生物柴油
作者：陈高翔
摘要：生物柴油是一种环境友好的可再生能源。生物柴油的生产方法主要有：直接混合
法、微乳液法、高温裂解法和酯交换法。在我国，生物柴油的原料资源比较丰富，几乎有一半原产于我国。我国开展生物柴油的研究开发工作较早，最大制约因素是其较高的市场价格。
Abstract: Bio- diesel is a kind of environmental friendly and renewable energy.
Bio- diesel production methods include direct hybrid method, microemulsion method, high temperature pyrolysis method and the ester exchange method. In our country，bio- diesel raw resources are abundant, almost half of raw originating in China. Our country in the research and development of bio-diesel work earlier, the biggest restriction factor is the higher prices.
关键词：生物柴油生产方法原料现状
根据1992年美国生物柴油协会的定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压缩式发动机的清洁替代燃油。其化学成分味一系列长链脂肪酸甲酯，主要是通过植物油或动物脂肪与甲醇在催化剂作用下进行酯交换制的，其相对分子质量约为300，与柴油接近，理化性质及燃油性能也与柴油相近[1]。
一、生物柴油的生产方法[1]
目前生物柴油的工业生产主要用化学法，采用植物或动物油脂与甲醇等低碳醇在酸或碱性催化剂作用下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯，与之相配套的各种工业化生产工艺已相当成熟，生物柴油商业化生产的主要障碍是生产成本高于石化柴油。
目前已开发出四种利用油脂制备生物柴油的方法，即直接混合法、微乳液法、高温裂解法和酯交换法，其中前两者属于物理方法，后两者属于化学方法。酯交换法[14]是目前生产生物柴油的主要方法。，天然油脂直接同甲醇进行酯交换是美国和欧洲使用的生物柴油的标准生产方法，天然油脂与甲醇直接酯交换后的混合酯经蒸馏后得到生物柴油和副产品甘油。酯交换是指在催化剂存在或超临界条件下，油料主要成分甘油三酯和甲醇发生酯交换反应过程，主要反应如下：
CH2COOR1
CHCOOR2 CH2COOR3+3CH3
OH
R1COOCH3
R2COOCH3
R3COOCH3
+
CH2OH
CHOH
CH2OH
酯交换法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界法等[7]。
二、生物柴油的原料资源[10]
据估计，目前用于生物柴油原料的油料作物约占世界油料作物总产量的8％[15]。我国幅员辽阔，气候、土壤的多样性，孕育着十分丰富的能源植物资源。美国科学院推荐的适合于世界不同气候带栽培的60 多种优良的能源树种中，几乎有一半原产于我国。目前，具有开发潜力的用于制备生物柴油的能源植物主要有：
1、麻疯树
麻疯树作为一种具有重要经济价值和生态效益的战略资源，是目前国际上研究最多的能生产生物柴油的能源植物之一，麻疯树（又称小桐子）为多年生耐旱型木本植物，适于在贫瘠和边角地栽种，栽植简单、管理粗放、生长迅速，麻疯树林3年可挂果投产、5年进入盛果期。果实采摘期长达50年，果实的含油率为60~70%，经改性后的麻疯树油可适用于各种柴油发动机，并在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均优于国内零号柴油，达到欧洲二号排放标准，被称为生物柴油树[2]，是最有种植潜力的油料作物品种。
2、光皮树
光皮树是一种理想的多用途油料树种，以光皮树油为原料生产的生物柴油与0# 石化柴油燃烧性能相似，是一种安全、洁净的生物质燃料油。选用果实提取原油后通过酯交换反应制取了生物柴油，并对所得生物柴油的物化性质进行了测定，表明以光皮树油为原料通过酯化反应制取的生物柴油与0# 柴油燃烧性能相似，是一种安全稳定、清洁环保的生物质能原料油。
3、黄连木
黄连木种子富含油脂，含油率高达42.5％，出油量20%~30%，是一种木本油料树种。用黄连木种子生产的生物柴油碳链长度集中在C17~C19 之间，理化性质与普通柴油非常接近，这决定了其在发展生物柴油中的重要地位，黄连木原产中国，分布很广，北自黄河流域，南至两广及西南各省均有。
4、欧李
欧李（钙果）是中国特有的一个蔷薇科樱桃属灌木树种，野生主要分布在中西部地区的的山西、河北、陕西、内蒙和东北地区。欧李（钙果）经济价值极高欧李（钙果）用途非常广泛。果肉可食，仁可入药，茎可作饲料和编织材料，其开发利用前景非常广阔。5、文冠果
文冠果是我国特有的一种优良木本食用油料树种，原产我国北部干旱寒冷地区，内蒙古自治区的一些旧喇嘛庙内,至今仍有树龄较大的老文冠果树。喜光，也耐半荫；耐严寒和干旱，不耐涝；对土壤要求不严，在沙荒、石砾地、粘土及轻盐碱土上均能生长，但以肥沃、深厚、疏松、湿润而同期良好的土壤生长好。深根性。主根发达，萌蘖力强。文冠果种子含油率为30％~36％，种仁含油率为55％~67％。
6、其它原料
