德国生物替代能源发展概况 德国是个资源匮乏而又十分重视环保的国家，为摆脱对能源进口和传统能源的过度依赖，德国近年来能源政策重点放在节约传统能源、提高能效和发展新型能源三个方面，以期实现能源生产和消费的可持续发展。德国对包括生物柴油、甲醇汽油及生物乙醇等替代能源的研究、开发和利用均处于世界领先水平，其做法和成效对我国发展相关产业具有一定的参考和启示作用。 一、德国发展生物柴油等替代能源最新情况德国是欧洲开发利用生物替代能源最早的国家之一，更是生物燃料产销量最大的国家。按照德国农业部提供的数据，2011 年德国大约共计消耗了5200 万吨燃油，其中柴油所占比例超过58% ，汽油为36% ，生物燃油（主要是生物柴油和生物乙醇汽油）为5.6% ，约合370 万吨。生物燃油既是可再生资源，也有利于气候和环境保护。德国在交通方面的减排目标是至2020 年减少7% 的温室气体排放，与之相匹配的生物燃油市场份额要达到10%-12% 。德国生物能源的发展仍存在一定的上升空间。 （一）甲醇汽油德国是较早开展甲醇替代能源研究的几个国家之一，早在上个世纪70 年代末80 年代初第二次石油危机之后，德国即开始投入人力物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。甲醇作为燃料在德国曾经得到政府支持、示范推广，但因其有毒（易造成人员伤害，严重时可致失明甚至丧命）、腐蚀性强（造成发动机故障，缩短使用寿命）、热值低（只有汽油的一半）和造价高等原因而遭遇消费者冷落。时至今日，甲醇汽油已基本退出德国市场，生产量和销售量都微不足道，故此不多撰述。
（二）生物柴油 为减少汽车排放对环境的污染和汽车燃料对石油的过度依赖，德国重视生态燃料的开发。进入21世纪，作为可再生燃料重要成分的生物柴油在德国得到迅速发展。德国生物柴油销量在 1998年时仅5万吨，到2000年达到34万吨，2007年创下326 万吨峰值，08年起销量逐渐下降（参见下图）。 德国生物柴油销量图（单位：百万吨） 0,0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2D10 2011* 图表来源：德国生物燃料工业协会。2011年为预估数。 由于税率的调整，德国生物柴油产品销量也随之变化。总体趋势 是：总的销售量基本持平，保持在250万吨/年左右；纯生物柴油 （B100 ）销量逐年下降（从2000年的194万吨降至2211
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:
生物柴油的现状与发展前景 柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。 目前世界每年新车产量大约5 000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即”世界燃油规范”Ⅲ类标准。柴油”世界燃油规范”Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。 随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。 我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。 炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取
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
中国生物工程杂志 Chi n a B i o techno l o gy ,2006,26(11):87~90 生物柴油的研究进展 沈 1,2 迟晓元 1,2 杨庆利 1,2 赵宗保3 张 卫3 秦 松 1* (1中国科学院海洋研究所 青岛 266071 2中国科学院研究生院 北京 100049) (3中国科学院大连化学物理研究所 大连 116023) 摘要 生物柴油是重要的新型可再生能源。阐述了生物柴油的主要特性及其对环境保护、能源安全、农业生产的意义。由于我国耕地有限,所以完全效仿国外的模式不符合我国的国情。并且原料油成本过高一直是制约生物柴油产业化发展的瓶颈,所以我国应该对生物柴油原料进行多方面研究。因此就生物柴油原料展开了详细地分析,并展望了我国生物柴油的发展前景。关键词 生物柴油 可再生能源 原料 前景 中图分类号 Q819 收稿日期:2006 08 17 修回日期:2006 09 22*通讯作者,电子信箱:sqi n@m s .qd i o .ac .cn 随着经济的迅速发展,全球性的能源短缺及环境污染问题日趋严重 [1] 。我国人均化石资源贮量十分有 限,但能源需求量却与日俱增。开发和利用立足于本国的可再生能源,是保障我国社会经济可持续发展的重大战略措施之一。 生物柴油是一种清洁的可再生能源,其化学成分主要为长链脂肪酸的甲酯或乙酯。生物柴油一般是采用可再生的油脂资源(如动物、植物或微生物油脂,以及餐饮废油等)经过酯化或转酯化工艺制得的、是性质与普通柴油非常相似的液体燃油[2,3] 。