无硫生物柴油

由菜籽油制备生物柴油的实验方案化强0601 石磊丁佐纯目录一．文献综述1．生物柴油简介2．目前制备生物柴油的方法3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据二．实验目的三．实验原理1．生物柴油的制备原理2．碘值的测定原理3．酸价的测定原理四．实验用品1．实验仪器2．实验药品五．实验步骤1．生物柴油的制备2．粗产物的处理3．碘值的测定4．酸价的测定六．实验结束七．本实验所参考的文献一览★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。

一、文献综述1、生物柴油简介1.1目前燃料情况能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。

我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。

而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。

1.2什么是生物柴油生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。

1.3生物柴油的优点1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。

1.3.2具有优良的环保特性：①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含苯及其他具有致癌性的芳香化合物。

②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少；③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油；④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。

1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。

②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。

生物柴油是典型“绿色能源”生物柴油是典型“绿色能源”，《中华人民共和国可再生能源法》第32 条第4 款定义为：利用生物质资源生产的有柴油使用功能的液体燃料即为生物柴油。

生物柴油主要指标与石油提炼的柴油基本一致，含碳量 18—22，与柴油（16—18）类似，颜色与柴油一样清亮透明。

它是利用原料广泛的动物、植物各种油脂将其改变分子量和碳结构形成能充分燃烧的高热值的“类柴油”。

由于它来自生物质资源故谓“生物柴油”。

生物柴油的来源生物柴油的来源十分广泛，共分六大类；1．植物类：油菜、棉花、大豆、芝麻、花生、乌桕树、蓖麻、棕榈树、椰子树、油桐树、亚麻、野苏树、桉树、油茶、麻疯树、光皮树等含油质植物所榨取的油料。

2．各城市餐馆的地沟油。

3．动物油脂：如猪、牛、羊等加工的各种油脂；4．各种动物皮革和动物骨头加工中产生的油脂。

5．各种油脂加工厂的下脚料、酸化油。

6．废机油、汽油、柴油等回收利用；废塑料、废橡胶、煤焦油提炼的柴油（调和生物柴油用。

其中植物的种子占了很大的比重，我国大约有1554种树种的种子可用来制造生物柴油，但其中种子含油量在40%以上的大概有150种，又其中能实现规模化的只有6种，麻风树是最主要的，麻疯树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，是最有种植潜力的油料作物品种。

