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用动植物油制备的生物柴油不论是作燃料还是用作其它用途，都有很多优点：① 生物柴油与石油柴油性能相近，作为柴油机燃料时不需改造发动机，储存也与石油柴油一样;② 生物柴油用作汽车燃料可降低尾气中 CO2 排放80%，SO x排放100%，可降低未燃烧的烃>90%，降低芳烃75-90%，降低致癌物达90%;③ 生物柴油燃烧所产生的 CO2 远低于植物整个生长过程中所吸收的CO2，有利于缓解温室效应;④ 生物柴油中含氧 11w%，基本不含硫，且具有非常好的润滑性，对燃料消耗、燃料点燃性、输出功率、引擎的力矩都不带来影响;⑤ 由于原料为动植物油脂，因此生物柴油也具有可再生性;⑥ 生物柴油具有环境友好性，不含苯或其它致癌的多环芳烃，挥发性有机物(VOCs)含量低;⑦ 生物柴油具有高的安全性，它的闪点很高，比石油柴油高出70℃左右，不必考虑为易燃物;⑧ 生物柴油易于生物降解，其生物降解性比石油柴油快 4 倍，经过28 天生物柴油在水中可降解85-88%，与葡萄糖降解率相同，发生事故跑到土地上或水中不带来危害;⑨ 生物柴油的毒性很低，急性口服毒性致死量>17.4g/kg 体重，是食盐毒性的十分之一;⑩ 对皮肤的刺激性低，未稀释的生物柴油对人体皮肤的刺激性比 4%肥皂水的刺激性还小。
除了具有上述优点外，生物柴油也具有一些缺点：① 生物柴油的热值比石油柴油略低;② 生物柴油具有较高的溶解性，作燃料时易于溶胀发动机的橡塑部分，需要定期更换;③ 生物柴油作汽车燃料时 NOx 的排放量比石油柴油略有增加;④ 原料对生物柴油的性质有很大影响，若原料中饱和脂肪酸，如棕榈酸或硬脂酸含量高，则生物柴油的低温流动性可能较差;若多元不饱和脂肪酸，如亚油酸或亚麻酸含量高，则生物柴油的氧化安定性可能较差，这需要加入相应的添加剂来解决。
当然，如果生物柴油与石油柴油调配使用，则可以有效克服上述缺点。
1、生物柴油的原料短缺的解决方法，生物柴油的发展不起来的原因与可以从燃料乙醇身上的借鉴之处。
利用生物质制备生物燃料生物燃料是指以生物质为原料制成的可替代传统化石燃料的燃料。
生物燃料的开发和利用是当今世界环保和能源领域中的一个重要话题。
生物质是可再生的资源，包括各种植物、树木、废弃物和动物的副产品等。
生物质作为一种绿色能源，广泛应用于工业、农业、家庭和交通等领域。
其中，生物燃料是生物质的一种利用方式。
它不仅可以减少对化石燃料的依赖和消耗，还可以减少碳排放和环境污染。
生物质利用生产生物燃料的主要工艺包括生物化学法、生物热化学法和生物物理化学法。
其中，最常用的是生物化学法。
生物化学法是指通过微生物或酶等生物体制进行生物转化，使生物质转换为生物燃料。
该方法包括发酵和酶解两个过程。
发酵是指将生物质加入到微生物中，通过微生物代谢产生的酸、醇、气体等成分来制备生物燃料。
例如，通过乙醇发酵生产生物乙醇。
生物乙醇可以作为汽油的替代品，广泛应用于汽车、发电、工业等领域。
酶解是指使用酶将生物质转换为生物燃料。
例如，利用纤维素酶将木材纤维素转化为乙醇。
酶解生产生物燃料，与发酵生产生物燃料相比，可以避免微生物生长条件的限制，提高生产效率和产物纯度。
另一种利用生物质生产生物燃料的方法是生物热化学法。
该方法是指通过高温高压将生物质中的有机物转化为油、气等能源。
常用的生物热化学法包括气化和液化。
气化是指将生物质在高温高压下转化为气体燃料。
气化生产的气体燃料可以用于发电、加热和工业燃料。
液化是指将生物质通过高温高压下转化为液体燃料。
液化生产的液体燃料与传统化石燃料具有相似的性质，可以替代传统燃料。
生物物理化学法是指利用物理化学分离和处理技术对生物质进行分离和纯化，得到生物燃料。
例如，生物柴油就是利用生物物理化学法从植物油中分离出来的一种燃料。
生物柴油在柴油机中具有较好的性能和低碳排放等优点。
总体来说，生物质作为可再生的资源，利用其制备生物燃料已成为当今世界环保和能源领域中的一个重要话题。
生物化学法、生物热化学法和生物物理化学法是主要的生物燃料制备工艺。
生物柴油特性与技术介绍生物柴油产品特性与常规柴油相比，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。
