生物柴油研究进展 ——张赟齐

第36卷第1期2008年1月 化　学　工　程CHE M I CAL E NGI N EER I N G (CH I N A ) Vol .36No .1Jan .2008作者简介:刘学军(1979—),男,博士生,主要从事清洁燃料和再生能源方面的研究,电话(010)62773605,E 2mail:liuxj05@mails .tsinghua .edu .cn;王玉军(1973—),通讯联系人,副教授,主要从事分离及其新能源方面的研究,电话:(010)62773017,E 2mail:wangyujun @mail .tsinghua .edu .cn 。

叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究刘学军,马　婕,朴香兰,王玉军,朱慎林(清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室,北京　100084)摘要:利用叔丁醇作为共溶剂可使棕榈油、甲醇和催化剂形成均相体系,用于酯交换反应制备生物柴油,可以缩短反应时间。

实验以棕榈油为原料,氢氧化钠为催化剂,在带夹套的玻璃反应器内进行反应。

考察了共溶剂质量分数、催化剂质量分数、反应温度、醇油摩尔比等因素对生物柴油产率的影响,获得了最佳反应条件。

实验结果表明,当叔丁醇质量为棕榈油质量的11.6%,催化剂质量为油质量的1.0%,反应温度为60℃,醇油摩尔比为6∶1时,反应2m in 后生物柴油产率达到了90%。

关键词:生物柴油;脂肪酸甲酯;棕榈油;叔丁醇;共溶剂中图分类号:T Q 645.1 文献标识码:A 文章编号:100529954(2008)0120041203Preparati on of bi odi esel with tert 2butyl alcohol as a co 2solventL I U Xue 2jun,M A J i e,P I AO X i a ng 2l an,W ANG Y u 2jun,ZHU Shen 2li n (State Key Laborat ory of Che m ical Engineering,Depart m ent of m ical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract:Transesterificati on of pal m oil t o bi odiesel p r ocesses in a single phase s oluti on of the triglyceride,methanol and catalyst using tert 2butyl alcohol as a co 2s olvent .The reacti on ti m e can be declined significantly .The transesterificati on of pal m oil t o bi odiesel with Na OH as a catalyst was carried out in a jacketed glass react or .The effects of reacti on conditi ons on bi odiesel yield,such as a mount of co 2s olvent,mass rati o of catalyst t o pal m oil,reacti on te mperature,molar rati o of methanol t o oil,were investigated .The results showed that bi odiesel yield reached 90%under the conditi on of 11.6%tert 2butyl alcohol by mass of pal m oil,1.0%Na OH by mass of pal m oil,6∶1molar rati o of methanol t o pal m oil,60℃and 2m in of reacti on ti m e .Key words:bi odiesel;fatty acid methyl ester;pal m oil;tert 2butyl alcohol;co 2s olvent 生物柴油是指以动植物油脂为原料经过酯交换反应制得的长链脂肪酸甲酯(F AME ),它具有十六烷值高、润滑性好、硫含量低、环境友好等特点,是压燃式柴油机的主要替代燃料[1—2]。

“非粮”木本生物柴油新资源开发及生物柴油特性的比较分析张赟齐;贾黎明;陈志钢;赵学明;苏淑钗【摘要】我国已确立了生物柴油“不与民争粮,不与粮争地”的发展思路,意味着“非粮”木本生物柴油在未来的产业发展中将起到重要作用.对相关新资源开展合理的筛选和开发成为突破生物柴油原料短缺困局的选择之一,能有效拓宽原料来源并降低成本.介绍了我国已有分布的“非粮”木本生物柴油新资源,并对26种“非粮”木本原料油脂肪酸组成和生物柴油特性进行了比较分析,通过聚类分析建立了以脂肪酸种类为变量的5大类别,且对原料油组成特性和生物柴油性能参数进行了模型拟合,拟合度较高,为预测生物柴油性能提供参考依据.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2016(041)012【总页数】8页(P1-8)【关键词】“非粮”木本生物柴油;新资源开发;原料油特性;生物柴油性能;回归拟合【作者】张赟齐;贾黎明;陈志钢;赵学明;苏淑钗【作者单位】北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;水利部水土保持植物开发管理中心,北京100038;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】S216.2;TQ642能源关系到国计民生，也是我国安全战略的重要组成部分。

