生物柴油的合成过程

菜籽油超声波法制备生物柴油的研究一、前言随着环境污染和能源危机的加剧，如何提高能源利用效率、降低能源消耗量，加强清洁能源的利用成为全世界关注的焦点。

在这一背景下，生物柴油作为一种可替代传统石化柴油的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭的优点，且其燃烧产生的温室气体排放量和有害物质排放量低于石化柴油。

因此，制备生物柴油已经成为国内外科学家研究的热点。

目前，生物柴油制备的方法主要有两种，一种是通过生物质、动植物油等天然资源制备生物柴油。

另一种则是通过利用微生物的代谢工程合成生物柴油。

不同的制备方法具有不同的优点和缺点。

作为常见的可用于生产生物柴油的油源之一，菜籽油在制备过程中容易降解，易氧化、酸价高、粘度大，且含有一定的杂质。

如何制备纯净的生物柴油成为了提高生物柴油利用效率的重要方法。

二、超声波制备生物柴油的研究现状超声波技术作为一种能够在液体中引起高频振荡的物理过程，已经在生物能源的制备领域中得到了广泛的应用。

其主要优点是可以快速、高效地加速液态反应过程，提高传质和反应速率，同时还可以降低生产成本。

因此，超声波技术已经被应用于处理有机物的氧化、酯化、加氢处理，以及生物质的制备等领域。

超声波法制备生物柴油是一种基于超声波技术的化学反应过程。

该方法主要依靠超声波的频率与能量作用，打破物料的表面张力，促进反应物的混合与传质，进而提高反应的效率和速率。

目前，国内外许多学者通过超声波技术制备生物柴油，大量的实验表明，超声波技术能够构建高效、安全、环保的生物柴油制备方法，且该方法可以大幅降低制备成本。

三、菜籽油超声波法制备生物柴油的研究1.超声波法制备菜籽油生物柴油依据文献，我们得知利用菜籽油合成生物柴油的过程是：首先将菜籽油和甲醇混合，加入催化剂进行反应。

此时，加入超声波后可通过高频振荡产生的超声波促进催化剂、甲醇与菜籽油之间的混合，在较短的时间内使反应达到饱和，从而降低反应时间和催化剂的用量，提高了生物柴油的产率。