除了将上述这些能源植物作为原料外，制备生物柴油另一重要的原料为工业废油。目前，我国作为食用油副产物产出的低品质植物油的年产量大约2500 吨，可以用于生产生物柴油的量约占5~8%，每年大约生产生物柴油150 吨。我国城市的食品加工和生产工业每年需要1800 万吨的餐饮用油，每年产出大约400~500 万吨废油。按照40%的回收率，废油数量
大约在150~240 万吨可以用于生产生物柴油[5]。
三、生物柴油的发展现状[3]
近年来，生物柴油受到各个国家的重视。美国是最早研究生物柴油的国家。对生物柴油的关注是由1990 年的空气清洁法案引起的[13]。美国能源部在2001年提交美国国会的立法咨询报告中提出，美国应通过立法，将替代燃料所占份额从2002年的1.2%提高到2016年的4%，其中，生物柴油的需求量将从2002年的7300万加仑提高到2016年的8亿1千万加仑。
生物柴油作为高效、安全、环保的能源, 目前仍无法替代现有石化能源作为市场主要燃料, 最大制约因素是其较高的市场价格。虽然生物柴油原料来源广泛, 但由于欧美等国家的生物柴油标准极高, 很多产品不符合要求。目前, 全球范围内已实现工业化生产的生物柴油, 原料多为精制植物油, 如精制大豆油和菜籽油, 价格昂贵, 占生物柴油总价格
60% ～80% 。因此, 若无政府的减税优惠, 生物柴油不具有价格竞争优势, 市场占有率难以提高[6].
我国开展生物柴油的研究开发工作较早。早在1981 年已有用菜子油、棉籽油、乌桕油、木油、茶油等植物油生产生物柴油的试验研究。2002 年9 月，福建省龙岩市建成年产2 万吨生物柴油装置，标志着我国生物柴油生产也可以实现产业化。北京市科委可持续发展科技促进中心已与石油大学合作，利用垃圾油制取生物柴油，该项目已经通过立项专家论证。中科院武汉油料所利用废弃食用油脂生产生物柴油的科研工作，并已完成中试，建成了生产线。2004 年英国利奥有限公司与湖南天源生物清洁能源有限公司签订了投资额达300 万欧元的20 万吨生物柴油项目，主要利用洞庭湖畔的野生豆类为原料，经生物酶发酵再提炼油品。2004 年科技部高新技术和产业化司启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，2005 年中国工程院举行“2005 中国生物工程论坛”，讨论了生物液体燃料及生物化工制品在中国的可行性。2005 年，由石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动，规划生物柴油在2010年的产量为200 万吨/ 年、2020 年的产量为1200 万吨/ 年。
近几年，以四川大学为代表的高校、科研院所和企业在麻疯树研究和开发方面取得了显著的成效。现已收集国内外麻风树质资源近200 份，筛选出一批高含油量与高品质的育种材料，其种子的出仁率为81%，种仁含油率70%左右，种子含油量47%左右，不饱和脂肪酸含量79%左右。四川大学开发并建立先进、成熟的麻疯树碱催化法制备生物柴油生产工艺，开发B20，B30，B100 等系列产品，建立了产品质量标准，在燃油性能多项指标优于国家石化柴油和生物柴油标准，其生产成本低于国产石化柴油的成本。率先在国内外建立了5000 吨/ 年麻疯树生物柴油示范装置，并对其放大的生产工艺和技术进行了系统的研究。另外，还开发了麻疯树脂肪酶全细胞催化技术，比较了全细胞催化剂和不同的固定化脂肪酶对麻疯树油脂的作用效果。
我国生物能源产业正面临巨大的发展机遇。首先，从能源安全角度来说，大力发展资源丰富的生物质能源对能源安全具有一定的保障，而生物柴油作为一种新型的可再生能源，在缓解石油危机方面将起到很多的贡献，甚至有望取代石化柴油[4]。
其次，从环境保护方面来说，生物柴油从来源到燃烧后的尾气排放与石化柴油相比都存在较大优越性。另外，规模化种植油料作物对绿化、改良大气环境以及防护水土流失都很有利且可以带来巨大的碳交易效益。
再次，柴油的供需平衡问题将是我国未来较长时间内，石油市场发展的焦点之一，预计到2015 年市场需求量将达到1.3亿吨左右，石化柴油的供应量不足为生物柴油产业提供了广阔的发展空间。石油的价格也在逐年上升，从2001 年的2280 元/ 吨上升到2009 年的6000 元/ 吨。
开发利用生物柴油是一项远有前景、近有实效的事业，它使我们减少对化石能源的依赖性，在环境保护、经济增长、社会稳定、自然资源利用的可持续发展中起着重要的作用。
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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。因酸化油中含有一定量的悬浮细白土颗粒及胶杂, 在反应过程易被硫酸炭化, 在反应釜底部会有一定量的黑色废渣。在酯化反应过程国内有采用均相反应的, 也有采用非均相反应的, 各有利弊。均相反应( 反应体系温度60～65℃) 甲醇在体系内分布均匀, 接触面积大, 利于参与反应, 但生成的水没有带走, 阻碍反应进程; 非均相反应( 反应体系温度105～115℃) 甲醇以热蒸汽形式鼓入, 可以带走一部分生成的水, 有利于反应进程, 以及免去反应釜的搅拌装置, 但甲醇气体在油相的停留时间短、接触面积小, 不利于参与反应,需要更多的热能和甲醇循环量。由酸化油制得的生物柴油颜色也较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。一步酸催化制备生物柴油工艺流程:
生物柴油项目 可行性报告 规划设计/投资分析/实施方案
