生物柴油生产工艺简介

生物柴油的合成过程
1、化学法生产，用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠或醇甲钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温下发生酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油；
2、生物酶合成法，用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。

酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点；
3、工程微藻法，美国国家可更新实验室通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”，其优越性在
于：微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产的生物柴油不
含硫，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境；
4、废油脂生产生物柴油，原料油脂干燥，将原料油脂加热到120摄氏度，真空脱水干燥，控制原料含水在百分之0.5
以下。

生物柴油是一种较为洁净的合成。

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。

生物柴油的制备工艺
生物柴油的制备工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择适合制备生物柴油的油料植物或动物脂肪作为原料，并进行初步处理，如清洗油料、除杂、破碎等。

2. 提取油脂：通过压榨、溶剂提取等方法将油料中的油脂提取出来。

3. 杂质去除：对提取的油脂进行精炼处理，去除杂质、水分、酸、碱等有害物质，通常采用脱色、脱臭、脱水等工艺。

4. 酯交换反应：将精炼的油脂与甲醇与催化剂一起进行酯交换反应，生成甲酯（生物柴油）和甘油。

5. 分离甲酯：通过沉淀、蒸馏等方法分离甲酯和甘油，得到纯净的生物柴油。

6. 后处理：根据需要对生物柴油进行进一步处理，如添加抗氧化剂、添加柴油切割剂等。

7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并分装成不同规格的包装，待销售或使用。

需要注意的是，生物柴油的制备工艺因原料类型和工艺条件的不同而有所差异，上述工艺只是一种常见的制备方法，具体工艺流程还需根据实际情况进行调整。

生物柴油工艺流程生物柴油是一种可再生的燃料，由植物油或动物脂肪制成。

它是一种绿色能源，可以减少对化石燃料的依赖，减少温室气体排放，对环境友好。

下面是生物柴油的工艺流程。

1. 原料选择：生物柴油的原料可以是各种植物油和动物脂肪，常见的植物油包括大豆油、棕榈油和废弃食用油等。

动物脂肪来自于畜牧业的副产品，如猪油和鸡油等。

2. 预处理：原料中可能含有杂质，如水分、杂质和酸性物质等。

首先需要对原料进行预处理，包括去除杂质和酸性物质，以确保后续工艺的顺利进行。

3. 酯化反应：将经过预处理的原料与醇进行酯化反应。

酯化反应是将油脂中的甘油与醇萃取出来，得到甘油酯，也就是柴油。

反应过程需要催化剂的存在，催化剂可以是碱性物质或酸性物质。

4. 分离：酯化反应结束后，需要将产生的甘油酯与剩余的醇、催化剂等进行分离。

分离的方法可以是蒸馏、萃取或离心等，目的是得到纯净的甘油酯。

5. 清洗：分离后的甘油酯中可能还含有一些杂质，如催化剂残留和酸性物质。

为了得到高质量的生物柴油，需要对甘油酯进行清洗。

清洗的方法可以是水洗或酸洗，通过与水或酸的接触来去除杂质。

6. 脱色：甘油酯清洗后，还可能存在一些色素，需要进行脱色处理。

脱色的方法可以是活性炭吸附、氧化脱色或氯化脱色等。

7. 反应器再生：在整个生物柴油生产过程中，催化剂会逐渐失活，需要进行再生。

催化剂的再生方法可以是洗涤、焙烧或添加再生剂等。

8. 添加剂：为了提高生物柴油的性能和稳定性，常常需要添加一些添加剂。

例如，可以添加抗氧化剂、抗磨剂和防腐剂等。

9. 检测和质量监控：生产生物柴油后，需要进行质量检测和监控。

常见的检测指标包括酯值、水分、密度、闪点和凝点等。

只有通过质量检测合格的生物柴油才能投入市场使用。

10. 储存和运输：生物柴油可以储存在储罐中，也可以进行运输。

在储存和运输过程中，需要注意防止生物柴油受到水分和氧化的影响。

以上是生物柴油的工艺流程。

生物柴油的生产是一个复杂的过程，需要严格控制每个环节的操作条件和参数，以保证生产出高质量的生物柴油。

简述制备生物柴油的主要方法
生物柴油的主要制备方法包括以下步骤：
1.植物油或动物脂肪的提取
提取植物油或动物脂肪是制备生物柴油的第一步。

一般来说，常用的
植物油包括油菜籽油、大豆油、棕榈油等，常用的动物脂肪包括猪油、牛油、鸡油等。

提取的原料中必须含有高含量的油脂。

2.预处理
植物油或动物脂肪在提取后需要进行预处理，主要是去除水分、杂质
和游离脂肪酸等。

这一步骤可以通过压榨、过滤、脱水和脱臭等方式
进行。

3.转化反应
将经过预处理的植物油或动物脂肪与醇类或甲醛等反应，生成脂肪酯。

这一步是制备生物柴油的关键，常用的反应方式包括碱催化法、酸催
化法、酯化法等。

4.分离和净化
经过转化反应后生成的脂肪酯需要进行分离和净化。

这一步可以通过
重力分离、离心分离和蒸馏分离等方式进行。

5.加工调配
分离和净化好的脂肪酯需要进行加工调配，主要是将不同类型的脂肪
酯混合，以满足各种不同的使用要求。

6.生物柴油储存和前置处理
加工调配好的生物柴油需要进行储存和前置处理。

前置处理包括过滤、脱水和脱氧等步骤，以去除水分、杂质和氧化物等。