第一代和第二代生物柴油的技术路线第一代生物柴油的技术路线主要是利用玉米、甘蔗、大豆等作物的油脂成分作为原料，经过脱脂、酯化等反应制得生物柴油。

具体步骤包括：1. 原料准备：选择合适的农作物，采集油脂含量高的种子或果实。

2. 脱脂：将油脂经过压榨或溶剂提取的方式进行脱脂，去除杂质。

3. 碱催化酯化：将脱脂后的油脂与碱催化剂（如氢氧化钠）进行酯化反应，将油脂转化为酯类化合物。

4. 中和酯化产物：将酯化产物中的酸性物质进行中和处理，以确保生物柴油的稳定性。

5. 精炼：对中和后的酯化产物进行精炼处理，以去除杂质和水分。

6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。

7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。

第二代生物柴油的技术路线主要是利用生物质（如农作物秸秆、木材碎屑、食物废弃物等）中的纤维素和木质素等成分制得生物柴油。

具体步骤包括：1. 生物质预处理：将生物质进行粉碎、干燥等预处理，以提高其可降解性和转化效率。

2. 析解：采用热解、酸解、酶解等方法将纤维素和木质素等成分分解为糖类或单体糖。

3. 发酵：将糖类或单体糖与适当的微生物（如酵母、细菌）进行发酵，产生酒精（如乙醇）。

4. 混合醇：将酒精与适当的催化剂（如氢氧化钠）进行催化合成，生成混合醇。

5. 精炼：对混合醇进行精炼处理，去除杂质和水分。

6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。

7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。

第二代生物柴油相比第一代生物柴油更具可持续性和环保性，因为它利用生物质废弃物作为原料，不需要为了生产生物柴油而种植额外的农作物，减少了对食品资源的竞争。

此外，它还可以有效利用农作物废弃物和食品废弃物等生物质资源，减少了废弃物处理的负担。

生物柴油的合成与优化随着全球对可再生能源需求的增加，生物柴油作为一种可替代传统石油燃料的绿色能源逐渐受到人们的关注。

生物柴油是通过将植物油或动物脂肪经过催化剂催化反应，转化为柴油燃料的一种可再生能源。

本文将探讨生物柴油的合成过程以及优化方法。

生物柴油的合成主要分为两个步骤：转酯化反应和酯化反应。

转酯化反应是将植物油或动物脂肪与醇类反应生成酯类化合物。

这一步骤需要催化剂的存在，常用的催化剂有碱催化剂和酸催化剂。

碱催化剂通常使用钠或钾，而酸催化剂则常用硫酸或盐酸。

转酯化反应的优化可以通过调节反应温度、催化剂用量和反应时间等因素来提高反应效率和产物纯度。

酯化反应是将酯类化合物与醇类反应生成生物柴油。

这一步骤同样需要催化剂的存在，常用的催化剂有硫酸或盐酸。

酯化反应的优化可以通过调节反应温度、催化剂用量和反应时间等因素来提高反应效率和产物纯度。

此外，选择合适的醇类反应物也是优化酯化反应的重要因素。

常用的醇类反应物有甲醇、乙醇和丙醇等。

不同醇类反应物对反应速率和产物性质有着不同的影响，因此选择合适的醇类反应物可以提高生物柴油的合成效率和质量。

生物柴油的合成过程中还存在一些问题需要解决。

首先，催化剂的选择对反应效率和产物质量有着重要影响。

目前，研究人员正在寻找更高效的催化剂，以提高生物柴油的合成效率。

其次，反应条件的优化也是关键。

反应温度、催化剂用量和反应时间等因素的选择需要综合考虑，以达到最佳的反应效果。

此外，废催化剂的处理也是一个问题。

废催化剂中含有一定量的催化剂残留和产物杂质，需要进行合理的处理，以减少对环境的污染。

为了进一步优化生物柴油的性能，研究人员还通过添加添加剂来改善其燃烧性能和稳定性。

常用的添加剂有抗氧化剂、抗磨剂和增溶剂等。

这些添加剂可以提高生物柴油的抗氧化性能、降低摩擦损失和改善燃烧效率。

此外，还可以通过改变原料的组成和比例来优化生物柴油的性能。

例如，可以选择不同种类的植物油或动物脂肪作为原料，或者调整不同原料的比例，以获得更理想的生物柴油产品。

生物柴油合成反应的机理研究生物柴油作为一种新型的可再生能源，在当今世界上得到了越来越广泛的关注。

生物柴油合成反应作为生物柴油生产的关键环节，其机理研究对于提高生物柴油产率、降低成本和提高质量具有重要意义。

本文将从反应原理、催化剂研究和反应条件等方面探讨生物柴油合成反应的机理研究进展。

一、反应原理生物柴油合成反应的主要原理是在催化剂的作用下，将生物质原料中的油脂分子通过酯化或转酯化反应转化为柴油。

其中最常用的反应是酯化反应，其反应式如下：RCOOH + R′OH → RCOOR′ + H2O该反应是一种酸催化反应，反应物是油脂和甲醇，反应产物是生物柴油和水。

在该反应中，油脂和甲醇在一定温度和压力下加热搅拌，加入酸性催化剂（如硫酸、氢氯酸等）后，反应会快速进行。

生物柴油与水形成两相，分别通过分离器进行分离后，即可得到生物柴油。

二、催化剂研究催化剂是生物柴油反应过程中的关键因素之一。

不同种类的催化剂对生物柴油合成反应的影响不同。

常用的催化剂有酸催化剂、碱催化剂、酶催化剂等。

1. 酸催化剂酸催化剂是生物柴油反应中最常用的催化剂之一，其作用是加快油脂和甲醇的反应速率，从而提高生物柴油产率。

硫酸、氢氯酸等典型的强酸催化剂通常是使用量比较小但效果比较好的催化剂，但需要注意的是过量的酸催化剂会降低酯化反应的产率。

2. 碱催化剂碱催化剂是一种较为常见的生物柴油催化剂，常用的碱催化剂有氢氧化钠、氢氧化钾等。

碱催化剂的反应速率相对慢一些，但是催化效率高，转化率也较高。

此外，由于酸催化剂容易使得反应溶液出现酸性，而过多的酸性会对环境与设备产生危害，因此用碱催化剂合成的生物柴油在理化性质和环境影响上都比较适宜。

3. 酶催化剂酶催化剂是生物柴油生产过程中最环保的催化剂之一。

它是一种天然的催化剂，具有高效、快速、温和、可控和对环境影响小等优点。

酶催化剂分为脂肪酶和脂肪酸转移酶两类，可以选择性催化出生物柴油，但是目前酶催化剂的底层技术还不完善，其生产成本也较高。

生物质间接液化制备柴油（BTL）BTL柴油技术是先将生物质在高温、高压条件下气化得到合成气，再经FT（费托）合成得到清洁柴油或化工产品，所得柴油十六烷值可高达85，性能优于石油基柴油，是一种最具前途的生产生物柴油技术。