报告说明— 该生物柴油项目计划总投资14704.88万元，其中：固定资产投资12111.92万元，占项目总投资的82.37%；流动资金2592.96万元，占项目 总投资的17.63%。 达产年营业收入21901.00万元，总成本费用17172.33万元，税金及 附加256.89万元，利润总额4728.67万元，利税总额5637.79万元，税后 净利润3546.50万元，达产年纳税总额2091.29万元；达产年投资利润率32.16%，投资利税率38.34%，投资回报率24.12%，全部投资回收期5.65年，提供就业职位351个。 生物柴油在国外研发和应用的历史较长，特别是在交通燃料领域已经 得到广泛的应用，而且随着石油危机的日益严峻以及环保要求的不断提高，生物柴油在交通燃料领域的需求将快速增长。
目录 第一章总论 第二章建设单位基本信息第三章建设必要性分析 第四章产品规划及建设规模第五章项目选址说明 第六章土建方案说明 第七章工艺原则及设备选型第八章环境影响概况 第九章项目安全保护 第十章风险应对说明 第十一章项目节能评价 第十二章实施计划 第十三章投资可行性分析 第十四章项目经济效益分析第十五章综合评价说明 第十六章项目招投标方案
第一章总论 一、项目提出的理由 生物柴油在国外研发和应用的历史较长，特别是在交通燃料领域已经 得到广泛的应用，而且随着石油危机的日益严峻以及环保要求的不断提高，生物柴油在交通燃料领域的需求将快速增长。 二、项目概况 （一）项目名称 生物柴油项目 （二）项目选址 某工业园 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展 科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项 目建设地的建成区有较方便的联系。项目选址应符合城乡建设总体规划和 项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址， 并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。所选场址应避 开自然保护区、风景名胜区、生活饮用水源地和其他特别需要保护的环境 敏感性目标。项目建设区域地理条件较好，基础设施等配套较为完善，并 且具有足够的发展潜力。
生物柴油技术 随着我国工农业、交通运输业的飞速发展，市场对汽、柴油的需求日益增长。现在我国每年消耗的汽、柴油约为1.15亿吨,进口原油及成品油已成为我国财政的沉重负担，而且天然石油的储备有限，人类面临日益严重的能源危机。另外，燃油燃烧不当所排放出的浮碳、碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、硫化物已成为大中城市的主要污染物来源，严重影响生态环境和人类健康。中国是一个经济大国，也是一个能源消耗大国，节能减排与绿色环保已经成为中国能源战略的重要组成部分。 国家出台了多项节能减排的政策措施，抑制高耗能、高污染行业的过快增长。节约发展，清洁发展，安全发展，可持续发展日益受到重视。因此，本着节能和环保要求，研制燃油新配方、开发清洁柴油已经势在必行。 我公司最新研制的生物柴油是以植物油厂下脚料、动物脂肪、废餐饮油、工业废醇等为原料，再加入一定量的催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。 目前，该技术已经通过科技部成果鉴定、质量技术监督局备案和全国唯一通过国家发改委及环保局批准立项且具有生产、销售资质（附：成果鉴定证书及备案、立项原件），现在已有多家合作单位规模化生产。 【技术咨询：186-3718 1635 张经理187-3817 2329 齐经理】 以下是汇绿生物柴油项目介绍： 1、生物柴油的技术特点 生物柴油是以动植物油厂下脚料、泔水油、地沟油、脂肪酸甲酯、重油、蜡油、轻油、洗油、常线油、减线油、重柴、催柴、废轮胎油、废塑料油、臭油、废机油、地炼油、土炼油、低温煤焦油、常柴、焦化柴油、燃料油、碳五、碳九、碳十四、碳十六、白柴、化工油、黑柴、乌油、减线油等的二种或三种为原料，经过处理后，再加入一定量的催化剂、乳化剂，经专用设备和特殊工艺合成。该产品外观清澈透亮,主要指标达到国家柴油相关标准。与国内同类产品相比，本产品具有以下特点： 1）生物柴油原材料广泛，化工厂、植物油厂、炼油厂、化工市场等均可提供。动植物油厂下脚料、泔水油、地沟油来源于饭店或者植物油厂；脂肪酸甲酯来源于生物柴油厂；轻油、洗油、焦化柴油来源于焦化厂；重油、蜡油、常线油、减线油、重柴、催柴、碳五、碳九、碳十四、碳十六、白柴、来源于各大小炼油厂；废轮胎油、废塑料油、臭油、废机油、地炼油、黑柴来源于各小炼油厂。 2）生物柴油生产工艺简单、上马快、投资周期短，设备安装仅需15-30天。
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。原料供应有保证，价格较稳定。油料作物增产空间大，加之转基因技术可使油料含油达70%左右，有一定降价空间。 目前生物柴油生产所用技术 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(酯交换)反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，在经洗涤干燥即得生物柴油。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。 目前几种主要的工艺方法： ?碱催化法 ?酸催化法 ?脂肪酶或生物酶法 ?超临界萃取法 1.碱催化法：用氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂，这是目前最常用的制取方法，将植物油脂与甲醇予以酯交换（交酯化）反应，并使用氢氧化钠(油脂重量的1%) 或甲醇钠(Sodium methoxide) 做为催化剂，大约混合搅拌反应2小时，即可制得生物柴油。 2．酸催化法：因废油脂通常含有大量的游离脂肪酸，而不能用碱性催化剂转化为生物柴油，
