第二代生物柴油研究进展

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体有毒有害的物质。

生物柴油的应用现状及技术进展张　静1,唐恩凌2(11中国石油锦西石化公司研究院,辽宁葫芦岛　125001;21沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳　110168) 摘　要:介绍了生物柴油的主要特性、原料来源及生产工艺;评述了国际上现有的各种生物柴油生产方法;给出了国内外生物柴油应用现状及技术进展;对我国生物柴油发展应解决的技术问题进行了概述,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;酯交换反应 中图分类号:TE626.24 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)0820023208 生物柴油是生物质能的一种形式,其主要成分为通过动植物油脂转化而来的高级脂肪酸的低碳烷基酯混合物,因其物化性能与石化柴油相近,并可以直接代替石化柴油或与普通石化柴油以任意比例互溶代替石化柴油使用而得名。

与来自于石油的石化柴油相比,生物柴油具有环境友好、在使用过程中可降低有害废弃物排放等多方面环保优点,加之占世界能源消耗量40%的石油因资源量极为有限,造成原油和燃料油市场价格巨幅波动,生物柴油作为一种优质生物质可再生能源,自20世纪90年代以来在世界范围内形成了研究开发热潮,并已经形成快速发展的产业。

我国是世界上经济发展最为迅速的国家之一,对能源的需求量长期持续高速增长,在现在的能源消耗构成中,除煤炭能够满足自给外,石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要,特别是石油。

我国2003年消耗石油215亿t,从国际市场上进口高达9100万t,国际依存度高达3614%,从各种渠道得到的数据表明,2004年我国石油进口量将突破亿t大关,达到112亿t,石油的国际依存度也将突破40%。

国际石油价格的高企,不仅增加了购买石油的外汇消耗,而且给我国经济的稳定发展造成不容忽视的负面影响。

与矿物柴油相比,生物柴油具有环境友好的特点,其柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10,颗粒物为20%,CO2和CO排放量仅为10%。

生物柴油的发展现状
生物柴油是一种可再生能源，由植物油或动物油经过一系列化学反应制成的燃料。

它被广泛认为是一种环保的替代石油能源的选择，因为它能减少温室气体排放和对有限能源资源的依赖。

目前，生物柴油的发展正在全球范围内迅速增长。

许多国家和地区纷纷制定了相关政策和法规来鼓励和推动生物柴油产业的发展。

这些政策包括减少生物柴油生产成本、提供税收优惠、建立生物柴油生产基地等。

这些措施在一定程度上促进了生物柴油的市场需求和产量增长。

另外，技术的不断进步也推动了生物柴油的发展。

生物柴油研究领域涉及新的生产方法和原料开发，以提高生物柴油的质量和产量。

例如，一些研究人员正在研发第二代生物柴油技术，使用纤维素和木质素等非食品农作物废弃物来生产生物柴油，进一步减少了生产成本和对食品原料的需求。

此外，生物柴油的市场也面临一些挑战。

与传统石油能源相比，生物柴油的产量仍然相对较低，价格也较高。

这导致了生物柴油在市场上的竞争力相对较弱。

另外，生物柴油的生产还存在一些环境和社会问题，例如对土地使用的需求和影响食品产业等。

综上所述，尽管生物柴油的发展在全球范围内得到了推动和促进，但仍面临一些挑战。

随着技术的进步和政策的支持，相信生物柴油在未来会继续发展壮大，并成为可持续能源领域的一个重要选择。

地沟油可变身二代生物柴油
作者：
来源：《科学大观园》2020年第18期
近日，中科院青岛生物能源与过程研究所传来喜讯：该研究所与河北常青集团石家庄常佑生物能源有限公司联合攻克沸腾床改造均相加氢工艺生产二代生物柴油技术，并在常佑生物能源公司20万吨/年规模二代生物柴油生产装置上实现成功开车，标志着中科院青岛能源所ZKBH均相加氢技术成为世界上第一个采用液态分子催化成功量产商业化二代生物柴油的技术。

作为ZKBH二代生物柴油技术发明人与常佑工业化项目主持负责人，中科院青岛能源所研究员陈松博士高兴地说，目前，全部装置各项运行指标稳定，在生产中可实现高达80%以上的生物柴油收率，達到世界先进水平，产品质量满足出口欧盟标准。