图1是其典型流程图。

从自然界中获得的秸杆等植物生物质先进行预处理——磨碎和干燥，然后通过气化装置进行气化，产生的气体中除了含有CO和H2外，还含有焦油、多种无机物和有机物，如CxHy、HCl、NH3等，需要进一步净化，同时还可根据要求对气体的组成进行调整，最后进入FT合成装置进行FT合成制备燃油。

FT合成催化剂通常包括下列组分：活性金属(第VIII族过渡金属)，氧化物载体或结构助剂(SiO2，A12O3等)，化学助剂(碱金属氧化物)及贵金属助剂(Ru，Re，Cu等)。

我国的中科院山西煤化所与英国BP 合作正在进行FT催化剂方面的研究。

图1 生物质气化-FT成合成生物柴油流程图在FT反应中，长链液态烃应该具有高的选择性和高的收率。

为了获得长链烃，生长概率（growth probability）α需接近1。

催化剂对α影响非常大，但同时反应温度、反应物及惰性化合物的分压、FT 合成技术都有影响。

Ru和Co催化剂的α要比Fe催化剂的高。

合成气在FT反应器中转化的程度受催化剂类型、反应器大小和技术的影响。

气相产物中包括未反应的CO和H2及FT合成产物。

FT合成产物中有气态烃（C1～C4）、石脑油（C5～C10）、柴油（C11～C12）和蜡组分（>C20）。

其中超过5个碳的有机物很容易通过冷凝分离和回收，并被用作燃料；蜡状物质进行选择性加氢裂化生产C10～C20的中间馏分，并进行异构化以提高低温流动性，然后进行常规蒸馏以获得燃料。

尾气中通常含有未反应的H2、CO及低碳烷烃。

为了获得最大收率，尾气（部分）可以进入反应器循环利用，并在循环反应部分加入重整装置和转移反应器进行重整和转移反应，或作为FT合成的副产品直接燃烧供热/发电。

技术｜地沟油制备生物柴油的技术方法目前，生物柴油的制备技术方法主要有直接混合法、微乳法、热解法和酯交换法。

我国地沟油的来源广且分散，具有含固体杂质多、含水分高、酸值高的特点。

地沟油制备生物柴油一般要先经过除水、机械除杂、除酸、脱色等预处理，然后利用酯交换法或加氢裂化法制备成生物柴油。

酯交换法制备生物柴油张勇以废弃地沟油为原料，经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油，第一步为酸催化预酯化反应，主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应，进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油。

通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比10∶1、催化剂用量1%、反应温度70℃、反应时间4小时;转酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比20∶1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4小时。

在最佳反应条件下，甘三酯的酯化率可达到86.89%。

利用该方法制备的生物柴油在闪点、冷滤点等方面要优于0号柴油，在储运过程中更安全;同时能够在更宽的温度范围内使用。

研究同时发现将利用该方法制备的生物柴油与0号柴油按照B20调和后，不仅能够大大降低生物柴油的黏度，使挥发性得到改善，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。