作为一种极具 潜力的化石能源替代品,生物柴油的开发和应用正受 到世界各国的普遍重视[4] 。 1 生物柴油的特性及开发意义 1.1 生物柴油的特性和对环境保护的意义 与传统柴油相比,生物柴油具有环境友好、润滑性能好、储运安全、抗爆性好和燃烧充分等优良性能,还具有能量密度高、可再生、易生物降解以及含硫量低等特点 [5] 。生物柴油中硫含量极少,可大大减少含硫物 质的污染问题,又因其含氧量高,一氧化碳的排放量约为普通柴油的10%,二氧化碳的排放量远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳,可以很大程度缓解与改善目前全球面临的温室效应。使用生物柴油所产生的 尾气中有毒有机物的排放量仅为普通柴油的10%,颗粒物为20%,且生物柴油本身的生物降解率高达95%以上,加之其燃点为150 左右,比普通柴油在使用、运输、处理和储藏方面都更加安全 [6~8] 。目前各国大多 使用20%生物柴油与80%石油柴油混配,这种混配的燃油适用于任何柴油发动机,并能直接利用现有的油品储存、运输和分销设施。 1.2 生物柴油对我国能源安全的意义 能源安全就是实现一个国家或地区国民经济持续发展和社会进步所必需的能源保障。我国现有的能源远远不能满足国民经济的快速发展和可持续发展,为了改善能源危机现状,必须尽快寻找新的能源来源,生物质是可再生资源,利用生物质生产生物柴油,可以保证能源的稳定供应。我国人均占有可开采石油资源十分贫乏,大约只有世界平均水平的12% [9] ,但能源的需 求总量却增势强劲,是石油净进口国。生物柴油属于可再生能源的一种,更重要的是其来源具有稳定性,因而可长期缓解对化石资源的依赖,并保障社会和经济的可持续发展。 1.3 生物柴油对我国农业生产的意义 生物柴油的原料来源极其广泛。在我国与农业生产直接相关的主要包括各种植物油脂和微生物油脂的获得。广大农民可以通过种植木本油料植物或油料作物为生产生物柴油提供丰富的可再生原料,或者通过微生物发酵法利用和转化各种农林废弃木质纤维素原材料获取微生物油脂等 [10] 。这不仅能改善油料作物的
生物柴油研究与应用现状 吴慧娟,许世海,张文田(后勤工程学院,重庆400016) 摘要:随着环境污染问题的日益严重和能源危机的日益紧迫,迫使人们急需寻找一种不仅清洁的、对环境友好的、而且可再生的能源。生物柴油的可再生性和清洁性引起了世界各国的重视。综述了生物柴油在国内外的生产应用现状、发展趋势以及发展生物柴油对我国的意义。并对生物柴油生产方法的研究进展进行详细的介绍,重点介绍了酯交换反应,对生物柴油目前还存在的问题进行了分析。 关键词:生物柴油;可再生能源;酯交换反应中图分类号:TE626.24 文献标识码:C 文章编号:0253-4320(2007)S1-0013-04 Research and application situation of biodiesel W U Hui -juan ,XU Shi -hai ,ZHA NG Wen -tian (College of Logistical Engineering ,Chongqing 400016,China ) Abstract :With the increasin g urgency of both energy crisis and environ mental pollution ,there is an urgent need to find a kind of alternative fuel source which is clean ,environmental -friendly and reproducible .Biodiesel attracts notice all around the world because of its cleanness and reproducibility .The research and application situation of biodiesel in China and other countries ,as well as its importance to China are reviewed in this paper .The production technology ,especially transesterification ,is introduced in detail .The shortcomings of biodiesel are also discussed . Key words :biodiesel ;reproducible energy source ;transesterification 收稿日期:2006-11-27 作者简介:吴慧娟(1982-),女,硕士研究生,主要研究方向为燃料与燃料化学,sing4757@s ina .com 。 石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。