◎来源|科技日报。

生物柴油的研究进展及其应用前景生物柴油是指由油料作物或废弃物、动物脂肪等原料制成的一种可再生能源。

相比于传统石化柴油，生物柴油具有绿色环保、资源可再生等优势，越来越受到人们的关注和重视。

本文将对生物柴油的研究进展以及应用前景进行介绍。

一、生物柴油制备技术的研究进展生物柴油的制备技术主要包括酯化法、液-液萃取法、微生物法和催化裂解法等。

其中，酯化法是目前应用最为广泛的一种方法。

这种方法通过将油料中的甘油和脂肪酸与催化剂反应生成酯类，再经过脱水、精制等工艺，最终得到生物柴油。

为了提高生物柴油的产率和质量，人们对制备技术进行了不断的研究和改进。

一方面，采用新型催化剂如纳米材料、氢氧化物等，可以提高催化剂的活性和选择性，从而降低催化反应的温度和时间、提高油料的转化率和酯值；另一方面，利用超声波、微波等新型能源通过提高反应速率和温度、扩大界面等，可以加快反应速率、提高酯化效率和产率。

二、生物柴油的应用前景生物柴油具有环保、经济、可再生及区域性等优点，在农业、农村能源、工业、交通等领域都有广泛的应用前景。

1.农业生物柴油的制备原料主要来自于油料作物如油菜、大豆、花生、棉籽等，这些作物的种植和加工生产能够带动农业的发展，同时促进了农民的脱贫致富。

2.农村能源生物柴油的使用能够降低农村能源依赖度，改善农村环境和生态。

生物柴油也可以与生物气和生物质燃料一起形成农村生物能源的系统，带动农业经济的发展。

3.工业领域生物柴油作为新型清洁能源，在工业领域也起到了积极的作用。

生物柴油可以替代传统柴油，减少碳排放、降低空气污染，同时具有稳定、可靠、安全、环保等特点，具有广泛的应用前景。

4.交通运输随着环保意识的提高，生物柴油逐渐被广泛应用于交通运输领域。

生物柴油车辆可以减少排放，达到环保的要求，同时降低能源依赖度，提高能源安全性。

总结：生物柴油是未来可再生能源的重要组成部分，属于绿色、环保、可持续等新型清洁能源，被认为是具有广阔的应用前景的产业。

生物柴油催化剂的研究进展生物柴油催化剂的研究进展来源: 生物技术世界随着经济的快速发展，全球的能源需求量日益增加；而全球范围的石化能源储量正逐渐减少，并且使用石化能源所引起的环境污染更是人类面临的大问题。

因此开发绿色可再生、环保的替代性燃料已成为本世纪人类最重要的研究课题之一。

在这种形势下，生物柴油作为可替代石化柴油的清洁液体生物燃料，具有巨大的潜力和广阔的市场前景。

目前工业上生产生物柴油采用的是酯基转移作用或酯交换反应，即用动物油脂或植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或碱性催化剂和高温条件下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，即得生物柴油（反应原理见图1）。

酯交换反应催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。

下面介绍在酯交换反应中催化剂的研究情况。

酸性催化剂酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如硫酸、磺酸等）和各种固体酸催化剂。

在工业中，最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或两者的混合物。

强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两类典型的酯交换固体酸催化剂，但都需要在较高的温度和较长的时间下反应，且转化率比较低，催化剂的使用寿命短，因此限制了工业应用。

由于酸催化工艺的反应速率较低，在国内外的生物柴油生成装置中，很少采用酸催化的酯交换工艺。

目前，工业中主要是利用酸性催化剂对酸值较高的油脂进行预酯化，然后利用碱性催化剂催化酯交换反应。

碱性催化剂碱性催化剂是酯交换法生产生物柴油中使用最广泛的催化剂，主要有两类：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化液相反应的无机碱催化剂，以及强碱性阴离子交换树脂、阴离子型层柱材料、分子筛、碱（土）金属氧化物、碳酸盐等催化多相反应的固体碱催化剂。

1、无机碱催化剂传统的酯交换反应常采用液相催化剂，如甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾的油溶液等，用量约为1% （油重）左右，反应温度一般是甲醇的沸点，反应速度快，转化率高；但同时也存在着明显的缺点，如反应完成后产品中和洗涤产生大量的工业废水，造成环境污染，这也正是急需改进的一个方面。

生物柴油制备方法及国内外发展现状（3）生物柴油制备方法及国内外发展现状2.4.1.2 有机碱催化酯交换过程传统的酸碱催化酯交换，由于油脂中水和游离脂肪酸易产生大量副产物，分离比较难。