年产一万吨生物柴油项目设计方案 摘要：本文对生物柴油的市场需求进行预测，对本项目所需资源进行调查分析，并根据该项目的生产规模要求和云南师范大学提供的生物柴油制备工艺对该项目的设备进行选型和对工程方案进行设计。根据相关要求对该项目进行节能和环境影响评价，对该项目进行财务分析，并提出了建议。 关键字：生物柴油；地沟油；设计 引言 随着日益严重的全球性能源短缺与环境恶化，控制汽车尾气排放，保护人类赖以生存的自然环境成为目前人类急需解决的问题[1]。世界各国的能源研究人员从环境保护和资源战略的角度发，积极探索发展替代燃料及可再生能源，生物柴油就是其中一种。生物柴油作为优质的柴油代用品[2]，属环境友好型绿色燃料[3]，具有深远的经济效益与社会效益。生物柴油产业在我国具有巨大的发展潜力，并将对保障石油安全、保护生态环境、减少温室效应[4]、促进农业和制造业发展、提高农民收入，产生相当重要的积极作用。 1 项目背景 1.1 项目名称 昆明xxx有限公司年产10000吨生物柴油项目设计方案 1.2 原料及工艺方案 利用云南师范大学自主研发的专利技术——“一种动、植物油脂制备生物柴油的工艺”（专利号：ZL 200510075750.6），以泔水油产品为原料采用两步法制备生物柴油[5]。 1.3 方案设计的原则 (1)按照国家相关规定精心优化方案。 (2)合理规划布局工厂总平面，建造环境优美的现代工厂。 (3)采用先进成熟可靠的工艺技术和设备，建设先进的新能源化工企业。 (4)合理确定工艺流程，减少三废排放，有效治理污染物，作到达标排放。 (5)合理利用资金，缩短建设周期，最大限度发挥投资效益。
学院：化学与环境保护学院专业：化学工程与工艺 姓名：朱慧芳 学号：201031204011
新型藻类制生物柴油生产工艺 摘要：我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算, 值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。 关键词：生物柴油；酯化；醇解；酯交换；脂肪酸；脂肪酸甲酯 一生物柴油概述 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。 二生产生物柴油背景技术市场分析 1生物柴油原料 由于各国的资源差异，生物柴油的原料差异较大，欧盟主要是菜籽油为主，美国主要是以大豆油为主。我国主要生物柴油主要以废弃油脂以及木本原料为主，并在价格合适的情况下考虑进口棕榈油。 2 生物柴油的优缺点 （1）生物柴油优势 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
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。生物柴油具有许多优点：*原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。*生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。*可得到经济价值较高的副产品甘油(Glycerine) 以供化工品、医药品等市场。*相对于石化柴油，生物柴油贮存、运输和使用都很安全(不腐蚀溶器，非易燃易爆) ；*可再生性(一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期，效益高；*可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。 生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视。德国已将生物柴油应用在奔驰、宝马、大众、奥迪等轿车上，全国现有900多家生物柴油加油站。美国、印度等其他发达国家和发展中国家也在积极发展生物柴油产业。目前，世界生物柴油年产量已超过350万吨，预计2010年可达3000万吨以上。1.4我国生物柴油发展的现状在生物柴油方面，我国的技术研究并不落后于欧美等发达国家，从各种公开的文献资料上，涉及生物柴油的文献80余篇，涉及技术研究的文献20余篇，内容包括了生物
生物柴油制备方法及国内外发展现状 摘要：通过查找文献，简要介绍了生物柴油的定义和优点，重点介绍它的制备方法，同时也对它在国内外的发展现状作了些介绍。 关键词：生物柴油；制备；现状； Abstract:This article gives a brief introduction to the definiton , advantages and development at home and abroad of the biodiesel,it also gives an emphasis introduction on prepation method . Keywords: biodiesel；prepation；actuality； 随着城市对能源需求的不断增加，石油资源的日益枯竭，全世界都将面临能源短缺的危机，而且石油燃烧对环境造成严重的污染，在很大程度上影响着人们的健康水平，于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。 