因此，在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。
5) 具有良好的燃料性能。
十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机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。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。
而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。
因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
据美国能源部的研究，生物柴油对人比食盐的毒性还小，比糖更容易降解，生物柴油致癌物排放量比石化柴油降低93.6％。
由于生物柴油燃烧所排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳。
因此，与使用矿物柴油不同，理论上其用量的增加不仅不会增加，反而会降低因二氧化碳的排放,从而能缓解全球变暖这个影响人类生存的重大环境问题。
作为可再生能源，与石油不同，其可以通过农业和生物科学家的努力，使其可供应量不会枯竭。
废动植物油制备生物柴油【摘要】比较了制备生物柴油的4种方法的优点和缺点。
重点总结了所采用的固体催化剂、液体催化剂、液固催化剂工艺。
对无触媒工艺也进行了介绍，包括生物催化法和临界法。
用动植物油酯化制备生物柴油可解决燃油的短缺问题。
生物柴油可直接燃烧，还可作为柴油燃烧的添加剂。
它具有高十六烷值，可降解，闪点较高，不含致癌有害物。
可用作生物柴油的原料的分子结构是直链脂肪酸三甘油酯。
废油，也叫高酸值油，包括经多次煎、炸食物后的废油以及下水道油，即地沟油或泔水油。
废油与醇类酯交和酯化生产生物柴油，其方法有微乳化法、催化法与临界法等。
微乳化法须使用价格高的乳化剂，设备投资大；化学法用酸碱催化，有酸碱废物排放；超临界法不用催化剂，但高温高压生产条件对设备要求相当苛刻；脂肪酶对脂肪醇酯化，条件温和，但酶易受醇毒性失活，价格昂贵。
围绕上述问题，国内外专利和国外研究论文已有大量报道。
1微乳化法废油加热融化，和矿物柴油、甲醇、氨水、乙二醇、乙二胺、三乙醇胺和丁醇或异戊醇混合（CN180755A）即得油包水型微乳液生物柴油。
2化学催化法酯基转移将高黏度的动植物油脂中的脂肪酸甘油三酯直接同低分子醇酯交转化成脂肪酸单酯。
2.1固体催化剂固体酸碱对空气中的水、二氧化碳有很强的敏感性，要考虑防止催化剂中毒的措施。
2.1.1固体酸催化泔水油（CN1743417A）、甲醇和硫酸铁，在70～95℃下搅拌反应2～6h；分离出硫酸铁；加KOH，在65～95℃下搅拌反应0.5～2h；静置或离心分层，上层真空蒸馏回收甲醇，再用水洗涤，离心分离得粗品；真空蒸馏得精制生物柴油。
其酯化率可达97％。
催化剂FeCl3溶于甲醇或乙醇后，和废油（CN1861752A）一起加入，在60-90℃下搅拌反应2-6h；用甲醇或乙醇洗涤2-4次；静置分层，下层油相加入KOH或NaOH，在60-80℃下搅拌反应0.5-2h；洗涤2-4次；静置分层，经真空蒸馏回收甲醇或乙醇，热水洗涤，真空蒸馏即得生物柴油。
生物法与化学法生产柴油的优缺点对比随着世界范围未来对柴油需求量越来越大，与此同时，石油资源日益枯竭及石化柴油燃烧带来环境问题，也进一步加快世界各国对替代石化柴油燃料开发步伐。
由于生物柴油各项性质与石化柴油极为相似，所以完全可作为其替代品。
生物柴油，又称脂肪酸甲酯，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) 经交酯化反应获得。
生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel 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。
目前生物柴油成本普遍较高，本文通过对比生物柴油化学方法和生物法的制备方法的优缺点来探索比较合理的生产方法和工艺。
