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生物柴油产业链及发展趋势生物柴油是指采用植物油、动植物油脂、废弃动植物油脂等为原料，在特定条件下通过酯交换反应或油脂酸值的中和-酯化-分离等方法制取的一种替代石油柴油的可再生燃料。
生物柴油产业链包括原料供应、生产加工、销售与应用等环节，下面将详细介绍生物柴油产业链及其发展趋势。
一、生物柴油产业链简介1. 原料供应环节生物柴油的主要原料包括油菜籽、大豆、棕榈油等植物油，以及动植物油脂和废弃动植物油脂。
原料供应环节主要包括农户种植、油料加工和废弃动植物油脂收集等。
农户种植是生物柴油产业链的重要环节，种植规模和品种选择对生物柴油产业的发展具有重要影响。
油料加工是指将油料加工成油料原料，供给生物柴油厂进行生产加工。
废弃动植物油脂收集是指回收废弃的动植物油脂，作为生物柴油的原料，节约资源和减少环境污染。
2. 生产加工环节生产加工环节主要包括酯交换反应、脱色脱臭等工艺。
酯交换反应是将原料中的油酸与甲醇反应生成甲酯，脱色脱臭是将原料经过一系列的步骤，去除杂质和异味，使其达到生物柴油的质量要求。
生产加工环节的技术水平和设备设施的先进程度对生物柴油的质量和产能具有重要影响。
3. 销售与应用环节销售与应用环节主要包括生物柴油的销售渠道、价格和市场需求等方面。
生物柴油的销售渠道主要包括加油站、航空公司、工业燃料用户等。
价格是生物柴油流通的核心问题之一，价格的合理性和竞争力对生物柴油的市场竞争具有重要影响。
市场需求是生物柴油发展的动力之一，随着环保意识的增加和对可再生能源的需求增加，生物柴油市场需求呈现出逐年递增的态势。
二、生物柴油产业链发展趋势1. 原料多样化随着人们对可持续发展的要求越来越高，生物柴油产业链在原料供应环节将趋于多样化。
除了传统的油菜籽、大豆、棕榈油等植物油外，人们将会利用废弃农作物、食用油、动物脂肪等废弃物资源作为原料，提高资源的综合利用效率。
2. 技术创新生产加工环节将会出现越来越多的技术创新。
酯交换反应工艺将会改进，降低生产成本和提高生物柴油产能。
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。
植物油脂制备生物柴油及综合开发郝宗娣;刘洋洋;杨勋;续晓光;刘平怀【期刊名称】《热带生物学报》【年(卷),期】2010(001)003【摘要】综述了植物油脂制备生物柴油的进展及其综合开发利用,发现了植物油脂在利用过程中出现的问题,并针对问题提出了合理利用自然资源的建议.【总页数】6页(P282-287)【作者】郝宗娣;刘洋洋;杨勋;续晓光;刘平怀【作者单位】海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228;海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南,海口,570228【正文语种】中文【中图分类】Q949.93%TQ644.2【相关文献】1.一次能源：动植物油脂制备生物柴油的研究 [J], 武海棠;周玉杰;张建安;刘建2.S2O82-/Al2O3-ZrO2固体酸催化废弃动植物油脂制备生物柴油研究 [J], 方建华;陈波水;王九;吴江;董凌3.S2O82-/TiO2-ZrO2固体酸催化废弃动植物油脂制备生物柴油 [J], 方建华;唐成林;陈波水;王九;吴江4.SO2-4／TiO2-ZrO2固体酸催化剂催化废弃动植物油脂制备生物柴油 [J], 方建华;陈波水;王九;吴江5.负载的Ni催化剂上植物油脂加氢脱氧制备第二代生物柴油 [J], 左华亮;刘琪英;王铁军;史娜;刘建国;马隆龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
生物柴油的工艺和研究现状摘要：能源短缺和环境污染是目前人类社会面临的巨大挑战，为了维持人类的可持续发展，生物柴油的应用和推广正是解决能源替代问题的最佳手段。