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。

地沟油制备生物柴油随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，生活垃圾的产生量也随之增加。

而其中最危害环境的就是地沟油。

地沟油是指用废弃动植物油脂和工业废油混合制成的一种低成本非法食用油。

地沟油中含有大量的不饱和脂肪酸，长期食用会引起胆固醇升高、动脉硬化等疾病，对人体健康造成极其严重的影响。

为了解决这一问题，地沟油制备的生物柴油成为了一种新的技术手段。

地沟油中主要成分是脂肪酸甘油酯，而生物柴油就是由脂肪酸甘油酯经过酯化反应制得的，因此地沟油制备生物柴油的关键在于如何提取其中的甘油酯。

甘油酯是由脂肪酸和甘油通过酯化反应合成的化合物。

地沟油中因为混杂了各种不同来源的油脂，因此其容易受到水、酸和杂质的污染，会影响甘油酯的提取。

地沟油制备生物柴油的第一步是对地沟油进行预处理，去除其中大部分的水和杂质。

这一步的关键在于在不太影响油质的前提下，尽可能的去除空气、水分和一些杂质，例如重金属、杂质酸等，以减少下一步酯化反应的干扰。

这一步可通过多种方式进行，如热油脱水、分离、酸洗等。

地沟油预处理后再进行酯化反应。

酯化反应是将酸与醇进行酯化反应，生成酯的化学反应。

在地沟油制备生物柴油的过程中，主要是将其中的甘油酯提取出来。

这一步可以通过多种方式进行酯化反应，例如催化酯化、微波反应、超声波酯化等。

反应过程需要加入催化剂，可以使用硫酸、硝酸、氯化铵等催化剂，也可以使用离子液体等催化剂。

通常情况下，高温下反应速度会更快，但需适当控制温度，以免油质变质。

整个酯化反应过程需要进行多个步骤，包括酸醇反应、酯转醛反应、醛聚合反应、酯水解反应等。

每一步的反应条件和催化剂选择都需要根据实际情况进行优化，以达到最好的反应效果。

其中，最关键的是酯水解反应，因为只有在酯水解完全的情况下，才能保证甘油酯的纯度和质量。

同时，酯水解过程中还需控制一定的反应时间和温度，以便产生更高的酯收率和甘油酯纯度。

地沟油制备生物柴油需要进行后续的提纯处理。

提纯过程中，可以采用多种方法来去除其中的杂质和色素。

生物柴油的合成
生物柴油是一种基于生物来源的可再生能源，它可以替代传统石油燃料，减少对环境的污染和对地球资源的依赖。

有许多方法可以合成生物柴油，下面将逐一介绍这些方法。

1. 酯交换法合成生物柴油
酯交换是一种常用的合成生物柴油的方法。

它的原理是将动植物油脂与甲醇或乙醇反应，生成甲酯或乙酯等酯类化合物。

在这个过程中，催化剂的作用非常重要，一般使用碱催化剂如钠、钾等。

2. 生长床法合成生物柴油
生长床法是一种革命性的生物柴油生产方法。

该方法利用藻类在一定条件下的光合作用，将二氧化碳转化成生物柴油。

这种方法不需要使用大量的土地和水资源，显著降低了生产成本和环境污染。

3. 细菌法合成生物柴油
细菌法是另一种新兴的生物柴油合成方法。

它利用细菌对生物质进行降解和转化，产生烃化合物，天然石油中的一些碳氢化合物也可以被细菌分解生成生物柴油。

这种方法适用于处理废弃物和其他生物质。

4. 热环境下催化合成法
热环境下催化合成法是生产生物柴油的高效方法之一，在实验室条件下已经得到了较好的应用。

这种方法利用固体催化剂将生物油脂加热到高温，然后进行催化反应，生物柴油产量高，反应速度快。

总的来说，合成生物柴油是一个庞大的领域，有多种方法可以使用。

这些方法的选择取决于经济、环境和可重复性等多个因素，但是无论使用哪种方法，生物柴油的合成是一项有望替代传统石油燃料的高效方法。

生物柴油制备工艺技术进展来源：中国化工信息周刊中国化工信息中心教授级高级工程师朱曾惠近年来，生物质制柴油（Biodiesel)引起了广泛的关注。

2006年9月在德国德累斯顿召开的第一届IUPAC绿色——可连续化学国际会议上发表的一篇报告综合评判了当前生物柴油工业生产工艺进展，本文特摘录以飨读者。

一、第一代生物柴油生产工艺早在1983年，就有人提出应用植物油的甲基酯生产生物柴油。

1992年法国石油研究所（IFP）设计建立了第一套工业装置。

甲基酯是由植物油通过酯交换，将三甘油酯加甲醇转换成脂肪酸甲酯（FAME），反应式如下：该反应为催化反应，为提高转换率，甲醇需要过量。

常用的工业生物柴油工艺采纳均相催化，以NaOH或甲醇钠为催化剂。

从反应器出来的双相物料进入静置器中分离。

富酯相必须进行中和、清洗，以清除少量的催化剂（按要求，Na+K的含量要低于5ppm)。

酯交换后的余外催化剂在甘油相中以乙醇酸钠、甲醇钠和钠皂形式显现，需进行回收。

中和时加入盐酸进行，最终甘油纯度一样为80%～95%。

催化反应副产物钠皂可溶于甘油相中，要在中和后进行沉降作为脂肪酸分离，反应造成的缺失达生物柴油生成量的1%。

FAME收率（重量%）取决于原料质量和催化剂的种类，一样在98.5%～99.4%。

中小型企业可采纳间歇式工业化装置，假如产能大于10万t/a,则用连续式较为经济。

Ballestra、Connemann CD，以及鲁奇公司的PSI装置都采纳了连续工艺，这些工艺由2～3台反应釜串连，每一步催化反应后，甘油都要通过分离去除。

由于产品酯要符合冷性能和稳固性等相关指标，因此对原料植物油的选择有专门大的限制。

迄今为此，只有食用植物油符合要求，因此存在与食品争原料的问题。

此外，该工艺产生大量的副产物粗甘油。

二、第一代生产工艺改进1. 采纳非均相催化解决副产品甘油纯化问题最简便的途径是采纳非均相催化。

IFP 差不多开发出此工艺并于2006年在法国南部建成第一套工业装置。

菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用随着环境污染的日益加重，石油资源的日益枯竭，世界各国都在寻找新的替代能源，其中生物能源展现出了巨大的潜力。