目前，野生麻疯树的干果产量为300～800kg/亩，平均产量约660kg/亩。

纯麻疯树油可以用于烹调、照明或者发电。

它的一系列副产品包括用于化妆品的甘油，以及再加工制成的麻疯树种子饼，可以作为有机肥料使用。

其种子油渣、残油渣及树叶可作农药，去毒后也可作为动物饲料。

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。

《生物柴油(BD100）原料废弃油脂》行业标准适用探讨随着环保意识的提升和可再生能源的推广，生物柴油(BD100)作为一种新型、环保的燃料逐渐受到关注和应用。

生物柴油的生产需要使用生物原料，例如油脂，其中废弃油脂(Used Cooking Oil, UCO)是一个重要的原料来源。

因此，制定《生物柴油(BD100)原料废弃油脂》行业标准是非常必要的。

本文将从以下三个方面来探讨该行业标准的适用性：一、生物柴油的背景与优势；二、废弃油脂的特点与选用；三、行业标准的意义与实施。

一、生物柴油的背景与优势生物柴油作为绿色能源的代表，具备以下多种优势：1.环保。

生物柴油能够大大降低有害废气的排放，减少空气污染和温室气体的释放，对于减轻环境负担非常有益。

2.可再生性。

相比石油等化石燃料，生物柴油作为一种能够通过种植、种养等环节来获得的天然资源，具有更好的可再生性。

3.经济性。

生物柴油的生产成本相对较低，同时也能够降低能源供给的依存度，具有更好的应对能源危机的能力。

4.性能优越。

生物柴油的燃烧性能好、热值高、氧化稳定性好，适用于各种柴油发动机和燃烧器。

二、废弃油脂的特点与选用废弃油脂是一种比较理想的生物柴油原料，其特点如下：1.能够回收利用。

废弃油脂可以直接经过一定的加工和处理后用于生产生物柴油，可以充分利用能源资源，避免浪费与污染。

2.更加环保。

利用废弃油脂可以减少污染与废弃物的产生，对于提升环境质量具有非常积极的作用。

3.成本低廉。

废弃油脂的市场价格相对较低，其利用能够减少生产成本，提高成本效益。

在选用废弃油脂作为生物柴油的原料时，需要注意以下几个方面：1.化学性质。

废弃油脂的化学组成和稳定性对于生物柴油的品质和性能具有非常重要的影响，需要通过化学分析和实验验证来确定其适宜性。

2.生产来源。

废弃油脂来自于多样化的生产场所，如食堂、饭店等，因此需要注意油脂的卫生质量和产生的环境背景。

3.储存和运输条件。

废弃油脂在储存和运输过程中需要注意防止污染和氧化，保证其品质符合生产标准要求。

生物柴油概念：生物柴油，又称脂肪酸甲酯，是植物柴油和动物柴油的总称，不含硫和芳烃，十六烷值高，且润滑性能好常用原料：油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油及动物油等主要成分：混和脂肪酸甲酯合成：由甲醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应低温流动性参数：浊点(CloudPoint)、冷滤点(Cold Filter Plugging Point)：生物柴油可以使用的最低温度倾点(PourPoint)、生物柴油刚刚可以流动的最低温度冷凝点(Solidification Point)：影响因素：1.脂肪酸的组成与分布生物柴油的主要成分是混合脂肪酸甲酯,不同的脂肪酸甲酯低温流动性能差别很大,主要受碳链长度、不饱和程度、支链程度以及不饱和脂肪酸甲酯的立体构型影响。

脂肪酸甲酯的熔点随碳链的长度增加而增加,并随其不饱和程度的增加而降低,据报道碳链数都是 18的硬脂酸甲酯和油酸甲酯熔点分别为 39.1 和- 19.8 ℃,两者的熔点相差约 59℃;含支链的分子越多,低温性能越好。

此外,不饱和脂肪酸甲酯的立体构型也对其低温流动性能有很大影响,顺式油酸甲酯与反式油酸甲酯凝点、黏度等低温性能相差很大。

由于不同脂肪酸甲酯低温流动性能不同2.酯基结构生物柴油中的酯基一般是甲基或乙基，相对于柴油有较高结晶温度3.杂质的影响这些杂质包括：合成原料中含有的高熔点甘油二酯、甘油单酯；生物柴油转化过程中反应不完全的甘油三酯、醇类、游离脂肪酸等以及生物柴油转化中产生的皂化物等。

研究发现，尽管倾点不受影响，但浊点随甘油单酯、甘油二酯的增加而升高；浓度为 0.1%饱和甘油单酯或甘油二酯能使浊点升高，不饱和的甘油单酯对浊点及倾点都没有影响。

改善方法：1.加入流动改进剂法2.调和柴油法3.生物柴油的异构化4.冬化处理添加降凝剂机理1.成核理论成核理论认为，由于降凝剂分子的熔点相对高于油品中蜡的结晶温度，它会在油品的浊点（CP ）以前析出而起到晶核、活性中心或结晶中心的作用而成为蜡晶生长中心，使油品中小蜡晶增多，从而达到降低冷凝点（PP ）或冷滤点（CFPP ）的效果。

生物柴油（biodiesel）的定义：俗称为阳光燃料，是一种长链脂肪酸单烷基酯（fatty acid esters），是以动植物油脂、各类废弃油脂及微生物油脂为原料与短链醇，经过转酯反应（transesterification reaction）制备获取，是一种含氧的清洁燃料。

生物柴油的分子结构：生物柴油的比较优势：1、良好的环保性能。

生物柴油中硫含量比较低，燃烧时二氧化硫等含硫化合物的排放低，比石化柴油减少约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石化柴油。

2、较好的低温发动机启动性能。

无需添加剂，生物柴油冷滤点可达-20℃。

3、较好的安全性能。

生物柴油闪点高（>130℃），不属于危险品。

因此生物柴油的运输、储存、使用方面的安全性要比石化柴油高许多。

4、较好的润滑性能。

生物柴油可使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，延长其使用寿命5、良好的燃料性能。

生物柴油十六烷值高（>50）,燃烧性浩宇石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。

6、可再生性能。

作为可再生能源，与石油的储量不同，生物柴油可通过农业和生物科学家们的努力，使其供应量不会枯竭。

7、兼容性好。

无需改动柴油机，便可便可直接添加使用，同时无需外添设加油设备，储存设备及人员的特殊技能训练。

8、含水量高。

有助于将低燃料的粘度，提高稳定性。

9、生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可降低油耗，提高柴油机的动力性能，并大大降低尾气污染的排放。