1生物柴油的定义及优点 1.1 定义 生物柴油是指以油料作物、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，通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成，分子量大，接近700～1000，虽本身可以燃烧，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要设计专门的柴油机。酯交换后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，与柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也无需设计专门的柴油机。且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 1.2 优点 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性[2,3]：(1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，
前言 重庆浩泰能源有限公司（以下简称“浩泰能源”）成立于 2013 年3 月，公司注册地重庆市合川区，注册资本2 亿人民币，占地400 亩，是专门从事生物柴油及相关绿色再生能源产品研发、生产和销售的新型能源企业。 我国是一个石油资源相对贫乏的国家，储量仅为全球2%。同时，我国又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，除煤炭供应能够自给外，石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要，石油进口依存度一年比一年大。面对全球石油资源紧张、国内石油需求日益增长的现实，从资源循环利用和经济发展的角度来看，发展可再生能源，对弥补我国石油资源短缺，减少环境污染，引导节约能源，促进我国经济社会可持续发展具有积极意义。我国作为一个发展中的国家，面临着经济增长和环境增长保护的双重任务，为了保护环境并实现经济的持续增长，改变能源发展和消费方式，开发利用可再生能源是必要的选择，因此，可再生能源具有广阔的潜力和发展前景。生物能源是我国第三大能源，仅次于煤和石油，在全部能源消耗中约占15%，是唯一可运输和储存的可再生能源，既可作为燃料用于发电，又能转化为“生物液体燃料”如生物柴油等。生物能源转化为生物柴油，其主要原料来自植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料（转化的酸化油、潲水油（地沟油）及各种油炸食品后剩余的废弃动植物油脂等）。 柴油是国家战略物质，广泛用于工程机械、锅炉、工业窑炉、船舶、军舰、农用机械、交通、动力等设备的柴油机燃料。2012年国内对柴油的年需求量达到1.7 亿吨，为此，国家每年要花大量的资金进口柴油和原油以满足日益增长的需求。生物柴油作为可再生能源，具有开发利用的广阔前景，具有开发的战略性意义。 重庆浩泰能源有限公司拟投资13亿人民币，引进国内最先进的生物柴油技术，于合川渭沱工业园区建设40万吨/年生物柴油建设项目，根据2013年5月备案的情况，40万吨/年生物柴油项目拟分两期建设，一期20万吨/年，二期20万吨/年，重庆浩泰能源有限公司在项目实施过程中进行了局部调整，现定分三期实施完成，其中一期投资8.6 亿元，建设形成10万吨/年生物柴油的生产规模；二期扩建10万吨/年生物柴油生产规模；三期扩建20万吨/年生物柴油生产规模，达到40万吨/年生物柴油生产能力，同时副产浓甘油等副产品。 根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、《建设项目环境保护管理条例》等有关规定，应当在项目可研阶段对其进行环境影响评价。为此，
年产10000吨生物柴油环评分析(简要稿) 4.2.3 脂肪酸甲酯（生物柴油）生产线 4.2.3.1 概述 生物柴油是指植物油与甲醇进行酯交换反应产生的脂肪酸甲酯，是一种洁净的生物燃料，也称之为“再生燃油”，用作柴油机燃料。生物柴油作为一种清洁的可再生能源，已经在世界围形成了可再生能源领域的研究开发热潮，生物柴油在欧美等发达国家已经是市场普遍接受的实用产品。目前，我国在生物柴油新能源领域技术和产业化才刚刚起步，石油资源的减少和原油涨价给生物柴油带来发展机遇。在不久的将来，生物柴油必定能够在我国能够形成一个巨大的可再生能源产业。 拟建项目以精炼植物油的直接酯交换反应为基础连续生产生物柴油，设计生产能力10000t/a 。其主要反应原理如下所示： 4.2.3.2 主要原料消耗 表4-27 脂肪酸甲酯（生物柴油）主要原材料消耗 主要原料为废弃餐饮油，其主要质量指标如表4-28示。 表4-28 原料油脂的主要质量指标 CH 2-O-CO-R CH-O-CO-R CH 2-O-CO-R 3OH 3-O-CO-R CH 2-OH CH-OH CH 2-OH
4.2.3.3 主要生产设备 该生产线含甲酯/甘油酯交换、甲酯/甘油分离、甲酯提纯、甲醇精馏回收、甘油提纯处理以及尾气收集和处理单元。 表4-29 脂肪酸甲酯（生物柴油）主要生产设备
甲醇精馏:BZ650科力化工设备 板框压漏机:XM(A)YZ800系列压滤机九龙过滤设备 搪玻璃开式反应罐扬阳化工设备制造 4.2.3.4 生产工艺和物料平衡 图4-9 脂肪酸甲酯（生物柴油）生产工艺总流程 该生产线连续生产，年生产运行时间330天，年生产能力1万吨脂肪酸甲酯产品，各生产单元物料平衡按单位产品进行核算。