但近年来,石油供应出现紧缺,石油价格居高不下,各国从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展一些可以再生、清洁的对环境友好的能源。生物柴油作为优质的柴油代用品,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要的战略意义。我国是一个石油短缺的国家,石油资源数量较少,生产能力增长缓慢。但随着生活水平的提高,石油的需求急剧增长,供应缺口越来越大。2005年我国生产原油1.815亿t ,进口原油1.27亿t ,成品油净进口1742万t ,石油对外依存度已达42.9%。这种状况不仅给石油供应带来很大的压力,而且也危及到国家能源安全。另一方面我国环境状况也不容乐观,而能源使用过程中带来的污染是一个重要方面。因此,在我国发展生物柴油具有更大的意义。 1 国内外生物柴油应用情况 1.1 美国 美国是最早研究生物柴油的国家之一,原料是以大豆油为主。生物柴油在美国的商业应用始于 20世纪90年代初,但直到近几年才逐渐形成规模,并已成为该国发展最快的替代燃油[1],产量从1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。目前美国已有4家生产厂家,总生产能力达30万t /a [2] , 预计到2011年美国生物柴油的生产能力将达115万t /a 。美国在生产柴油的研制过程中,生产成本的合理化,适宜原料的选择及理化特性的改进方面都取得了突破性的进展。为促进生物燃料的发展,美国政府采取了有力的补贴措施。1.2 欧洲 生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油的5%,2001年生物柴油产量已超过100万t ,主要以油菜为原料,目前在欧盟各国以前通常被用来做饲料用的废食用油脂,现在也正转向生产生物柴油[3]。据Frost &Sulivan 企业咨询公司最新发表的“欧盟生物柴油市场”报告,为实现“京都议定书”规定的目标(在2008—2012年期间,减少二氧化碳排放量8%),欧盟即将出台鼓励开发和使用生物柴油的新规定,如对生物柴油免征增值税,规定机动车使用生物动力燃料占动力燃料营业总额的最低份额。为了便于推广使用,德国、意大利等国也都制定了生 · 13·第27卷增刊(1)现代化工 June 20072007年6月Modern Chemical Industry
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
（生物科技行业）中国生物柴油产业发展分析
中国生物柴油产业发展分析 近年来，中国经济飞速发展，带动能源需求迅速上升，原油和成品油进口量增幅也屡创新高，能源问题成为最受关注的热点问题。开发可再生替代能源是缓解能源供应危机的有效办法，目前在中国，生物乙醇和生物柴油的发展最为迅速，近俩年中国已形成近10万t／a生物柴油产能，有海南正和、福建卓越和四川古杉3家规模比较大的生产厂，小规模生产厂数量也很多。生物柴油在中国已经进入迅速发展期，探索适合中国实际情况的发展战略，具有非常重要的意义。 1欧美生物柴油产业发展模式不符合中国实际情况 目前，欧美发达国家大多以菜籽油、大豆油、芥末籽油等优质原料生产生物柴油，有少数报道日本和德国等国家用煎炸废油及牛油为原料生产生物柴油。工艺多采用均相碱性催化剂进行酯交换，分离副产品甘油后，得到生物柴油。由于种植油菜、大豆等作物需要大量的土地，欧美地区人口少，有丰富的土地资源，发展生物柴油产业的目的之壹是激活农业，而中国人口多，土地资源相对稀缺，政府首先要保证足够的食物供应。因此，中国不可能利用大量的耕地来种植油料作物。同时，中国也不可能进口大量的大豆油、菜籽油来生产生物柴油。20 04年我国进口大豆2023万t、油菜籽47万t；进口大豆油252万t，出口1.9万t，净进口250.1万t；进口菜籽油35.3万t，出口约0.5万t，净进口34.8万t；棕榈油239万t，合计进口食用油524万多t；总折合油当量1074.9万t，扣除出口折合油当量30万t，净进口1025万t。2004年油脂总消费量约为1700万t左右。在食用油方面进口比例已经很高。另壹方面，以油菜籽、大豆为原料生产生物柴
生物柴油的现状与发展前景 概述了清洁柴油标准的演变，介绍了生物柴油的主要特性、开发和应用情况，从生物颤悠的竞争力不断提高、政府对生物柴油的扶持政策和汽车车型柴油化趋势三个方面分析了生物柴油的发展前景，并对我国生产生物柴油的原料及发展进行了讨论。 关键词:生物柴油柴油清洁应用展望 柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。 1 环境保护推动柴油标准的不断提高 目前世界每年新车产量大约5 000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即"世界燃油规范"Ⅲ类标准。柴油"世界燃油规范"Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。 