生物柴油的化学法生产是采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%) 或甲醇钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230～250℃）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。
化学法生产主要有酸催化剂酯交换法和碱催化剂酯交换法。
酸催化酯交换过程一般使用布朗斯特酸进行催化。
较常用的催化剂有浓硫酸、苯磺酸和磷酸等。
浓硫酸价格便宜，资源丰富，是最常用的酯化催化剂。
酸催化酯交换过程产率高，但反应速率慢，分离难且易产生三废。
碱催化酯交换反应的速率比酸催化要快得多。
常用无机碱催化剂有甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾等。
生物柴油的制备方法及其发展前景摘要：综述了生物柴油的特性，重点介绍了生物柴油的制备方法，并讨论了生物柴油国内外的研究进展，最后展望了生物柴油在我国发展的前景。
柴油作为一种重要的石油产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，已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20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到各国的重视。
生物柴油是清洁的可再生能源，是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。
生物柴油是典型“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要的战略意义。
1生物柴油的主要特性（1）优良的环保特性。
生物柴油中硫含量低，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造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。
（2）较好的润滑性。
使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
（3）较好的安全性。
生物柴油闪点高，不属于危险品，运输、储存、使用安全。
（4）良好的燃料性。
十六烷值高使生物柴油的燃烧性好于柴油。
燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
（5）可再生。
作为可再生能源，与石油一定的储量不同，供应量不会枯竭。
（6）无须改造柴油机，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。
（7）生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。
2生物柴油的制备方法2．1催化合成法制备生物柴油目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下进行转酯化反应，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。
生物柴油简介一、生物柴油定义指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
又名脂肪酸甲酯生物柴油是典型“绿色能源”，降解速率是普通柴油的2倍，对土壤和水的污染较少。
目前，大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂(胆碱酯酶)生产而成的。
二、优缺点1、优点(1)具有优良的环保特性：二氧化硫、硫化物、有毒有机物、颗粒物、二氧化碳、和一氧化碳的排放量显著降低。
(2)低温启动性能良好。
(3)润滑性能比柴油好，可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失。
(4)具有良好的安全性能：闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料。
