴油,相当于建造1.5个永不枯竭的绿色大庆,具有十分重要的战略意义。 2、目前制备生物柴油的方法 生物柴油的制备方法有物理法和化学法。物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热裂解法和酯交换法。 2.1 直接使用法 即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。
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
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
生物柴油综述 摘要：本文综述了生物柴油的特点和制备方法，重点阐述了酯交换制备生物柴油的方法，阐明各催化剂的优缺点，指出生物柴油未来发展方向。 关键字：生物柴油酯交换反应催化剂 Abstract: Areviewing the feature and preparation methods of biodiesel in the article. transesterification techniques for biodiesel synthesis were summarized. The merits and disadvantages of different catalysts were illustrated，and the development direction for transesterification was indicated. Key words: biodiesel; transesterification; catalyst 随着社会的快速发展和人们生活质量的提高，石油燃料已成为我们生活中不可缺少的使用能源。而石油作为一种不可再生能源，随着人们需求量的增大已经开始逐渐枯竭，并且石油燃料的燃烧产生大量的二氧化碳气体和粉尘颗粒，造成严重的环境污染。随着人们燃料危机意识和环保意识的提高，世界各国开始研发生物柴油作为一种可再生、环保能源来替代石油燃料。 早在1897年狄赛尔创造出的第一台柴油机就是用花生油作的燃料。但是植物油与柴油相比粘度过高、十六烷值低且含有大量的不饱和脂肪酸。故前人对植物油进行了大量的改进[1]。 生物柴油，即脂肪酸单酯，是对动植物油脂与甲醇或乙醇进行酯化反应或酯交换反应得到的液体燃料，它主要来源于动植物油脂、藻类和人类食用废弃油类，是可生物降解并且像太阳能、潮汐、风能一样是具有潜力的可再生能源。与石油相比，生物柴油不含对环境污染的芳烃类物质，燃烧排放的废气中基本不含硫，其中的碳氢化合物、二氧化碳的排放量也大大减少，在很大程度上减小了对环境的影响。 生物柴油的分子量、粘度、密度与轻柴油基本接近，十六烷值含量接近甚至超过轻柴油。但热值比石油柴油低7%，氮氧化物排放会微量增加，低温启动性能略差。 1生物柴油的制备方法 生物柴油的主要制备方法有直接混合法、微乳化法、高温裂解法、酯交换法和
生物柴油制备方法及国内外发展现状 摘要：通过查找文献，简要介绍了生物柴油的定义和优点，重点介绍它的制备方法，同时也对它在国内外的发展现状作了些介绍。 关键词：生物柴油；制备；现状； Abstract:This article gives a brief introduction to the definiton , advantages and development at home and abroad of the biodiesel,it also gives an emphasis introduction on prepation method . Keywords: biodiesel；prepation；actuality； 随着城市对能源需求的不断增加，石油资源的日益枯竭，全世界都将面临能源短缺的危机，而且石油燃烧对环境造成严重的污染，在很大程度上影响着人们的健康水平，于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。 1生物柴油的定义及优点 1.1 定义 生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。 基于美国生物柴油协会定义，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燃式发动机的清洁替代燃料。天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成，分子量大，接近700～1000，虽本身可以燃烧，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要设计专门的柴油机。酯交换后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，与柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也无需设计专门的柴油机。且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 1.2 优点 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性[2,3]：(1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，