本项目所采用的是吸收发展日本HAVE技术及与公司技术研发合作方上海华东理工大学共同研制的脂肪酸甲脂提纯的分子蒸馏技术和自有的精制技术相结合，自主开发创新，独具特色的生产工艺和设备。是在国内外同行业中具有先进性的生物柴油生产新工艺。 叙述如下： STEP-1前处理 原料油在,多数场合时是含有一定的水分和微生物的,在加热100℃以上的情况下.甘油三酯(三酸甘油酯)的一部分加水分解,变为游离脂肪酸。因此,一般的原料油尤其是废食用油里含有2～3%的游离脂肪酸,饱和溶解度的水以及残渣的固定成分。这些杂质,特别是在由碱性触媒法的酯化交换过程中,使触媒活性下降,产生副反应生成使燃料特性变坏的副生物,所以,在酯交换反应前,有去除的必要.D/OIL 制造过程中,配合高速分离,真空脱水,脱酸等,几乎可以全部除去废食用油中的杂质。饱和脂肪酸采用烙合法断链转换成不饱和脂肪酸。 STEP-2 甲醇触媒的溶解 水分等杂质含有量在所定值以下的甲醇和触媒混合后,用来调制甲醇溶液.此过程中,特别要注意的是,由于溶解热的突然沸腾,有必要控制溶解速度和溶液的温度。另有,KOH触媒由于吸水性较高,所以,在储藏和使用阶段尽量防止吸收水分、一旦,吸收了大量的水分时, KOH就会变得难于溶解,将会影响到下一个工序。
STEP-3 酯交换反应 将经过前处理的原料油和触媒,甲醇混合,在65度左右时进行酯交换反应(Ⅲ--4)。在此工序中,为了达到完全反应的目的(tri-di-mono-甘油酯的转化率在99%以上),有必要控制甲醇/原料油比,触媒/原料油比,搅拌速度,反应时间等的参数。。通常,甲醇/原料油比和触媒/原料比越大,反应速度越快,投入化学反应理论以上的过剩甲醇时,不只是D/OIL的制造原价升高, D/OIL中的残存甲醇浓度也升高,燃料特性反而恶化。还有,此工程,如果原料油中水分和游离脂肪酸有残留的情况下,会引起如下图所示的副反应。过量甲醇通过闪蒸分离后经精馏回用。 STEP-4 甘油的分离 反应结束后,从酯交换反应的生成物甘油和甲酯的混合物中分离出甘油. 甘油的分离,虽然可以利用甘油(1.20g/cm3) 和甲酯(0.88g/cm3)的比重差,使之自然沉降,不仅分离速度很慢,也不能使甘油完全分离.所以, .D/OIL的制造过程是通过高效率的高速离心分离机来进行分离的. STEP-5 甲酯的精制 甲酯的精制是通过蛋白页岩吸附剂，去除生物柴油中的碱性氮、和黄曲霉素。
1用地沟油制备生物柴油的方法 前言：本发明涉及一种用地沟油制备生物柴油的方法，按重量百分比，A.将97～99.8％的地沟油和0.2～3％的多孔载体的固体酸催化剂加入反应釜内，反应温度控制在＞95℃至130℃，常压下通入气相甲醇，搅拌1～4小时进行酯化反应，反应结束后，分离出固体酸催化剂；B.将酯化反应后70～80％的液体、15～25％的甲醇以及1～5％的固体碱催化剂放入反应釜内，反应温度控制在50℃～65℃，常压下搅拌0.5～2小时进行酯交换反应； C.酯交换反应完成后，将液体静置或进行离心分离，上层即为制备的生物柴油，下层为甘油、固体碱催化剂以及甲醇。本发明具有酯化反应充分，能耗低，工艺简单，收率高的特点，能满足工业化规模生产。 制造生物柴油的反应釜 前言：本发明涉及一种制造生物柴油的反应釜，包括釜体和安装在釜体上的搅拌装置，所述的釜体为具有夹层的夹套式结构，釜体上的蒸汽进口和冷凝水出口与夹层相通，釜体上分别设有的原料进料口、出料口、催化剂进口以及溶剂进口与釜体反应腔相通，所述原料进料口和催化剂进口分别设置在釜体的上部，出料口设置在釜体的底部，而溶剂进口设置在釜体的底部或/和下部。本发明的反应釜结构简单，设备投资少，酯化反应充分，生产效率高，能满足工业化规模生产。 反应釜：又称反应器或反应锅。是化工生产中用于进行化学反应的一种容器。常配备必要的传热装置和搅拌装置以达到强化生产的目的。反应釜分为间歇式、半连续式和连续式三种。搅拌器主要用于染料和制药工业，也用于其他工业，如烧碱生产中的苛化桶等。使两种或多种物料进行混合的操作。有机械搅拌和空气搅拌等方法。可以促进物理变化和化学反应。通常在搅拌器中进行。 温度控制以温度作为被控变量的开环或闭环控制系统。其控制方法诸如温度闭环控制，具有流量前馈的温度闭环控制，温度为主参数、流量为副参数的串级控制等。在分布参数系统中，温度控制是以控制温度场中温度分布为目标的。 脂肪酸温控容器结晶分离法利用油脂化学品固化点的差别进行分离的最早方法。主要用在油脂的分离操作，如脱蜡、冬化、棕榈油分为棕油硬脂精和棕油油精等。油脂水解得到的混合脂肪酸也可用此法将其中熔点较高的硬脂酸和棕榈酸等与较低的油酸等分开。本法的特点是温度控制要均匀，但不能强烈搅拌以免结晶被破坏。因此冷却只能缓慢地进行，导致结晶罐体积庞大，而这又与温度控制的均匀有矛盾。 2用地沟油及废弃动植物油制备环氧增塑剂的方法 前言：本发明涉及一种用地沟油及废弃动植物油制备环氧增塑剂的方法，按重量百分比将97～99.8％的废油和0.2～3％的多孔载体的固体酸加入反应釜内，温度在＞95℃至130℃，通入气相甲醇搅拌1～4小时，反应结束后分离出固体酸；将酯化反应后70～80％的液体、15～25％的甲醇以及1～5％的固体碱催化剂放入反应釜内，温度在50～65℃，常压下搅拌0.5～2小时；分离制得脂肪酸甲酯；将25～35％的双氧水、2.5～10％的甲酸及0～1％的三聚磷酸纳加入55～70％的脂肪酸甲酯内，温度控制在60±5℃，搅拌8～10小时，反应完成后分出酸水，中和、洗涤常温下脱水得到制品，具有能耗低，工艺简单、成本低的特点。 3用废油制备生物柴油的酯化反应工艺 本发明涉及一种用废油制备生物柴油的酯化反应工艺，按重量百分比将97～99.8％的废油和0.2～3％的多孔载体的固体酸催化剂加入反应釜内，反应温度控制在＞95℃至130℃，常压下通入气相甲醇，搅拌1～4小时进行酯化反应，反应结束后，分离出固体酸催化剂。