石化能源或因不可再生，或因储量不够，或因环境污染，或因安全风险，或因价格波动等原因，且伴随能源消耗的日益增加，迫使各国致力于发展可再生能源替代石化能源，传统的能源格局面临调整。

LCA法在木本生物柴油清洁生产评估方面的应用研究张赟齐;贾黎明;刘诗琦;宋怡静;苏淑钗【摘要】Life cycle assessment (LCA) is considered as an important method for evaluating industrial chain and products environmental effects,resource consumption and net energy ratio.Nowadays,the method has got more and more attention and begins to be used in the field of biodiesel cleaner production for providing decision basis about sustainable development of industrialization.The LCA system of woody biodiesel,evaluation models and methods,related research status at home and abroad were introduced.The results showed that in the combustion phase,woody biodiesel was more cleanly than petroleum diesel,but was not in the all life phases,mainly related to coal-fired power generation emissions,fertilizer and accessories production emissions.As a low-carbon industry,the greenhouse effect and energy consumption of woody biodiesel were lower than that of petroleum diesel,the maximum emission and consumption stage were planting and production stages.For reducing consumption and emissions,the improvement measures were put forward.The further research on LCA of woody biodiesel in China should be broadened through the construction of industrial standard database,comparative evaluation among different raw materials and productionprocesses,evaluation of economic and ecological service functions.%生命周期评价(LCA)作为一种能全程评估产业链和产品环境影响、资源消耗、净能效率的重要方法,近年来得到了越来越多的关注,也开始被用于生物柴油清洁生产领域,能为产业可持续提供决策依据.对木本生物柴油的LCA体系、评估模型与方法、国内外木本生物柴油LCA研究现状进行了综述.结果显示:木本生物柴油在燃烧阶段相比石化柴油具有清洁排放的优点,但整个生命周期的排放未必清洁,主要与我国燃煤发电、化肥和辅料生产排放有关;木本生物柴油产业作为低碳产业,温室效应和能源消耗均低于石化柴油,整个生命周期中以种植和生产阶段的排放和消耗最大并针对性提出改进措施;未来我国木本生物柴油生命周期评价应通过建设产业标准数据库、更多注重不同原料不同工艺的对比评估、兼顾经济性和生态服务功能的评估进一步拓展木本生物柴油研究的深度和广度.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2017(042)010【总页数】6页(P100-105)【关键词】木本生物柴油;生命周期评价;环境排放;资源消耗;净能效率【作者】张赟齐;贾黎明;刘诗琦;宋怡静;苏淑钗【作者单位】北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083;北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心,北京100083【正文语种】中文【中图分类】S216.2;TE667生命周期评价(Life Cycle Assessment，LCA)可从环境、资源、能量、经济等角度综合评估全产业链或新产品开发，是公认的评估产业发展的实用工具。

2016年第35卷第2期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·463·化工进展均相碱催化法生物柴油副产甘油精制的研究进展周超，王凡，贺文智，李光明（同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092）摘要：介绍了生物柴油生产过程中甘油的产生情况及均相碱催化法得到的生物柴油副产物的相关成分组成。

归纳出均相碱催化法得到的生物柴油副产物甘油的精制全过程，并研究了该精制过程中副产物组分的相关变化，同时分析了精制过程中的相关影响因素（稀释剂的种类及用量、酸的种类及pH值）。

提出建议：均相碱催化法制备生物柴油的伴生副产物甘油比较适合采用“预处理分离+粗甘油精制”组合工艺制备高纯度甘油，且预处理分离中常采用甲醇作稀释剂，用磷酸调节pH值比较适宜，同时应将pH值调节在2.5～4.0范围内；分离后的粗甘油经减压蒸馏、离子交换、膜分离、萃取或分子蒸馏等技术精制后，用活性炭吸附脱色，可获得高纯度甘油。