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
国内外生物柴油研究与应用现状及发展趋势 彭超 中国矿业大学化工学院生工10-1班 摘要：生物柴油来源于动植物油脂等可再生资源。作为矿物柴油的替代燃料，生物柴油具有空气污染物排放少、润滑性好、生物降解完全等优点，但生物柴油的成本高是制约其发展的瓶颈。本文综述了国内外生物柴油研究及生产的现状和发展趋势，指出了生物柴油的优势及生物柴油制备、应用中存在的问题，分析了发展生物柴油产业对我国石油安全、国民经济建设、农业产业结构调整和环境保护的作用，并展望了该产业的发展前景。 关键词：生物柴油油脂酯交换 1 引言 1.1生物柴油的定义 生物柴油(Biodiesel)提炼自石油，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、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。 1.2生物柴油及其应用历史 生物柴油是植物柴油与动物柴油的总称。它基本不含硫和芳烃，十六烷值高达52．90，可被生物降解、无毒、对环境无害，可以达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求，与使用石油柴油相比，可以降低90％的空气毒性，降低94％的致癌率，它的开口闪点高，储存、使用、运输都非常安全。在生产生物柴油的过程中，每消耗1个单位的矿物能量就能获得3．2个单位的能量，在所有的替代能源中它的单位热值最高。生物柴油的应用历史较长，1900年，鲁道夫·迪兹尔在巴黎世界博览会上首次展览其发明的柴油引擎时使用的就是花生油。 1.3生物柴油的特点 1）能达到欧洲2号排放（GB252-2000)标准； 2）密度比水小，相对密度在0.7424~0.8886之间； 3）稳定性好，长期保存不会变质； 4）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； 5）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；
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。
第三章 生物柴油的全球概况 生物柴油在近年来在全球得到了蓬勃的发展，本章节是介绍目前全球生物柴油发展的基本情况，为生物柴油的商业用途提供参考。 第一节全球生物柴油基本概况 近年来生物柴油发展迅速，其中以欧洲发展最快。欧盟主要以油菜籽为原料生产生物柴油，2001年产量超过100×lO4t，预计2003年达230×lO4 t，2010年达830×lO4t。德国2001年在海德地区投资5000万马克，兴建年产10×lO4t的生物柴油装臵，现有90多家生物柴油加油站，生物柴油在奔驰、宝马、大众、奥迪轿车上广泛应用。意大利实行生物柴油零税率政策，目前拥有8个生物柴油生产厂，总生产能力为75．2×lO4 t／年。法国亦实行生物柴油零税率政策，现有7家生物柴油生产厂。奥地利有3个生物柴油生产厂，总生产能力为5．5 ×lO4t／年，税率仅为石油柴油的4．6％。比利时有2家生物柴油生产厂，总生产能力为24×lO4t／年。美国主要以大豆为原料生产生物柴油，现有4家生物柴油生产厂，总生产能力为30×lO4 t／年，规划到2011年将生产115×lO4 t，根据美国能源部的统计，2001年美国生物柴油消费量8．5×lO4 t。亚洲一些国家也在积极发展生物柴油产业。日本是较早研究生物柴油的国家，1999年建立了用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验基地，目前日本生物柴油年产量已达40×lO4t。泰国第一套生物柴油装臵已经投入运行，泰国石油公司承诺每年收购7×lO4 t棕榈油和2×lO4t椰子油，实施税收减免政策。韩国等也在向全国推广使用生物柴油。 一、政策和法律 近年来很多国家的法律规范都已经制定出来并处于实施阶段，这些法律规范是根据不同的政策目标和激励措施而改变的，具体情况如下： 减少当地有害污染物的排放风险（如CO，HC，PM，NOX，PAH）： 典型的案例为“清洁空气法”（USA），“燃料质量标准”（EU），“Off-Road 发动机的EPA标准”（USA），在“燃油排放项目I和II”中定义的私家车及载重卡车的“EURO排放标准”（EU）。 减少温室气体排放产生的风险及由此造成的气候变化。