作为最有希望替代传统石油的生物柴油，一直是能源领域的研究热点。

本文将着重探讨菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用。

一、菜籽油菜籽油是一种从植物油中提取的非常健康的油，适用于烹饪、油炸、腌制和烤肉等。

而且，菜籽油还在生物柴油的生产中扮演着重要的角色。

除了其低成本外，菜籽油的每蒸发净化后可以被利用为质量基准，从而得出更纯净的柴油产品。

二、甲醇生物柴油制备技术甲醇生物柴油制备技术是生产生物柴油的重要方法之一，其制备过程是通过甲醇和植物油进行化学反应，产生与传统柴油相似的燃料。

这种生产方式在生物柴油产业中具有较大的应用前景。

三、菜籽油甲醇合成生物柴油的研究随着生物柴油产业的逐渐成熟，菜籽油甲醇合成生物柴油的研究也备受关注。

在这种制备中，菜籽油中的不饱和脂肪酸化学反应相对较少，其可转化为其它有用化合物的机会也减少了。

生产菜籽油甲醇合成生物柴油的过程如下:首先，菜籽油酯通过催化剂转化为菜籽油甲醇酯，然后在酸催化剂的作用下加压脱甲醇，形成生物柴油。

由于甲醇生物柴油制备技术具有很高的效率和生产成本表现优良，因此制备生物柴油的菜籽油甲醇合成方法是非常具有前途的。

四、菜籽油甲醇合成生物柴油的应用生物柴油是一种完全可再生的燃料，它可以用于各种液体燃料发动机。

这种燃料可以用于混合燃料、地热燃料、煤炭和沙子上的燃料等领域。

菜籽油甲醇合成生物柴油作为一种低污染、环保的燃料，对于环境的改善和促进社会的可持续发展有着积极的作用。

应用该燃料不能仅仅为了实现可持续发展，还可以减少世界各国对石油的依赖，保证能源供应的稳定性，进而保障国家的经济与社会的发展。

总之，菜籽油甲醇合成生物柴油的研究及其应用具有灿烂的前景。

我们必须在理解它的实用性和影响力的同时，认真投入研究工作，促进其发展，为全球能源结构的调整和生态环境的长远发展做出贡献。

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。

生物柴油生产方法3 生物柴油的生产方法到目前为止，制备生物柴油的方法可分为两大类：物理法和化学法。

3.1 物理法包括直接混合法和微乳化法。

其原理均是将植物油与石化柴油及改良剂等按比例混合，但长期使用会导致气阀积碳等不良效应，因此物理法生产的柴油不能称之为合格的生物柴油。

3.1.1 直接混合法。

植物油因为其粘度高而无法直接在柴油发动机上使用。

直接混合法是将天然油脂与石化柴油、化学溶剂或醇类直接混合使用，通过将天然油脂与柴油混合使用低粘度和提高挥发度。

1983年Adams等[9]将脱胶的大豆油与2号柴油以1：2的比例混合，在直接喷射涡轮发动机上进行600h的试验，结果表明可以作为农用机械的替代燃料。

Recep[9]发现在柴油机上可以使用植物油代替柴油，但因为植物油变稠致使粘度增加和低温下有凝胶现象，因此植物油替代柴油仍有问题。

直接使用植物油时，不饱和脂肪酸的聚合和由于氧化或热解时形成的胶会导致不完全燃烧和结炭较厚。

直接混合法的优点是方法简便，可获得良好的动力性，能达到标定功率；但使用植物油存在冷启动难，在贮存和燃烧过程中容易出现凝胶、碳沉积，润滑油粘度增大等缺点。

3.1.2 微乳化法。