本文将对生物柴油进行概述，包括生物柴油的定义、来源、生产工艺、意义以及我国发展生物柴油的现状。
关键词：生物柴油；生产工艺；发展现状；意义一生物柴油概述生物柴油是清洁的可再生能源，它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、废餐饮油等为原料通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯液体燃料，是优质的石油柴油代用品，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要的战略意义。
生物柴油诞生于1988年，由德国聂尔公司发明，它是以菜籽油为原料，提炼而成的洁净燃油。
其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。
西方国家为了发展生物柴油，在行业规范和政策鼓励下采取了一系列的积极措施。
为了便于推广使用，美国、德国、意大利等国都制定了生物柴油技术标准，如美国权威机构ASTM 相继在1996和2000年发布标准，完善生物柴油的产业化条件，并且政府实行积极鼓励的方式，在生物柴油的价格上给与一定的补助。
欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油生产生物柴油并获得推广应用。
目前，生物柴油主要用化学法生产，采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱的催化剂和230-250摄氏度下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。
现在还在研究生物酶法合成生物柴油技术。
与普通柴油相比较，生物柴油更有利于环保，是柴油车尾气中有毒有机物排放仅为原来的1/10，颗粒物为20%，二氧化碳和一氧化碳比矿物柴油要少约50%。
但是与常规柴油相比较，生物柴油价格要贵1倍以上。
二生物柴油的优势与常规柴油相比较，生物柴油具有下列性能：1 具有良好的环保性能。
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%(有催化剂时可减少约70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而产生的废气对人体的损害低于柴油。
生物柴油的研制及其应用生物柴油（Biodiesel），是一种由动物脂肪或植物油脂经过简单化学反应得到的燃料。
与传统的石油柴油相比，生物柴油无毒、无臭、燃烧清洁，在环保、可再生等方面拥有巨大优势。
因此，近年来生物柴油的研制和应用受到越来越多的关注。
一、生物柴油的研制1. 原料种类制取生物柴油的原料主要包括动植物油、动物脂肪、食用油等。
其中，动植物油是最常用的原料。
植物油包括大豆油、菜籽油、棕榈油等，动物油包括牛油、猪油等。
2. 制备方法生物柴油的制备方法主要有酯化法、超临界法和光化学法等。
其中，以酯化法为最常用的制备方法。
其过程为将油脂与醇反应，去除水分，在催化剂的作用下，生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。
3. 质量监控生物柴油质量的监测主要涉及以下几个方面：碘值、酸值、动力粘度、水分含量、密度、铜片腐蚀等。
通过实验室的检测可以保证生物柴油品质的稳定和可靠。
二、生物柴油的应用1. 替代传统石油柴油生物柴油可以直接替代传统的石油柴油，汽车、摩托车、农用车等车辆都可以使用。
与石油柴油相比，生物柴油燃烧更加充分，在排放污染物时减少相应的废气污染，对空气环境的污染也比石油柴油更加低。
2. 农业生产生物柴油可以作为农业机械的燃料，如拖拉机等，不仅可为农业机械生产提供可靠的燃料，还能有效减少废气对麦田、森林等周边环境的污染。
3. 交通运输业生物柴油被广泛应用于公交车、出租车等城市公共交通工具，与传统石油柴油相比，生物柴油的使用有利于提高城市环境的质量，减少空气污染。