生物酶法制备生物柴油研究综述 分数低于0.0005 %，十六烷值高达73.6，在0#柴油中添加了 20%的生物柴油后，尾气排放中 CO 降低了28%，未燃烧的碳氢化合物降低了 36 %，NOx降低了24 %，全负荷烟度下降幅度达到 0.2～0.9 Rb。 蔡志强等 [10]探究了固定化脂肪酶分别催化酯化与醇解两种方法合成生物柴油的最佳工艺条件。 研究发 现，酯化工艺的最佳工艺条件是：2%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，油酸∶甲醇=1∶1（摩尔比），分 2 次等摩尔流加甲醇，反应时间 24 h，或分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间 36 h，酯化率都可以达到 95%以上；醇解的最佳工艺条件是：4%固定化脂肪酶，温度为30 ℃，菜籽油∶甲醇=1∶3（摩尔比），分 3 次等摩尔流加甲醇，反应时间为 48 h，酯化率可以达到 95%以上，去除下层甘油后，菜籽油甲酯纯度可达 98%。 安永磊等 [11]利用固定化脂肪酶催化餐饮废油与乙醇反应制备生物柴油。通过实验获得了酯化反应的最佳条件：反应温度47 ℃，有机溶剂为正己烷，醇油比3∶1，5 次投加乙醇，酶用量为 0.3 g，反应时间 32 h 时，生物柴油产率可达 81%。 徐桂转等 [12]利用固定化脂肪酶 Novozym 435，在无有机溶剂存在的情况下，催化菜籽油与甲醇酯交换反应制取生物柴油。研究得到了菜籽油间歇酯交换反应的适宜工艺条件：转速200 r/min，反应温度：50 ℃，甲醇∶菜籽油=1∶5 （摩尔比），酶用量 10%（与菜籽油的质量比）。 反应分两次加入等量甲醇，即先加入总量一半的甲醇，反应 10 h（菜籽油的酯交换率达到 47%）；再加入剩下全部甲醇，反应26 h（酯交换率达到80%）。 唐凤仙等 [13]以戊二醛交联壳聚糖固定的 A.niger Li-38脂肪酶催化棉籽毛油 合成生物柴油取得了不错的效果。 研究发现该固定化酶的贮藏稳定性较好，室温放置 12 d, 酶活性仍能保持 80%以上。固定化酶在30~70 ℃，pH=5.5~6.5 之间较稳定，其热稳定性和 pH 稳定性较游离酶有所提高。固定化酶可重复使用 7 次，转化率保持在80%以上。 洪鲲等 [14]研究了两种脂酶顺序催化制备生物柴油的生产工艺。结果表明：固相化细菌 A007 脂酶催化甘油三酯（TAG）水解的最适条件为：含水量 40%、脂酶用量100 U/g、反应温度30 ℃、反应时间 12 h，此时 TAG水解率和游离脂肪酸（FFA）含量分别为 93.3%和90.1%；在催化 FFA 甲酯化过程中，固相 化 Candidaantarctica 脂酶在FFA∶甲醇=1∶5 时可达到最佳效果；在第二次甲酯化时，加入甘油有利于提高FFA 酯化率，经过 24 h 反应，可将总酯化率
摘要：面对能源紧缺和环境污染，生物柴油替代传统石化燃料已成为研究热点。本文从原料选取、生产方法和生产工艺的角度对生物柴油发展进行了评价和比选。生物柴油有改善生态环境、缓解能源消费压力、含氧量高、降低空气毒性和致癌率以及生物降解性高等诸多优点，近年来已成为各个国家竞相研究的热点，对我国来说，发展生物柴油具有良好的前景。综述了国内以餐饮废油脂、动植物油脂和工程微藻等为原料生产生物柴油的技术研究进展及主要装置的生产能力，分析了在我国发展生物柴油需要解决的问题。 Development and use of biodiesel Fan,yang (University of Science and Technology of Suzhou ,Jiangsu suzhou,215000,China) Abstract: Face energy shortage and environmental pollution, biodiesel is an alternative to traditional fossil fuels has become a hot topic. From the selection of raw materials, production methods and production technology evaluation, comparison and selection point of view of the development of bio-diesel. Biodiesel to improve the ecological environment, to ease the pressure on energy consumption, high oxygen content, reduce toxic and carcinogenic air rate as well as the biological degradability many advantages, and in recent years has become a hot research each country competing for our country, the development of bio-diesel has good