微乳化法是将动植物油与溶剂、微乳化剂混合，或者添加表面活性剂降低生物柴油的粘度，制成一种微乳状生物柴油的方法。

Coering[10]用50％的2号柴油、25％的大豆油、20％的1-丁醇和5％的乙醇制成的微乳状液体系通过了EMA (Engine Manufacturers Association)200h的测试，可以用在柴油机上代替柴油使用。

乳液中正丁醇含量愈高，其分散性愈好，粘度愈低。

微乳法的特点是解决了直接混合法的高粘度问题；但在实验室规模的耐久性试验中，碳沉积严重，燃烧不完全，润滑油粘度增加。

3.2 化学法包括热裂解法、酯化法和酯交换法。

目前生物柴油主要是通过酯交换反应或酯化反应来完成。

3.2.1 高温热裂解法高温热裂解法是在常压、快速加热、超短反应时间的条件下，使生物质中的有机高聚物迅速断裂为短链分子，并使结炭和产气降到最小限度，从而最大限度地获得燃料油。

工艺、技术与设备选型1.1 生产工艺采用目前生产生物柴油的普遍方法——化学法生产：植物和动物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂的作用下，进行酯化反应生成脂肪酸酯生物柴油。

生产工艺分四步进行：预处理、酯化、生物柴油精馏、甘油精制。

项目具体的生产工艺流程如图所示。

前处理阶段（水洗脱胶、除杂）反应阶段（酯化反应-酯交换反应）成品脱色阶段2(1)预处理将废弃油脂加入到脱油罐中，通入水化使油脂中的固体颗粒、磷脂、蛋白质等杂质溶解在水中形成分液层。

下层混合物由罐底排出。

脱胶油后的油脂通过去除原料中水分得到标准原料油。

(2)酯化反应标准原料油与甲醇经混合后再与酸性催化剂混合，然后进入合成反应器。

混合物料在反应器控制反应压力（正压）、温度，并控制甲醇量，搅拌器充分搅拌混合的环境下反应，经化验分析合格后结束，迅速冷却并停止搅拌。

酯化反应主要是动植物酸与甲醇反应生成甲酯和水；甘油酯中丙三醇被甲醇取代，生成低碳链甲酯和甘油。

反应混合物沉降分为油相和水相，经离心机分离。

油相去中间罐。

到下一步进行酯交换反应；水相到废水处理。

(3)酯交换第二步油相与甲醇经混合后再与碱性催化剂混合，然后进入合成反应器。

混合物料在反应器控制反应压力（正压）、温度，并控制甲醇量，搅拌器充分搅拌混合的环境下反应，经化验分析合格后结束，迅速冷却并停止搅拌。

酯交换化反应主要是甘三酯与甲醇反应生成甲酯和甘油；甘油酯中丙三醇被甲醇取代，生成低碳链甲酯和甘油。

反应混合物沉降分为油相和水相，经离心机分离。

油相去半成品罐进行下一部精致；水相分离甘油。

（4）柴油精馏粗柴油由柴油中间罐自流（自动液位控制）到柴油水洗塔，被来自中和塔饱和热水充分洗涤。

混合液自流到柴油分液罐，上层精制柴油干燥后经泵打至精馏系统，通过精馏塔被进一步精馏的甲酯进入接受器，然后进入成品罐。

（5）甘油精制粗甘油及生成水进入碱液分离罐分离后，再经过干燥后得到甘油产品。

（6）水相综合利用碱液分离罐分离的碱液多次循环使用后与甲醇精馏塔塔底液一起打入中和塔。

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，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。