生物柴油项目初步方案 投资分析/实施方案
承诺书 申请人郑重承诺如下： “生物柴油项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由 此导致的所有后果。 公司法人代表签字： xxx（集团）有限公司（盖章） xxx年xx月xx日
项目概要 《生物柴油产业发展政策》提出“鼓励京津冀、长三角、珠三角等大 气污染防治重点区域推广使用生物柴油；推广区域内，成品油批发经营企 业应及时与符合准入条件的生物柴油生产企业签订购销合同并严格履行， 原则上其购销总量占区域推广目标的比例不低于其市场份额”。这将解决 生物柴油行业面临的销售渠道受限问题，为生物柴油进入成品油调合市场 提供了政策依据和可行的方法。该政策同时还提出“国家制定出台清晰明 确的价格、税收、财政、投资等长期扶持政策。有关地区原则上应出台相 关地方配套扶持政策”。相应扶持政策是出台及细化，也将为生物柴油企 业带来发展动力。 该生物柴油项目计划总投资8002.27万元，其中：固定资产投资6440.02万元，占项目总投资的80.48%；流动资金1562.25万元，占 项目总投资的19.52%。 达产年营业收入11656.00万元，总成本费用9306.59万元，税金 及附加145.66万元，利润总额2349.41万元，利税总额2819.13万元，税后净利润1762.06万元，达产年纳税总额1057.07万元；达产年投 资利润率29.36%，投资利税率35.23%，投资回报率22.02%，全部投资回收期6.04年，提供就业职位192个。
生物柴油综述 摘要：本文综述了生物柴油的特点和制备方法，重点阐述了酯交换制备生物柴油的方法，阐明各催化剂的优缺点，指出生物柴油未来发展方向。 关键字：生物柴油酯交换反应催化剂 Abstract: Areviewing the feature and preparation methods of biodiesel in the article. transesterification techniques for biodiesel synthesis were summarized. The merits and disadvantages of different catalysts were illustrated，and the development direction for transesterification was indicated. Key words: biodiesel; transesterification; catalyst 随着社会的快速发展和人们生活质量的提高，石油燃料已成为我们生活中不可缺少的使用能源。而石油作为一种不可再生能源，随着人们需求量的增大已经开始逐渐枯竭，并且石油燃料的燃烧产生大量的二氧化碳气体和粉尘颗粒，造成严重的环境污染。随着人们燃料危机意识和环保意识的提高，世界各国开始研发生物柴油作为一种可再生、环保能源来替代石油燃料。 早在1897年狄赛尔创造出的第一台柴油机就是用花生油作的燃料。但是植物油与柴油相比粘度过高、十六烷值低且含有大量的不饱和脂肪酸。故前人对植物油进行了大量的改进[1]。 生物柴油，即脂肪酸单酯，是对动植物油脂与甲醇或乙醇进行酯化反应或酯交换反应得到的液体燃料，它主要来源于动植物油脂、藻类和人类食用废弃油类，是可生物降解并且像太阳能、潮汐、风能一样是具有潜力的可再生能源。与石油相比，生物柴油不含对环境污染的芳烃类物质，燃烧排放的废气中基本不含硫，其中的碳氢化合物、二氧化碳的排放量也大大减少，在很大程度上减小了对环境的影响。 生物柴油的分子量、粘度、密度与轻柴油基本接近，十六烷值含量接近甚至超过轻柴油。但热值比石油柴油低7%，氮氧化物排放会微量增加，低温启动性能略差。 1生物柴油的制备方法 生物柴油的主要制备方法有直接混合法、微乳化法、高温裂解法、酯交换法和
生物柴油制备方法及现状 摘要：对生物柴油的特性和制备方法进行了综述，制备方法主要是工业上常用的酯交换法，包括酸催化法、碱催化法、酶催化法和近年来发展起来的超临界法，并对生物柴油的应用现状进行了简介。 全球范围内的能源需求不断增加、原油价格飙升及越发严格的环保要求，开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一，利用生物质资源生产燃料和石油化工产品的生物燃料技术应运而生。生物柴油作为可替代石化柴油的清洁生物燃料，是一种生产成本和使用性能都与现用石化柴油基本相当且具有良好的环境特性和可生物降解性，具有广阔的发展前景。 1生物柴油的性质 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。从化学成分来看，生物柴油是一系列长链脂肪酸甲酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，经化学过程主要为酯交换后，分子量降至与柴油相近，且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性： (1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，燃烧尾气对人体损害低于柴油，生物柴油的生物降解性高。 (2)具有较好的润滑性能。在其加剂量仅为0.4%时，生物柴油就显示出抗磨作用，可以缓解由于推行清洁燃料硫含量降低而引起的车辆磨损问题，增强车用柴油的抗磨性能。 (3)具有较好的安全性能。由于闪点较石化柴油高，生物柴油不属于危险燃料，在运输、储存、使用方面的优点显而易见的。 (4)具有良好的燃烧性能。其十六烷值高，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延长。 (5)具有可再生性能。作为可再生能源，其供应不会枯竭。 (6)使用生物柴油的系统投资少。原有的引擎、加油设备、储存设备和保养设备等基本不需改动。 (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，降低尾气污染。 2生物柴油制备方法 目前，生物柴油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。 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产物的方向移动，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，三甘油酯分步转变成二甘油酯、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。 2.1酸催化法
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。可广泛用于各种载重汽车、火车、公交车、卡车、舰船、工程机械、地质矿业设备、农用机械、发电机组等柴油内燃机；更是非动力的工民用窑炉、锅炉及灶具上佳燃料。 三、生物柴油的发展前景及意义 （一）国家立法、政策支持 从2006年1月1日起正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》明确规定“国家将再生能源的开发利用列为能源的优先领域，——依法保护可再生资源开发利用者的合法权益”。并指出“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。 （二）资源十分广泛 一是可利用各种动、植物油脂的各种废料、副产物，例如加工植
生物柴油的理化指标及测定方法 生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。作为柴油的替代燃料，生物柴油应当满足柴油的使用要求，才能保证其作为燃料使用。因此，评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料，首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质，主要有以下几方面的性质和考察指标： ① 良好的燃烧性能——十六烷值； ② 良好的蒸发性能——馏程及馏出温度； ③ 良好的常温和低温流动性能——黏度、密度及冷滤点； ④ 良好的安全性——闪点、燃点； ⑤ 对发动机无腐蚀——酸度及酸值； ⑥ 良好的动力性能——热值。 其次，受生产原料和工艺影响的生物柴油特有指标，如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷 含量等。 1．1 十六烷值(CN值) 燃烧性能是评价燃料油品质的重要指标，而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏的重要指标。柴油机属压燃式发动机，要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后，在高温高压条件下自燃，并在气缸中燃烧作功。柴油的CN值影响整个燃烧过程。CN值低，则燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作时容易爆震；而当CN值过高时，反而会因滞燃期太短而导致燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。一般认为，适宜的柴油CN值应为45—60，可以保证柴油均匀燃烧，热功率高，耗油量低，发动机工作平稳，排放正常。根据Harrngton和Gerhard 等人的研究，碳链长度的增加有助于CN值的提升，而不饱和双键数目的增加则会使CN值有所降低。生物柴油的CN值比普通矿物柴油要略高，通常为50—60之间。CN值的测定有“临界压缩比法”“延滞点火法”和“同期闪火法”，我国国家标准(GB386-64)规定采用“同期闪火 法”。 2 馏程(95％ )
生物柴油的现状与发展前景 柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以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，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。 目前世界每年新车产量大约5 000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即”世界燃油规范”Ⅲ类标准。柴油”世界燃油规范”Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。 随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。 我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。 炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取