(5)具有优良的燃烧性能。
(6)具有可再生性。
(7)具有经济性。
(8)可调和性：可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗。
(9)可降解性：具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。
2、缺点：（1）在国家政策影响下，提炼生物柴油的原料只能用油料作物或者地沟油，而地沟油的收集是一个难题。
据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本，成本较高。
（2）含水率较高，最大可达30%-45%。
水分有利于降低油的黏度、提高稳定性，但降低了油的热值。
（3）生物柴油具有较高的溶解性，作燃料时易于溶胀发动机的橡塑部分，需要定期更换。
（4）生物柴油作汽车燃料时氮氧化合物的排放量比石油柴油略有增加。
（5）原料对生物柴油的性质有很大影响，需要加入相应的添加剂来解决。
（6）比普通柴油粘度高，因此在低温下会降低可用性。
（7）生物柴油的蕴含能量比石油基的柴油燃料低11%，最大马力输出大约会减少5～7%。
但这个差距并不大。
三、生物柴油的应用目前全世界生物柴油总产量超过2000万吨，其中欧盟占51%，南美地区（巴西为主）占24%，亚洲13%，中北美为11%，其他地区1%。
全球范围内已建和在建的生物柴油装置年产能接近4000万吨。
生物柴油的优缺点及其开发前景近年来，随着环境保护意识的增强以及对化石燃料的需求逐步加大，生物柴油作为一种可再生的替代能源，受到了越来越多人的关注。
那么，生物柴油具有哪些优缺点，它的开发前景如何呢？一、生物柴油的优点1.环保：生物柴油具有清洁、绿色的特点，能够减少CO2等污染物的排放，降低空气污染程度，对改善环境有着很大的作用。
2.可再生：生物柴油是一种可再生的能源，能够解决石油资源日益减少的问题，减少对化石燃料的依赖程度，有助于保护环境和促进可持续发展。
3.利用效率高：生物柴油的生产过程较简单，通过生物质的压榨和加氢裂解等工艺，可以高效地提取出生物柴油，具有较高的利用效率。
4.成本较低：相比于传统的石油燃料，生物柴油的生产成本较低，以乙醇生产的生物柴油，可以通过收储粮食、牛饲料的副产品生产，降低了生产成本。
二、生物柴油的缺点1.占用土地资源：生物柴油需要大量的生物质作为原料，这就需要占用大量的土地资源，可能会对耕地资源造成影响，对生态环境造成一定的压力。
2.排放生物柴油的污染物：虽然生物柴油的污染物比传统石油燃料要少，但是生物柴油的生产和运输过程中，还是会排放一些有害物质，对环境造成一定的影响。
3.五金零件的损耗：由于生物柴油的酸值较高，容易腐蚀机器设备中的五金零件，导致其损耗较快，增加了生产和维护成本。
三、生物柴油的开发前景1.市场前景广阔：随着全球环保意识的不断提高，石油资源日渐减少，生物柴油作为一种可再生的清洁能源，具有广阔的市场前景，有助于推动经济的可持续发展。
2.政策支持力度加大：各国政府纷纷出台政策鼓励生物柴油的生产和使用，例如欧盟已规定到2020年，欧盟成员国的传统燃料中，10%以上必须采用可再生能源，这给了生物柴油发展带来了很大的政策支持。
3.产业链完善：随着生物柴油技术的不断完善和生产规模的逐步扩大，生物柴油的产业链将会逐步完善，从生产、运输到销售，将形成一个完整的产业链，进一步推动生物柴油的发展。
生物柴油的生产技术及产业前景随着资源短缺和环境污染问题日益严峻，生物能源作为一种新兴的能源形式备受关注。
而生物柴油则是其中的一种重要产物。
生物柴油是一种可再生的清洁燃料，其生产技术在不断进步，产业前景也十分广阔。
一、生物柴油生产技术生物柴油生产技术主要包括两个方面，即生物质转化为生物柴油的方法和生物柴油的合成方法。
1. 生物质转化为生物柴油的方法生物质转化为生物柴油的方法可以分为两类，即生物化学方法和生物物理方法。
其中生物化学方法是指利用生物技术将生物质转化为生物柴油。
而生物物理方法则是指利用物理手段将生物质转化为生物柴油。
生物化学方法中，较常用的方法有生物酯化反应法、微生物发酵法和催化加氢法等。
其中，生物酯化反应法是通过酯化反应将生物质中的油脂、糖和蛋白质等转化为生物柴油。