生物柴油的制备方法：直接混合法、微乳液法、高温热裂解法和酯交换法。

直接混合法和微乳液法属于物理法，高温热裂解法和酯交换法属于化学法。

使用物理方法可以降低动植物油的粘度，但积碳及润滑油污染等问题难以解决；而高温热裂解法的主要产品是生物汽油，生物柴油只是其副产品。

酯交换法是目前制备生物柴油最常用的一种方法。

1、直接混合法：将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其粘度的方法。

我国生物柴油产业化发展面临两大障碍生物柴油是一种优质清洁燃料。

近年来，油价飙升推动了国际生物柴油的发展，也引起了我国政府和一些企业对生物柴油的重视。

然而，在采访中记者发现，原料价格和充足的原料供应已经成为制约生物柴油发展的关键，只有破解了这两大难题，我国生物柴油才可望走上产业化发展的道路。

国际生物柴油产业近年发展很快从动植物油脂通过脂交换生产的柴油称为生物柴油，生物柴油不含硫和芳烃、十六烷值高、润滑性能好，是一种优质清洁柴油。

近年的油价飙升促进了国际生物柴油的发展。

世界各国，尤其是发达国家对发展生物柴油非常重视，纷纷制定激励政策。

欧盟对生物柴油采取原料（菜籽油）种植补贴、生物柴油差别税收刺激等政策，还要求各国降低生物柴油税率，并且将从２００９年开始，强制性将生物燃料调入车用燃料中，调和量最少１％。

在２００２年，美国参议院提出包括生物柴油在内的能源减税计划；２００４年１０月美国总统签署了对生物柴油的税收鼓励法案，大力支持生物柴油在美国的发展。

其它国家如巴西、菲律宾、韩国、日本、加拿大等国都已经或正在制定相应的政策和措施。

世界生物柴油产量近年来取得了迅速增长。

从欧洲生物柴油委员会获得的数据显示，２００２年欧盟共生产生物柴油１０６．５万吨，２００３年提高到１４３．４万吨，２００４年进一步提高到１９３．３万吨，相比２００３年增加３５％；欧盟计划于２０１０年生物柴油产量达到８００万－１０００万吨。

２００２年美国生物柴油销售量为５万吨，２００３年提高到８万吨，增加６７％；美国规划２０１１年生物柴油生产１１５万吨，２０１６年达到３３０万吨。

日本目前利用废弃食用油生产生物柴油的能力已达到４０万吨／年。

韩国从德国引进了生产技术，２００２年生物柴油的生产能力为１０万吨／年，正扩建至年产２０万吨。

新的脂交换工艺不断开发成功。

传统的脂交换工艺是以液体酸碱为催化剂的均相工艺，此类工艺有对原料要求苛刻、流程复杂、废液排放多等缺点，并且由于甲醇和油脂不相溶，此类反应传质差，影响反应速度和脂交换效果。

资料来源：转自韩德奇等《生物柴油的现状与发展前景》我国生物柴油国家标准柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）GB/T20828-2007 2007-5-1《生物柴油中游离甘油和总甘油的测定》和《生物柴油氧化安定性的测定》已完成并进入报批程序；两个分析方法标准《柴油机燃料中生物柴油含量的测定》和《生物柴油中酯含量的测定》也正在制定中。

首项生物柴油国家标准目前进入报批程序(2006.7.26)由中国石油化工股份有限公司提出、石油化工科学研究院起草的我国第一项生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》已进入报批程序。

据标准起草人、石油化工科学研究院张永光教授介绍，与矿物柴油相比，生物柴油具有以下5个方面的优势：一是生物柴油的硫含量低，可减少约30%（有催化剂时为70%）的二氧化硫和硫化物的排放，10%（有催化剂时为95%）的一氧化碳排放以及50%的二氧化碳排放，且不含有对环境造成污染的芳烃，生物柴油可降低90%的空气毒性，采用生物柴油的发动机废气排放可以满足欧洲Ⅲ号排放标准。

二是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，这些部件的使用寿命可比普通柴油长。

三是生物柴油的闪点高于普通柴油，不属于危险品，在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。

四是生物柴油的十六烷值高。

十六烷值是衡量柴油点火性能的重要指标，十六烷值高，说明生物柴油具有良好的燃料性能。

五是生物柴油的原料不同于普通柴油的原料矿物质石油。

生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。

据介绍，生物柴油是由动、植物油脂与醇（例如甲醇或乙醇）经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基酯，最典型的生物柴油是脂肪酸甲酯。

原料来源主要有油料作物、油料林木果实、油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等。

生物柴油于1988年诞生于德国，我国从2001年开始生产生物柴油。

目前全国生产生物柴油的企业有数十家，年产量超过10万吨。

据国家发改委能源研究所可再生能源发展中心副主任任东明博士预测，2010年，我国生物柴油生产能力可达20万吨；到2020年，我国生物柴油生产能力要达到200万吨。