随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。 我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。 2 生物柴油的主要特性 炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取以下三种措施：一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂，以脱除难以加氢脱硫的4，6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物；二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂，能使芳烃加氢饱和在较低压力下进行，以节省投资；三是要有提高十六烷值的工艺。而生物柴油以其优异的环保性能可很容易达到"世界燃油规范"的柴油Ⅱ、Ⅲ类标准要求。 众所周知，柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般又14～18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油彩籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸C18 为主要成分的甘油脂分解而获得的[1]。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。
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。
中国生物柴油产业发展分析 近年来，中国经济飞速发展，带动能源需求迅速上升，原油和成品油进口量增幅也屡创新高，能源问题成为最受关注的热点问题。开发可再生替代能源是缓解能源供应危机的有效办法，目前在中国，生物乙醇和生物柴油的发展最为迅速，近两年中国已形成近10万t／a生物柴油产能，有海南正和、福建卓越和四川古杉3家规模比较大的生产厂，小规模生产厂数量也很多。生物柴油在中国已经进入迅速发展期，探索适合中国实际情况的发展战略，具有非常重要的意义。 1 欧美生物柴油产业发展模式不符合中国实际情况 目前，欧美发达国家大多以菜籽油、大豆油、芥末籽油等优质原料生产生物柴油，有少数报道日本和德国等国家用煎炸废油及牛油为原料生产生物柴油。工艺多采用均相碱性催化剂进行酯交换，分离副产品甘油后，得到生物柴油。由于种植油菜、大豆等作物需要大量的土地，欧美地区人口少，有丰富的土地资源，发展生物柴油产业的目的之一是激活农业，而中国人口多，土地资源相对稀缺，政府首先要保证足够的食物供应。因此，中国不可能利用大量的耕地来种植油料作物。
同时，中国也不可能进口大量的大豆油、菜籽油来生产生物柴油。2004年我国进口大豆2023万t、油菜籽47万t；进口大豆油252万t，出口1.9万t，净进口250.1万t；进口菜籽油35.3万t，出口约0.5万t，净进口34.8万t；棕榈油239万t，合计进口食用油5 24万多t；总折合油当量1074.9万t，扣除出口折合油当量30万t，净进口1025万t。2004年油脂总消费量约为1700万t左右。在食用油方面进口比例已经很高。另一方面，以油菜籽、大豆为原料生产生物柴油，成本太高，竞争力差，需要大量的政府补贴，这不符合中国国情。不同的原料决定了不同的工艺路线，因此以大豆、油菜籽为原料生产生物柴油的工艺也很难适应中国国情。 但是，我国有广大的山区、沙区可供栽种乔灌木油料植物。作为生物质燃料油的原料，不仅可以为我国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料，还有利于农村产业结构调整，增加农民收入，解决部分农村剩余劳动力的转移，可以保障能源安全、保护生态环境、促进农业和加工业发展、繁荣农村经济。因此，中国利用边际性土地(如沙荒地、盐碱地、山坡地等)发展生物质产业，为生物柴油提供原料是比较现实可行的选择。 2 以低质量油品为原料提升中国生物柴油竞争力
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。
目录 1.前言 (2) 2.微藻生物柴油的优势 (3) 2.1微藻的含油量 (3) 2.2微藻生长快，生物量大 (4) 2.3藻类的生长空间广阔 (5) 2.4藻类的净化作用 (5) 3.微藻生物柴油的生产工艺 (6) 3.1微藻的筛选和培育 (7) 3.1.1高油脂微藻的筛选与生理生化调控研究 (7) 3.1.2应用基因工程技术构建高油脂工程微藻[12] (7) 3.2微藻的大规模培养 (9) 3.2.1开放式光合生物反应器(open photobioreactor) (9) 3.2.2封闭式光合生物反应器(closed photobioreactor) (10) 3.3微藻的采收 (11) 3.4微藻油脂的提取以及生物柴油的制备 (11) 3.4.1抽提油脂-甲酯化法 (11) 3.4.2热解法 (12) 4.存在的问题及今后的研究方向 (13) 4.1存在的问题 (13) 4.2当前及今后的研究重点 (13) 5.结语 (14) 参考文献 (15)