微生物发酵法则是通过微生物作用，将生物质中的碳水化合物和蛋白质转化为生物柴油。
而催化加氢法则是通过催化剂将生物质中的脂肪酸转化为生物柴油。
生物物理方法中，常用的方法有压榨法和超临界法。
压榨法是将生物质经过压榨或挤压处理，从而分离出生物柴油。
而超临界法则是通过超临界流体的特殊性质，将生物质中的油脂、蛋白质等分离出生物柴油。
2. 生物柴油的合成方法生物柴油的合成方法主要有两种，即催化氢解法和催化合成法。
其中，催化氢解法是利用催化剂将生物质中的油脂和蛋白质等分解产生的化学物质进行催化加氢，从而合成生物柴油。
而催化合成法则是通过催化剂将生物质中的合成气混合物（CO和H2）和油脂等酯化产生生物柴油。
二、生物柴油产业前景生物柴油作为一种可再生清洁能源，具有广泛的应用前景。
在很多国家，政府已经采取了多种激励政策，推动生物柴油产业的发展。
而且，生物柴油的生产技术在不断完善，生产成本也在逐步降低，这为生物柴油的进一步推广和使用提供了坚实的基础。
1. 生物柴油的应用前景生物柴油的应用前景主要体现在以下几个方面：（1）交通运输领域：生物柴油可替代传统石油柴油作为交通运输领域的燃料。
生物柴油制备技术的优缺点分析生物柴油（Biodiesel）是一种以植物油、动物脂肪或废弃料为原料，经酯化或转酯化制成的可代替传统石油柴油的燃料。
近年来，随着环保意识的提高，生物柴油的使用逐渐受到越来越多的关注。
本文将从生物柴油制备技术的角度出发，对其优缺点进行分析。
优点：1.生物柴油可再生相比传统石油柴油，生物柴油是一种可再生资料。
由于其主要原料为植物油、动物脂肪或废弃料，这些原料可以通过种植、饲养等方式进行再生，产生的生物柴油也可以被再生利用，降低了对于化石燃料的依赖，减少了对于环境的污染。
2.生物柴油环保生物柴油的主要原料为植物油、动物脂肪或废弃料，这些资料在生长、生产过程中会吸收二氧化碳，并在酯化反应中释放出来，形成一个封闭的生态循环系统，减少了温室气体的排放量。
同时，生物柴油燃烧过程产生的尾气排放较少，其一氧化碳、氮氧化物、颗粒物和有害气体的排放远低于传统石油柴油，其环保性能得到了广泛的认可。
3.生物柴油可融合现有石油基础设施生物柴油与传统石油柴油具有相似的物理和化学性质，所以生物柴油完全可以融合现有的石油基础设施中进行生产、销售和使用，使其成本显著降低。
缺点：1.生物柴油生产过程复杂生物柴油的生产过程较为复杂，需要经过多个步骤的处理，如去酸、去水、甲酸等处理，使得其生产成本较高。
同时，由于生物柴油的原料来源较为广泛，不同原料的处理步骤略有差异，这也增加了生产过程的复杂度。
2.生物柴油产量较低相较于传统石油柴油，生物柴油生产的累动机批年产量相对较低，这也导致其价格较高，难以大规模应用。
3.生物柴油稳定性较低生物柴油在运输、储存和使用过程中容易发生沉淀、生锈、泄漏等问题，需要对于其进行加工和处理，增加使用成本。
结语：总体而言，生物柴油具有可再生、环保和可融合现有石油基础设施的优点，然而其价格较高、生产过程复杂以及产量较低和稳定性较低等缺点也是不能忽略的。
未来在生物柴油生产技术和成本方面的持续改进，将有望进一步提高生物柴油的竞争力和应用价值。
生物柴油的制造方法分析随着气候变化和环境污染问题的日益严峻，生物柴油技术应运而生。
生物柴油是指利用动物或植物油脂等生物原料制成的一种燃料，与传统石油柴油相比，生物柴油具有更低的碳排放量和更高的生态友好度。
目前，生物柴油的制造技术已得到广泛应用，其制造方法常见的有以下几种。
1. 油脂酯化法油脂酯化法是指将植物或动物油脂与甲醇等酯化试剂在酸催化下反应合成甲酯，再通过转酯化法制得生物柴油。
这种方法具有优点是操作简单、技术成熟，而且有很好的经济效益。
但是，它的缺点也较为明显，比如产生的副产物较多、能耗较高等问题。
2. 生物质气化法生物质气化法是指将植物废弃物或生物质通过高温分解产生的煤气进行催化转化，得到生物柴油。
它的优点是能够利用大量的可再生性原料，而且生产的煤气可以再循环使用。
但是，这种方法的缺点是投资成本较高，而且对于气化产物的处理和利用问题也比较复杂。
3. 微生物发酵法微生物发酵是指采用微生物代谢生长，将油脂或葡萄糖等废弃物通过发酵反应得到生物柴油。
这种方法具有很好的环保性能，而且能够一次性利用多种废弃物，但是成本较高，同时微生物过程对环境条件的要求也较高。