关键词：生物柴油；催化作用；过程控制；甘油中图分类号：X 705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）02–0463–09DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.02.018Research development in purification of glycerol produced from thehomogeneous base catalyzed biodieselZHOU Chao，WANG Fan，HE Wenzhi，LI Guangming（State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse，College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）Abstract：The glycerol and other by-product component from the production of biodiesel by homogeneous base catalysis are introduced. The whole purification process of glycerol produced from the biodiesel is concluded and the changes of the components in the biodiesel by-products during purification are studied. Meanwhile，the main factors (the categories and dosage of dilute，acid species and pH value) which influence the glycerol purification from by-products are analyzed. It is recommended that the combined processes “pretreatment & the purification of crude glycerol” are suitable to generate high purity glycerol，and methanol is often used as diluents for the separation of glycerol from other components under acid condition within the pH of 2.5—4.0(adjusted by phosphoric acid).Then high-purity glycerol can be finally obtained through a series of processes such as vacuum distillation，ion exchange，membrane separation，extraction and molecular distillation followed by decolorization with activated carbon.Key words：biodiesel；catalysis；process control；glycerol近年来，生物柴油因其可生物降解、可再生、十六烷值高以及硫含量低等优点而备受关注，且其产量逐年攀升[1-2]。

第2期2019年4月No.2 April，2019摘 要：生物柴油是一种绿色可再生能源，是石化柴油的优质替代品。

它主要以各种油脂与甲醇或乙醇为原料，通过酸、碱、酶等为催化剂或超临界条件下的酯交换反应而得。

近年来，碱催化法由于其高活性而被广泛研究。

通过分析国内外碱催化法制备生物柴油专利申请情况，介绍了碱催化法在制备生物柴油中的发展概况及趋势。

关键词：生物柴油；碱催化法；固体碱；酯交换碱催化法制备生物柴油研究进展柳洋洋，张振国（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏 苏州 215000）现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry作者简介：柳洋洋（1991— ），女，河南洛阳人，硕士；研究方向：生物技术。

1 碱催化法制备生物柴油背景生物柴油的制备方法主要是酯交换法，采用动植物油脂、废弃油脂等为生产原料，与甲醇进行酯交换反应，生成脂肪酸甲酯和副产物甘油。

酯交换法包括酸催化法、碱催化法、酶催化法、超临界法、亚临界法。

其中，酶催化法具有条件温和、醇用量小等优点，但其对原料油的要求高，且酶价格偏高、易失活，反应时间较长，难以达到大规模生产生物柴油的要求。

超临界法、亚临界法反应过程无需加入催化剂，但对反应设备、反应温度及压力都有较高的要求，成本较高。

与上述3种方法相比，酸碱催化法催化剂来源广泛，价格便宜，成本较低，是目前研究比较多的酯交换方法。

但酸催化和碱催化相比，对游离脂肪酸不敏感，不会发生皂化反应，但其催化活性较低，需要较高的反应温度，且会腐蚀设备。

碱催化法催化活性较高，但容易发生皂化，比较适用于具有低游离脂肪酸质量浓度的高纯度的油脂。

本文通过对相关专利的分析，对碱催化法制备生物柴油进行梳理和展望。

2 专利申请量趋势分析图1是国内外有关碱催化法制备生物柴油的专利申请量变化趋势。

图1 专利年申请量变化趋势从图1中可以看出，国外在该领域的研究起步较早，在2008年达到顶峰，之后则有所减少。

生物柴油制备方法及国内外发展现状生物柴油是一种利用植物或动物油脂经过酯化反应制得的可再生燃料，其具有环境友好、燃烧性能良好等特点，广泛应用于交通运输、发电、农业等领域。