微藻生物柴油的研究现状及展望 摘要：随着世界能源危机和环境恶化的加剧，新型绿色燃料——生物柴油备受关注。目前，世界范围内主要以油料作物和动物脂肪为原料生产生物柴油，但存在很多局限性。藻类本身具有很多优点，以藻类为原料生产的生物柴油是真正的环保可再生能源，但是藻类生物柴油的生产工艺费用较高，生产技术还不成熟，仍需要进一步的研究。该文主要介绍微藻生物柴油的优越性、生产工艺流程，分析生产过程中存在的问题，展望未来藻类生物柴油生产工艺研究的重点，以及微藻生物柴油的发展趋势。 关键词：微藻；生物柴油；优越性；生产工艺 Abstract:With the aggravation of energy crisis and environmental pollution worldwide,biodiesel fuel has received more and more attention in recent years.At present,biodiesel is mainly derived from oil crops and animal fat,it can not meet environmental and economic sustainability. Lots of studies have shown algae are the most promising source for biodiesel production,so algae-based biodiesel has become more attractive. Because of its environmental benefits,algae-based biodiesel is considered as the most potential fuel alternative.As technologies for biodiesel production are sophisticated and costy,biodiesel production from algae is limited.This paper reviews the current status of microalgae used for biodiesel production,including its advantages and production process.Furthermore,production challenges and future perspectives for algae-based biodiesel production are also discussed. Key words:algae;biodiesel;advantages;production process
生物柴油市场规模分析 生物柴油市场规模分析 1. 生物柴油的销售额 1.1 总销售额 如下图所示，2006年中国生物柴油市场销售额为11.28亿元，比2005年增长了36.33%，2008年中国生物柴油行业销售规模为增长速度最高，达到了87.29%，当年销售额为29.61亿元，主要原因有两个，一是2007年大批上马的项目开始投产，二是2008年生物柴油的销售价格为近五年来最高。随着2008年底大批项目的倒闭和生物柴油销售价格的下降，生物柴油销售规模的增长速度开始大幅下降，2009年增长率为12.39%，销售额为33.28亿元，到2010年的销售额为37.5亿元，同比只增长了12.68%。 表1-2006-2010年中国生物柴油行业销售规模分析（单位：亿元）
1.2 生物柴油销售额构成 中国生物柴油行业的产品可以分为能源产品和精细化工产品，其中能源产品指的是生物柴油燃料，精细化工产品指的是以脂肪酸甲酯为原料进行深加工得出的产品，代表产品有高碳精脂肪酸甲酯、环氧环氧脂肪酸甲酯、二聚酸、芥酸、油酸甲酯和丙三醇等。 如下图所示，2010年精细化工产品从销售额的角度看占到行业总体的70%以上，能源产品不足30%，造成两种产品比例悬殊的主要原因在于生物柴油原材料价格高企且销售渠道不畅，生产企业很难从能源产品上获得利润，而精细化工产品因为其附加值较高、环保等特点明显、销售渠道成熟等原因，获得生产企业和市场的青睐，逐渐成为生物柴油行业的主要细分产品。 图2-2010年中国生物柴油行业产品结构（销售额）