7.生物柴油使用
生物柴油可以作为替代传统石油柴油的燃料使用，在汽车、船舶、发
电机等领域都有广泛应用。

其优点包括绿色环保、可再生等。

生物柴油的生产技术与工艺随着全球经济的快速发展以及能源危机的出现，全球对于可再生清洁能源的需求越来越高。

在这样的背景之下，生物柴油逐渐成为了能源领域的重要之一。

生物柴油是一种可再生能源，与传统的石油能源相比，它能够更好地减少温室气体的排放，减少对环境的污染。

同时，生物柴油还是一种高附加值的能源产品，其生产和销售都拥有非常广泛的市场。

一、生物柴油的定义生物柴油，也称为生物燃料，是由动植物油或脂肪酸甲酯制成的燃料，它与传统的石油燃料相比，具有可再生、可降解的特性，以及更低的烟雾排放和更高的环保性能，同时生物柴油也更具有可持续性。

二、生物柴油的生产技术1. 醇法生产方法醇法是生产生物柴油最为常用和主流的一种方法，其主要流程为脂肪酸与甲醇反应生成脂肪酸甲酯（BDF），反应中需要添加催化剂。

催化剂通常采用碱类或酸类催化剂，其作用是促进酯化反应的进行。

BDF是由水解、脱水、甲醇脱出等组成的，并可以被直接用于发动机燃料。

2. 生物油直接燃烧法直接燃烧法是一种简单、方便的生产方法，其主要原料是由胶质（如油菜籽和锦鸡儿）或油类物质（如棕榈油和大豆油）提炼后获得的生物油。

生物油在燃烧时会产生二氧化碳和水，其中水可以被循环再利用。

而生物油直接燃烧法的缺点在于其原料的储存难度大以及热值相对较小。

3. 生物质/废弃物焚烧法生物质/废弃物焚烧法通常采用生物质或废弃物为原料，通过高温氧化反应将原料转化为燃料而制成生物柴油。

这种生产方法的优点在于相对于其他方法，它所使用的原料来源相对更加广泛，使用的过程更加环保，可以有效地减少酸性气体和颗粒物的排放。

三、生物柴油的工艺1. 原料处理生物柴油用的原料一般为植物油和脂肪酸。

在加工过程中，除去杂质和有毒物质是非常关键的。

要想获得高纯度的生物柴油，必须先对原料进行处理，提高其纯度，同时采取一些必要的预处理措施，如调整其酸值、水分等。

这样可以帮助提高反应的转化率，保证生产质量的稳定性，从而也可以提高产量。

生物柴油制备技术介绍目前，生物柴油的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，虽然简单易行，能降低动植物油的粘度，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，三甘油酯分步转变为二甘油酯、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。

（1）酸催化法。

酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂，主要有硫酸、盐酸和磷酸等。

在酸催化法条件下，游离脂肪酸会发生酯化反应，且酯化反应速率要远快与酯交换速率，因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油，其产率高，但反应温度和压力高，甲醇用量大，反应速度慢，反应设备需要不锈钢材料。

工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。

（2）碱催化法。

碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂，一般为NaOH、KOH、NaOH 以及有机胺等。

在无水情况下，碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。

传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂，它们的催化活性与其碱度相关。

碱金属氢氧化物中，KOH比NaOH具有更高的活性。

用KOH作催化剂进行酯交换反应典型的条件是：甲醇用量5%-21%，KOH用量0.1%~1%，反应温度25-60℃，而用NaOH 作催化剂通常要在60℃下反应才能得到相应的反应速率。

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。

生物柴油的生产和应用
随着人们对环保意识的不断提高，生物能源逐渐成为热门话题。

而生物柴油作为一种新型的可再生能源，其生产和应用也越来越
受到关注。

生物柴油的生产
生物柴油主要是由植物油或动物油转化而来。

其生产过程可以
简单概括为以下几个步骤：
1. 油料生产：生产生物柴油的第一步就是获得油料。

常见的油
料有大豆、油菜、棕榈等。

2. 酯化反应：将获得的油料通过酯化反应转化成甲酯或乙酯等
酯类物质，这个过程中需要添加催化剂。

3. 色谱分离：酯化反应后的混合物中含有杂质，需要使用色谱
分离技术将杂质分离出来。

4. 再结晶：去除杂质后的酯类物质需要进一步进行再结晶，以
提高其纯度和稳定性。

5. 加氢：将酯类物质通过加氢反应，得到近似于石油柴油的物质。

生物柴油的应用
生物柴油具有许多优点，比如环保、可再生、安全等。

其在交
通运输行业中的应用也越来越广泛。

以下是几个典型的应用场景：
1. 公交车：许多城市的公交车已经开始使用生物柴油作为燃料，这不仅能够降低尾气排放，还能够提高环保意识。

2. 航空业：研究人员还在探索将生物柴油用于飞机的燃料中，
这一做法将极大地降低航空业的对环境的影响。

3. 农业机械：生物柴油不仅可以用于汽车，还可以用于农业机械，比如农用摩托、拖拉机等。

总结
生物柴油具有广泛的用途，并且其生产成本也不算高。

不过，由于生物柴油的能量密度较低，所以在某些特定的使用场景下，其还需要进一步的优化和改进。

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。