下面将介绍生物柴油的制备方法及其国内外发展现状。

生物柴油的制备方法一般包括酸碱催化法和超临界催化法两种。

一、酸碱催化法：这种方法是将植物油或动物油脂与酸或碱催化剂进行酯化反应，生成生物柴油。

酸催化法主要是将油脂与酸性催化剂（如硫酸）在高温下反应，通过酯化反应产生甲酯。

碱催化法则是将油脂与碱性催化剂（如氢氧化钠）进行碱催化酯化反应，产生甘油酯燃料。

二、超临界催化法：超临界催化法是利用超临界条件下的催化剂将植物油或动物油脂进行催化裂解，生成生物柴油。

超临界催化通过调节反应温度和压力，将催化剂达到超临界状态，提高反应效果。

国外生物柴油产业已经相对成熟且处于较高发展水平，主要体现在以下几个方面。

首先，生物柴油的制备技术已经相对成熟，催化剂的改进使得反应效果更加稳定，同时也减少了能源和化学品的消耗。

其次，国外各个国家和地区对生物柴油产业都给予了积极的政策和财政支持，推动了生物柴油市场的发展。

在原料方面，国外采用了多种植物油脂和动物油脂作为原料进行生物柴油的制备，能够实现多样化的生产。

此外，国外还在研究生物柴油的混合燃料和添加剂等方面取得了一定的进展。

综上所述，生物柴油作为一种可再生燃料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。

在制备方法方面，酸碱催化法和超临界催化法是主要的制备方法。

目前国内生物柴油产业发展相对滞后，但在政策、技术和市场等方面都有机会迎头赶上。

国外生物柴油产业已经相对成熟且发展水平较高，为我国生物柴油制备技术和产业发展提供了借鉴和参考。

生物柴油”—小桐子的开发利用价值能源危机是当今世界面临的巨大挑战。

据统计，若按目前的水平开采世界己探明的能源，煤炭资源可开采100年，石油可开采30〜40年，天然气50〜60年。

同时生态危机也成为当今人类社会面临的世界性难题。

由此，为保证国民经济的健康、持续、快速发展和人民生活水平的提高，就必须维持经济、资源、环境的协调发展，走可持续发展道路。

因此，开发利用能源植物即成为世界关注的课题；开发利用小桐子是目前各国在此领域的一大热点和亮点。

我国幅员辽阔，地域跨度大，水热资源分布多异，能源植物资源种类丰富多样，主要有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。

仅以木本植物为例，就有 1 〜 2 年可收获的绿玉树、山桐子、桉树和一些樟科植物如沉水樟等，以及3〜5 年可收获的小桐子、光皮树等。

我国生物柴油的研究与开发起步比较晚，但发展速度较快，一部分科研成果己达到国际先进水平。

研究内容涉及油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良以及加工工艺和设备等。

可以预计，在未来几年内，我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。

一、小桐子的开发利用价值1 、生产“生物柴油”的首选树种（ 1 ）生物柴油近年来，不断攀升的石油价格给全球经济和个人生活带来了严重冲击。

大力开发、生产可替代能源显得尤为必要和迫切。

用含有油类的植物通过生物技术提炼加工而成的植物油，叫生物柴油。

通常用大豆、油菜、葵花籽、小桐子、木材和农业废料等来提炼。

用生物柴油做燃料已不是幻想，目前世界上美、英、法、德、巴西、印度等许多国家正大力开发生物柴油技术并推进其产业化进程。

生物柴油是用含油植物或动物油脂作为原料的可再生能源，是优质的石油柴油代用品。

它和传统的柴油相比，具有润滑性能好，储存、运输、使用安全，抗爆性好，燃烧充分等优良性能。

在不可再生能源日渐减少的形势下，植物油燃料是一种有前途和希望的代用燃料2）小桐子油代柴油的必要性和可能性小桐子种子油在尼加拉瓜可作为生物燃料，种子含油率高达40%，油流动性好，该种子油与柴油、汽油、酒精的掺合性很好，相互掺合后，在长时间内不分离。