1.3 生物柴油进出口增长情况 中国为柴油纯进口国，柴油供求缺口巨大，生物柴油企业无需出口即可在国内市场旺销。世界各国生物柴油的绝大部分供给该国国内市场，鲜有出口。 2.生物柴油需求展望 2.1 2011-2015年生物柴油燃料需求规模预测 到2010年，中国柴油的需求量已经突破1.5亿吨，与2006年相比，增长近20%；至2015年市场需求量将会达到2亿吨左右。目前，生产柴汽比约为1.8，而市场的消费柴汽比均在2.0以上。近几年来，尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。因此，开发生物柴油燃料不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合，而且意义深远。 表3-2011-2015年中国生物柴油燃料需求规模预测（单位:万吨） 2.2 2011-2015年增塑剂需求规模预测 环氧脂肪酸甲脂是利用脂肪酸甲酯为原料，采用过氧化合物处理制得的产品。该工艺是
全球可再生能源发展现状与趋势 （上） 二十一世纪可再生能源政策网是一个面向各种各样的利益相关者的全球性政策网。该网与政府、国际机构、非政府组织、产业协会和其它合作伙伴及项目发起者建立起了广博的联系，登载全世界对可再生能源的意见，提供发展中国家和工业化国家广博使用可再生能源的政策。为可再生能源方面的信息搜集、技术交流和政策制定创造了一个全球性的信息平台。 该网于2006年下半年公布了英文版《全球可再生能源状况报告》，为使国内相关人士更便当地了解全球可再生能源状况以及有关国家与地区的政策，笔者翻译整理了该报告，以飨读者。1报告摘要投资和产能双增长 2005年全球在新的可再生能源产能方面的投资为380亿美元，高于2004 年的300亿美元。德国和中国是主要的投资国，每国大约投资了70亿美元，其次是美国、西班牙、日本和印度。风力发电量增长24%，达到59吉瓦1，居新增容量的第二位，接近第一位的水力发电增加的容量。风力发电新增量超过300兆瓦的国家有10个，而2004年只有5个。生物柴油产量增长85%，太阳能并网光伏发电量增长55%。中国的太阳能热水器增长23%，欧洲也达到了创记录的水平。美国和西班牙开始建造世界上首批大容量的太阳能热发电厂。 主导国家有所变化 德国的太阳能并网光伏发电量增加600兆瓦(MW)2，超过了日本。美国自1992年以来首次成为风力发电增加的先导者，燃料乙醇产量也赶上了长期位居世界领先地位的巴西。 印度的风力发电量超过了风力发电先驱者丹麦，全部可再生能源发电量也超过了日本。 三个欧盟新成员国开始生产燃料乙醇，九个欧盟新成员国开始生产生物柴油。 可再生能源企业快速发展
我国生物柴油发展现状 2010-03-19 15:28:18 我国早在十多年前就开始了生物柴油的研究和推广工作。科技部在“八五”、“九五”、“十五”分别从开发能源作物、生物柴油生产实验、生物柴油车辆实验等层面支持了可再生液体油品的发展，如2004年，科技部高新技术和产业化司启动“十五”国家科技攻关计划项目“生物燃料油技术开发”。“863计划”支持了生物酶为基础的生物柴油合成新技术，同时支持隔油池垃圾生产生物柴油。国家发展与改革委员会组织实施“节能和新能源关键技术”国家重大产业技术开发专项，利用油脂类废料和野生植物生产生物柴油关键技术作为节约和替代石油关键技术予以支持，并将生物柴油生产及过程控制关键技术工业化；国家自然科学基金委在生物柴油燃烧实验方面做了一些支持，中国石油化工集团总公司在生物柴油储备技术方面做了一些支持，支持酶技术与高温高压和超临界生物柴油合成方法。在以上这些政策和资金支持之下，我国生物柴油产业逐渐进入推广阶段，目前已达到100 kt生物柴油的产能，并且在原料供应和技术应用方面已经逐渐形成自己的特色。海南正和公司在河北已开发了11万亩黄连木种植基地（1亩=666．67 m2，下同），每年可产果实20-30 kt，可获得生物柴油原料8000-10 000 t，该公司计划在此基础上建立年产生物柴油50-200 kt的炼油化工厂。目前该公司在河北邯郸建成年产10 kt的生物柴油工厂。四川古杉集团建成年产30 kt生物柴油工厂。北京等省市也已经建成一定规模的生产线。上述这些生产线目前均是利用垃圾油或植物油脚、餐饮废油等为原料生产生物柴油。在今后5年内，我国将建成年产20-50 kt 规模的生物柴油产业化示范工程。 原料供应途径 生物柴油大规模生产的主要问题是原料的成本。生物柴油生产成本中大约75%是原料成本，原料路线的选择对于生物柴油的竞争力至关重要。虽然我国目前生产生物柴油的原料来自菜籽油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油和地沟油等多个途径，但是未来的原料供应将主要走非粮路线。 中国为什么不能以大豆、油菜籽为原料呢?主要原因有三方面。 （1）目前中国植物油脂的食用缺口太大。尽管当前中国人均食用油消费水平较低，但国内生产仍不能满足消费需要。据有关部门测算，2006年我国食用植物油消费量约21 000 kt，2007年在22 500 kt左右；2007年我国进口食用植物油8380 kt，比上年增加1690 kt。这决定了今后很长时间内，中国食用植物油生产只能是力争满足人们生活需要，不可能出现足量剩余植物油用来发展生物柴油。 （2）中国植物油脂的增产潜力不足。我国目前种植大豆和油菜的平均含油量及单产较世界平均水平都低，这使我国植物油的增产具有一定潜力，但其开发仍然有限，即使完全达