4. 超重力法超重力法是指利用高速离心技术，通过油脂的分离和析出得到生物柴油。
这种方法具有很好的纯化效果，而且能够提高生产效率，但是设备投资成本较高，同时也存在分离效率较低和分离杂质难度较大等问题。
总结随着生物柴油技术的不断发展，利用生物原料制造柴油的绿色能源技术逐渐成熟。
不同的制造方法具有各自的优缺点，需要在生产成本、能源效率和环境友好度等多个方面进行考虑和比较。
相信在不久的将来，生物柴油技术将会成为解决环境污染和替代传统化石能源的重要手段。
化学法生产生物柴油与生物法生产生物柴油有何优缺点化学法生产生物柴油与生物法生产生物柴油有何优缺点随着石油日益枯竭和人们对环境的重视, 迫切需要寻找一种对环保的新的可再生能源以解决能源及环境问题, 在此背景下产生了生物柴油。
生物柴油是指以动植物油脂等可再生的生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃油, 它是由一系列长链脂肪酸甲酯组成。
到目前为止, 已有多种生产生物柴油的方法, 包括高温裂解法、酯交换法等化学法和用固定化酶法，全细胞催化剂法等生物技术法1化学法生产生物柴油化学法包括热烈解法、酯交换法等。
1.1 热裂解法植物油热烈解是对植物油进行热裂解反应Schwab 和Pioch 分别在这一方面进行了探索,所得生物柴油的性能与普通柴油相接近。
1.2 酯交换法酯交换法是目前生产生物柴油的主要方法。
目前, 生物柴油主要是用化学法生产, 即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温( 230~ 250 ℃ ) 下进行转酯化反应, 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。
甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用, 生产设备与一般制油设备相同, 生产过程中可产生10 % 左右的副产品甘油。
目前生物柴油的主要问题是成本高, 据统计生物柴油制备成本的75 %是原料成本。
因此, 用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。
美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。
日本采用工业废油和废煎炸油。
欧州是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
但化学法合成生物柴油有以下缺点: 工艺复杂、醇必须过量, 后续工艺必须有相应的醇回收装置, 能耗高, 色泽深, 由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质, 酯化产物难于回收, 成本高,生成过程有废碱液排放。
2生物法生产生物柴油2.1 固定化脂肪酶脂肪酶在水溶液中不稳定, 易失活, 因此常用固定化脂肪酶。
将酶固定在合适的载体上, 催化结束后便能很容易地从反应混合物中分离出来, 简化了下游工艺。
制备生物柴油的方法生物柴油是一种可再生能源，是通过天然植物油或动物油制备而成的，与传统石油柴油相比具有更低的碳排放和更高的环保性能。
制备生物柴油的方法主要包括酸碱催化转酯化法、超临界酯化法和生物化学法等。
一、酸碱催化转酯化法酸碱催化转酯化法是制备生物柴油最常用的方法之一。
其步骤如下：1. 原料准备：选择适合生物柴油制备的油料作为原料，如大豆油、菜籽油、棕榈油等。
2. 预处理：将原料油中的杂质、水分和自由脂肪酸等物质进行去除。
3. 酯化反应：将原料油与酸性催化剂（如硫酸）进行酯化反应，将原料油中的甘油酯化为甲酯。
4. 中和处理：加入碱性催化剂（如氢氧化钠）进行中和反应，中和催化反应中产生的酸性物质。
5. 分离纯化：通过沉淀、离心或蒸馏等方法将甲酯和催化剂分离出来，获取纯净的生物柴油。
二、超临界酯化法超临界酯化法是一种高效、环保的生物柴油制备方法，其步骤如下：1. 超临界溶剂的选择：选择适合的超临界溶剂，通常是氨、乙醇、甲醇等。
2. 反应系统构建：将原料油和超临界溶剂放入反应釜中，加热到一定温度并保持一定压力。