prospects. The production capacity of the domestic the catering waste oils, animal and vegetable fats and oils, and engineering of microalgae as raw material to produce bio-diesel technology research progress and the main device, a problem to be solved in the development of bio-diesel in China. Keywords: biodiesel; production process; development prospects 近年来，全球石油供需矛盾日益突出，一方面由于交通运输燃料消费量不断增长对石油的需求不断 扩大，另一方面全球石油资源量日益减少，石油供应日趋紧张，此生物燃料技术开发已经引起世界许多国家的普遍重视。生物柴油作为主要生物燃料之，具有产品环保、原料可再生的优点，近年来在生物燃料的开发中发展速度较快。 生物柴油由动物和植物等油脂制得，属可降解再生能源。作为一种有潜力取代传统矿物柴油而使用的环保燃油，生物柴油不但可以有效降低环境污染，还能缓解我国能源危机，更能促进农副产品的综合开发与利用。前人经过大量的研究和长期的使用，发现生物柴油有着某些矿物柴油多不可比拟的优良性能。国际上，各国都开始转向生产、利用和发展生物柴油能源，并视作一种石油能源替代品加以研究。西方发达国家根据本国能源安全性和环境保护情况，已经对其进行非常深入广泛的研究，并有一大批工业规模的生产装置已经建立，生物柴油的产量和使用范围正不断扩大。欧盟通过替代燃料的立法，对生物柴油的生产者与消费者给予支持和优惠，大大刺激了和促进生物柴油的生产和使用。美国于1992年制定了能源政策法案中明确指出，2010年非石油燃料需占发动机燃料总量的30％，而非石油燃料主要指的就是生物柴油。其他国家在面临石化柴油紧缺的现实情况下，也正积极发展生物柴油相关科研项目。在国内，政府从2000年开始重视生物柴油的研发工作 J。尽管我国生物柴油的研究与开发起步晚，但发展较为迅速，且部分成果已达国际先进水平。2003年4月，生物柴油被国家科技部等政府机构列为“国家重点新产品”。相关高校和科研院所也进行了实验室研究和小型化工业实验，并取得了重大成果。 1、生物柴油的原料来源
生物柴油制备方法及现状 摘要：对生物柴油的特性和制备方法进行了综述，制备方法主要是工业上常用的酯交换法，包括酸催化法、碱催化法、酶催化法和近年来发展起来的超临界法，并对生物柴油的应用现状进行了简介。 全球范围内的能源需求不断增加、原油价格飙升及越发严格的环保要求，开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一，利用生物质资源生产燃料和石油化工产品的生物燃料技术应运而生。生物柴油作为可替代石化柴油的清洁生物燃料，是一种生产成本和使用性能都与现用石化柴油基本相当且具有良好的环境特性和可生物降解性，具有广阔的发展前景。 1生物柴油的性质 基于美国生物柴油协会定义，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燃式发动机的清洁替代燃料。从化学成分来看，生物柴油是一系列长链脂肪酸甲酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，经化学过程主要为酯交换后，分子量降至与柴油相近，且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性： (1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，燃烧尾气对人体损害低于柴油，生物柴油的生物降解性高。 (2)具有较好的润滑性能。在其加剂量仅为0.4%时，生物柴油就显示出抗磨作用，可以缓解由于推行清洁燃料硫含量降低而引起的车辆磨损问题，增强车用柴油的抗磨性能。 (3)具有较好的安全性能。由于闪点较石化柴油高，生物柴油不属于危险燃料，在运输、储存、使用方面的优点显而易见的。 (4)具有良好的燃烧性能。其十六烷值高，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延长。 (5)具有可再生性能。作为可再生能源，其供应不会枯竭。 (6)使用生物柴油的系统投资少。原有的引擎、加油设备、储存设备和保养设备等基本不需改动。 (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，降低尾气污染。 2生物柴油制备方法 目前，生物柴油制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。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。 