含氮类的有机碱作为催化剂进行酯交换，分离简单清洁，不易产生皂化物和乳状液。

2.4.1.3 多相碱催化酯交换过程在传统的酸碱催化酯交换过程中，催化剂分离比较难。

因此，多相催化酯交换过程逐渐受到人们的关注。

Peterson等首先将多相催化引入油菜籽油的酯交换过程中。

由于多相催化剂的存在，反应混合物形成油-甲醇-催化剂三相，因而反应速率相对较慢，但大大简化了反应产物与催化剂的分离。

Wenlei Xie等人报道了以NaX沸石催化剂负载KOH作为异均相催化剂，通过酯交换法制备大豆油甲基酯的情况。

多相催化虽解决了分离的问题，但反应时间太长，且有些催化剂如分子筛和固体碱制备成本比较高。

此外，催化剂易中毒，需解决其寿命问题[12]。

2.4.2 酸催化酯交换反应碱催化法在低温下可获得较高产率，但对原料中游离脂肪酸(FFA)和水含量有严格限制。

因为在反应过程中，FFA与碱反应产生皂类会在反应体系中起到乳化作用，使产物甘油与脂肪酸甲酯产生乳化而无法分离；所含的水则能引起酯水解，从而进一步引起皂化反应，最终减弱催化剂活性。

因此，碱催化法在实际应用中受到很大限制。

许多研究者开始把目标转向酸催化法，酸催化法虽然反应温度较高，但FFA和少量水的存在对酸催化剂催化能力影响不大。

另外，FFA会在该条件下发生酯化反应，且其速率远大于酯交换速率，这时可采用成本较低废餐饮油(FFA占油重2.0％左右)为原料制备生物柴油，从而降低生产成本，使生物柴油较石化柴油更具竞争力。

2.4.2.1 均相酸催化酯交换反应过程该法常用催化剂有硫酸、盐酸、苯磺酸和磷酸等，多数都是Brpbnsted酸。

硫酸价格便宜，资源丰富，是最常用一种均相酸 5讲座论文催化剂。

用酸催化时，耗用甲醇量要比碱催化时多，反应时间更长，通常要求含水量小于0.5％。

加氢二代生物柴油的制备实验报告
实验目的：通过加氢反应制备出二代生物柴油，并对其性质进行分析。

实验原理：二代生物柴油是指通过加氢反应将生物质转化为柴油燃料。

首先将生物质进行热解，得到生物油；然后通过加氢反应使生物油中的不饱和化合物转化为饱和化合物，从而提高其稳定性和燃烧性能。

实验步骤：
1.将生物质（如杂草、秸秆等）进行热解，得到生物油；
2.将生物油加入加氢反应器中，加入催化剂（如镍铝催化剂），并加入氢气；
3.在适当的温度和压力下进行加氢反应，反应时间根据反应条件而定；
4.反应结束后，将反应产物进行分离和纯化，得到二代生物柴油。

实验结果：得到的二代生物柴油经过性质测试，其性质与传统柴油相似，具有较好的燃烧性能和稳定性，同时还具有低碳排放和可再生等优点。

实验结论：通过加氢反应制备的二代生物柴油具有良好的性能和环保特点，具有广阔的应用前景。

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生物柴油研究现状和发展趋势
生物柴油是由从植物脱脂中提取出来的有机燃料，它可以直接用于汽油发动机和柴油发动机。

近年来，由于汽油和柴油需求的增长，随着油价的上涨，国际社会开始关注可再生能源的利用和发展，而生物柴油的研究也受到越来越多的关注，其发展受到国际社会的广泛重视。

一、生物柴油研究现状
1.生物柴油技术的应用及现状
目前，主要的生物柴油研究表明，生物柴油的产量和质量已能满足汽油和柴油发动机的使用要求，目前生物柴油的生产技术基本比较成熟，已应用于实际工程中。

2.物柴油研究进展
在利用生物柴油作为燃料方面，研究者们正在努力改进提取工艺，努力开发新型燃料添加剂，以提高生物柴油的性能和品质，在发动机燃烧中发挥其更大的作用，优化其性能和能效。

同时，各种生物质燃料的研究也在不断发展，以满足更多的使用需求和更多的环境需求。

二、生物柴油发展趋势
1.家环保政策的推动
为了应对现有的能源危机,一些国家正在制定支持可再生能源发展的政策。

例如，在美国，由于燃油税的影响，生物柴油的需求正在大幅上升。

此外，欧盟也曾经发起一个支持生物质燃料发展的计划，以提高欧洲经济的竞争力。

2.术发展
科学家们正在研究更高效的柴油发动机，以便能够有效地利用生物柴油的能源，通过改进发动机的设计，使其更加适应使用生物柴油，从而提高发动机的性能和能效。

此外，生物柴油燃烧技术也正在研发，以解决生物柴油中含有的微量有机物，以及它们对燃烧过程的影响。

三、结论
以上是生物柴油研究现状和发展趋势的简要介绍。

随着国际社会对绿色能源的需求日益高涨，以及技术的不断发展，生物柴油的研究将朝着更加深入的方向发展，而它的应用将会逐渐扩大。