3. 催化剂选择：选择适合超临界条件的催化剂，催化剂有助于提高酶催化反应的效率。
4. 反应进行：在超临界条件下，通过加入适量的催化剂使油脂与溶剂中的酯发生酯化反应。
5. 分离纯化：通过减压蒸馏或其他分离技术将酯类柴油和超临界溶剂分离，得到纯净的生物柴油。
三、生物化学法生物化学法是一种利用微生物进行酯化反应的方法。
其步骤如下：1. 选菌：选择适合酯化反应的微生物菌株，如产酶能力强的酵母菌、酯酶高活性的细菌等。
2. 培养：将选定的菌株培养到一定数量，并将其接种到含有油料的培养基中。
3. 发酵：在适宜的温度和pH条件下，利用微生物菌株对油料中的脂肪酸进行酯化反应。
4. 分离纯化：通过离心、滤网等方式将反应液中的生物柴油和沉淀物分离，获取纯净的生物柴油。
以上是制备生物柴油的几种常用方法，每种方法都有其优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法进行制备。
生物柴油的制备及发展09化学师范周远芳指导老师：沈友（教授）(惠州学院化学工程系，广东，惠州，516007)摘要：近年来能源危机和环境问题日趋严重，生物柴油逐渐成为人们研究的热点。
本文结合当前环境形势，介绍了生物柴油的生产状况以及目前最新的提取工艺。
关键词：全球环境问题新能源生物柴油提取工艺近年来能源危机和环境问题日趋严重，生物柴油逐渐成为人们研究的热点。
生物柴油[1]是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料，通过醋交换工艺制成的有机脂肪酸醋类燃料。
生物柴油与矿物柴油相比具有优良的环保性（硫含量低、不含芳香烃、燃烧充分和一氧化碳排放量低等）、安全性、润滑性和可再生性等优点。
据统计，2006年全球生物柴油产量为500万吨。
有关专家预测，2009年全球生物柴油产量将接近1600万吨[2]。
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。
化学法生产生物柴油与生物法生产生物柴油有何优缺点
随着石油日益枯竭和人们对环境的重视, 迫切需要寻找一种对环保的新的可再生能源以解决能源及环境问题, 在此背景下产生了生物柴油。
生物柴油是指以动植物油脂等可再生的生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃油, 它是由一系列长链脂肪酸甲酯组成。
到目前为止, 已有多种生产生物柴油的方法, 包括高温裂解法、酯交换法等化学法和用固定化酶法，全细胞催化剂法等生物技术法
1化学法生产生物柴油
化学法包括热烈解法、酯交换法等。
1.1 热裂解法
植物油热烈解是对植物油进行热裂解反应Schwab 和Pioch 分别在这一方面进行了探索,所得生物柴油的性能与普通柴油相接近。
1.2 酯交换法
酯交换法是目前生产生物柴油的主要方法。
目前, 生物柴油主要是用化学法生产, 即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温( 230~ 250 ℃ ) 下进行转酯化反应, 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。
甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用, 生产设备与一般制油设备相同, 生产过程中可产生10 % 左右的副产品甘油。
目前生物柴油的主要问题是成本高, 据统计生物柴油制备成本的75 %是原料成本。
因此, 用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。
美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。
日本采用工业废油和废煎炸油。
欧州是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
但化学法合成生物柴油有以下缺点: 工艺复杂、醇必须过量, 后续工艺必须有相应的醇回收装置, 能耗高, 色泽深, 由于脂肪中不饱和脂肪酸在
高温下容易变质, 酯化产物难于回收, 成本高,生成过程有废碱液排放。
2生物法生产生物柴油