工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。在酯交换反应中，油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，其中最常用的是甲醇，这是由于甲醇价格较低，碳链短，极性强，能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应，且碱性催化剂易溶于甲醇。酯交换反应是可逆反应，过量的醇可使平衡向生成产物的方向移动，所以醇的实际用量远大于其化学计量比。反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等，它可加快反应速率以提高产率。酯交换反应是由一系列串联反应组成，三甘油酯分步转变成二甘油酯、单甘油酯，最后转变成甘油，每一步反应均产生一个酯。酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。 2.1酸催化法
生物柴油的制备实验报告 【最新资料Word版可自由编辑！】
绿色能源——生物柴油的制备 一、实验目的 1、了解绿色能源的概念。 2、掌握生物柴油的制备方法。 二、实验原理 生物柴油（biodiesel)作为可再生生物质新能源，已经在世界范围内引起了广泛的关注，生物柴油是一种是有替代品。众所周知，普通柴油是从石油中提炼的，而“生物柴油”则可从动物、植物的脂肪中提取。 本实验采用化学方法制备生物柴油，与物理方法不改变油脂组成和性质不同，化学法生物柴油制备技术就是讲动植物油脂进行化学转化，改变其分子结构，是主要组成为脂肪酸甘油酯的油脂转化成为相对分子质量仅为其三分之一的脂肪酸低碳烷基酯，使其从根本上改变流动性和黏度，适合用作柴油内燃机的燃料。酯化和酯交换是生物柴油的主要生产方法，即用含或不含游离脂肪酸的动植物油脂和甲醇等低碳一元醇进行酯化或转酯化反应，生成相应的脂肪酸低碳烷基酯，再经分离甘油、水洗、干燥等适当后处理即得生物柴油。通过化学转化得到的脂肪酸低碳烷基酯具有与石化柴油几乎相同的流动性和黏度范围，同时具有与石化柴油的完全混溶性。是一种良好的柴油内燃机动力燃料。化学法生产的生物柴油完全改变了物理法生物柴油的物性状况，成为完全均匀的液态产品，黏度大幅降低，能与石化柴油以任意比例混溶形成单一均相体系，因此使用就方便多了。 过多的酸和甘油存在，会影响最终生物柴油的质量。所以，在制备生物柴油的时候，一定要先滴定菜油中脂肪酸的含量，并且要把产品中的甘油尽量分离开。通常酸的质量分数不超过15%，如果菜油中脂肪酸的含量小于0.5%就可以直接进行碱催化的酯交换反应；如果大于0.5%，就需要先进行酸的酯化反应(图1）。我们可以简单地以油酸作为标准估算出酸的质量分数。通常在合格的生物柴油产品中，所含；各种形式甘油（游离和非游离)的质量分数要小于0.25%，游离的甘油质量分数要小于0.02%。 废菜过滤清菜脂肪酸含量小于酯交生物柴
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
生物柴油的合成 一、 实验目的 1、 了解国内外生物柴油的研究状况； 2、 了解生物柴油的基本性能； 3、 了解目前生物柴油的生产工艺； 4、 掌握一种适合实验室合成生物柴油工艺并进行实验室合成； 5、 掌握实验室工艺的反应机理，合理的对反应装置进行设计； 6、 了解生物柴油对原料性能的指标要求和测定方法； 7、 掌握生产各工艺指标的设定和控制； 8、 掌握生物柴油的主要品质指标和测试方法； 9、 掌握生物柴油的原料转化率的测定方法； 10、了解生物柴油的精制方法。 二、 实验原理 （一）、大豆油密度、皂化值和酸值的测定原理 密 度：根据密度计自身所受重力等于其所受浮力的原理测得。 2121()56.11 HCl V V V C S m V V m -?= ---皂化值: 空白试验消耗盐酸的体积样品消耗盐酸的体积样品的质量 V V V C 56.11 A = m A ))C V m ??---- -1酸值: 酸值(KOH/(mg g 消耗氢氧化钾的体积(mL)氢氧化钾的浓度(mol/L)样品的质量(g) （二）、生物柴油的合成原理 1、预酯化反应原理： 油脂中的游离脂肪酸及甘油三酯在酸性催化作用下和过量的甲醇或乙醇进
行酯化反应，反应过程中生成水、甘油、和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 R C O O H+C H O H=R C O O C H+H O 332 2、酯交换反应原理： 甘油三酯在碱性催化作用下进行酯交换反应，生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 （三）、利用皂化——高碘酸氧化法测定产物中的甘油含量，由于甘油产率等于原料的转化率，采用下式计算得到原料和产品中的甘油含量(％)，即 三、实验设备及试剂 1、实验设备：水浴锅、搅拌器、烧杯、锥形瓶、温度计、三口烧瓶、回流冷凝器装置等。 2、实验原料：大豆油，氢氧化钾，甲醇等。