2.1 固定化脂肪酶
脂肪酶在水溶液中不稳定, 易失活, 因此常用固定化脂肪酶。
将酶固定在合适的载体上, 催化结束后便能很容易地从反应混合物中分离出来, 简化了下游工艺。
另外, 载体的支撑使酶稳定性及最佳温度提高, 增大了转化率, 缩短了反应时间。
酶的高稳定性还能降低失活率, 使酶能被重复利用。
Du 等报道了载体的另一有利影响, 载体材料能影响酰基对酶的有效性, 如1, 3-氯代脂肪酶理论上转化率只能达到66% , 但在基质上却转化了90% 以上。
固定化技
术可分为吸附、截留、封装和交叉链接。
最常用的是基于范德华力或其他弱作用力的表面吸附技术, 此法简单, 成本低, 不含有毒化学物质,酶活性易保持且在酯交换后还能恢复。
用于吸附脂肪酶的载体材料中丙烯酸树脂是最常用的,另外还有大孔树脂、硅胶、硅藻土等, 甚至还有纺织薄膜。
用吸附法时所有植物油的转化率普遍高于90%。
酶的交叉链接是固定化的合适方法。
通过多功能化学物质的反应可实现分子间的交叉链接, 如戊二醛、环己烷二异氰酸盐与酶分子，总量较小，但稳定性提高。
Kumari 等报道了P-洋葱假单胞菌的交叉链接在紫藤木印迪卡油与乙醇酯交换上的应用, 收率为92%。
交叉链接脂肪酶形成粒度只有10 um 的无基质聚合物,在非均匀反应系统中使用会加大产物分离的难度。
将不同的固定化方法结合起来, 能够克服只使用一种方法带来的问题。
Yadav 等将C-南极脂肪酶吸收进六角中孔二氧化硅中, 用海藻酸钙密封, 对氯苯甲醇和乙烯基乙酸盐进
行酯交换反应[。
这种固定化杂化酶系统的转化率为68%, 活性消耗仅为4%, 且有极好的可重复利用性。
该系统结合了蛋白质载体吸收及密封技术的优点, 因为它提供了稳定的类似笼子的保持架, 有助于酶限制和酶溶滤作用。
2.2 全细胞催化剂
酶催化的酯交换反应, 尤其当使用固定化脂肪酶时耗能少, 利于甘油的分离和生物催
化剂的回收; 但转化率低,分离、纯化及酶的固定化成本高。
所以全细胞生物催化剂如丝状真菌、酵母菌和细菌就成为较好的替代品, 能有效利用成本, 至少能节约分离和纯化的成本。
丝状真菌能合成胞内和胞外脂肪酶, 且菌体健壮, 是生产生物柴油较有潜能的一类菌。
另外, 产脂肪酶的真菌能被固定在支持包上作为全细胞生物催化剂。
华根霉能自发产胞内脂肪酶, 在初期细胞培养中可被固定在支持包上, 利于其从反应混合物中分离及再利用。
真菌细胞壁部分降解及被膜束缚的脂肪酶的释放能增大酶活性。
进行预处理后用乙醇作为酰基受体, 在庚烷中用冻干细胞作催化剂对乙基己酸盐进行酯化, 可得最大转化率93%。
R-米曲霉被广泛用作全细胞生物催化剂, 将R-米曲霉的菌丝体固定在用聚氨酯做的支持包上对豆油进行甲基分解, 研究不同培养条件下的反应活性。
当使用橄榄油或十八烯酸并阶梯式地添加甲醇时可得最佳效果。
R-米曲霉的细胞稳定, 用戊二醛交叉链接后能多次利用。
固定化细胞有时会从载体上脱离, 因此反应混合物的流动性大。
脂肪酶被固定在载体上降低了膜的束缚, 因此增大了细胞内脂肪酶的含量和活性。
反应可通过重复的批次回收处理进行优化。
3 总语
目前生产生物柴油主要是依靠化学催化, 生物技术还难以实现商业化应用。
主要原因是酶的制备成本较高、易失活、循环再利用的次数少等, 致使总成本过高。
要增大循环利用, 可使用从常见有机体如酵母菌中提取的脂肪酶。
应用固定化酶和细胞可简化催化剂的分离，可以用吸附法来固定酶。
用密封和截留固定酶使催化剂更稳定, 但限制了酶的扩散。
这些因素还有待进一步优化处理。
用作碳源的基质及用于醇解反应的醇是主要的成本来源。
应用全细胞催化剂可降低这些成本。
此外, 可以将研究重点放在寻找合适的菌株或用基因工程获得重组菌株, 得到具有新的化学性质的全细胞催化剂。
用代谢工程可大量生产脂肪酸和醇, 为反应提供足够的酰基受体。
值得注意的是用生物酶来催化酯交换反应能克服化学法生产的很多缺点。
酶催化法对原料要求低, 游离脂肪酸可被脂肪酶直接酯化, 反应条件温和, 不受水和游离脂肪酸的影响, 乙醇/ 油比率较低, 产物易回收, 且无需从催化剂残留物中提取纯化; 不需对原种油进行预处理, 因为原种油中所含的游离脂肪酸可以完全转化成生物柴油; 副产物甘油与脂肪酸酰基酯不互溶, 因此易回收。