4. 工业领域生物柴油可广泛应用于工业领域，如发电厂、电厂、机械制造等领域，成为现代化工地的重要的清洁燃料。
总的来说，生物柴油的研制与应用带来了巨大的环境效益和经济效益，对于缓解环境污染、减少化石燃料的使用、保护能源资源等方面发挥了积极作用。
未来，需要进一步加强对生物柴油发展的研究与开发，推广其在各个领域中的应用，以达到更好的利用动植物油脂的目标。
生物柴油的制备及应用生物柴油是一种由植物油脂或动物脂肪制成的燃料，与传统石油柴油相比，具有更低的碳排放和环境友好性。
本文将详细介绍生物柴油的制备过程及其在不同领域的应用。
生物柴油的制备方法主要有两种，即酯化法和压榨法。
酯化法是将植物油或动物脂肪与酒精反应，生成甘油和酯。
这种方法需要使用催化剂，如钠或钾氢氧化物。
压榨法是通过压榨植物种子或果实来提取植物油，然后进行脱水和脱酸处理，得到生物柴油。
这两种方法在工业生产中得到了广泛应用。
生物柴油在各个领域都有广泛的应用。
在交通运输方面，生物柴油可以直接用作替代石油柴油的燃料，减少排放物的释放，改善空气质量。
在工业生产中，生物柴油可以用作工业锅炉、发电厂等的燃料，减少碳排放。
在农业领域，生物柴油可以用作农机和拖拉机的燃料，提高农业生产效率。
此外，生物柴油还可以用于家庭采暖和发电，减少对传统能源的依赖。
与传统的石油柴油相比，生物柴油具有许多优点。
首先，生物柴油是一种可再生能源，可以通过种植和养殖来源源不断地获得原料。
其次，生物柴油的燃烧产物中的二氧化碳在植物生长过程中被吸收，实现了净化和循环利用。
第三，生物柴油具有良好的润滑性，可以减少机械磨损和延长机器的使用寿命。
另外，生物柴油还可以与传统的石油柴油混合使用，无需进行改装。
然而，生物柴油也存在一些挑战和问题。
首先，生物柴油的制备过程相对复杂，需要较高的技术和设备。
其次，生物柴油的成本相对较高，与传统柴油相比，其价格较高。
此外，生物柴油的储存和稳定性也是一个挑战，因为它容易吸湿和氧化。
最后，生物柴油的生产也可能对土地、水资源和生物多样性产生一定影响。
为了推广和促进生物柴油的使用，政府和各界人士可以采取一系列的措施。
首先，政府可以提供补贴和税收优惠政策，降低生物柴油的成本。
其次，可以加强对生物柴油生产技术和设备的研发，提高生物柴油的生产效率。
此外，还可以加强对生物柴油的宣传和推广，提高公众对生物柴油的认识和了解。
生物柴油制备工艺技术进展来源：中国化工信息周刊中国化工信息中心教授级高级工程师朱曾惠近年来，生物质制柴油（Biodiesel)引起了广泛的关注。
2006年9月在德国德累斯顿召开的第一届IUPAC绿色——可连续化学国际会议上发表的一篇报告综合评判了当前生物柴油工业生产工艺进展，本文特摘录以飨读者。
一、第一代生物柴油生产工艺早在1983年，就有人提出应用植物油的甲基酯生产生物柴油。
1992年法国石油研究所（IFP）设计建立了第一套工业装置。
甲基酯是由植物油通过酯交换，将三甘油酯加甲醇转换成脂肪酸甲酯（FAME），反应式如下：该反应为催化反应，为提高转换率，甲醇需要过量。
常用的工业生物柴油工艺采纳均相催化，以NaOH或甲醇钠为催化剂。
从反应器出来的双相物料进入静置器中分离。
富酯相必须进行中和、清洗，以清除少量的催化剂（按要求，Na+K的含量要低于5ppm)。
酯交换后的余外催化剂在甘油相中以乙醇酸钠、甲醇钠和钠皂形式显现，需进行回收。
中和时加入盐酸进行，最终甘油纯度一样为80%～95%。
催化反应副产物钠皂可溶于甘油相中，要在中和后进行沉降作为脂肪酸分离，反应造成的缺失达生物柴油生成量的1%。
FAME收率（重量%）取决于原料质量和催化剂的种类，一样在98.5%～99.4%。
中小型企业可采纳间歇式工业化装置，假如产能大于10万t/a,则用连续式较为经济。
Ballestra、Connemann CD，以及鲁奇公司的PSI装置都采纳了连续工艺，这些工艺由2～3台反应釜串连，每一步催化反应后，甘油都要通过分离去除。
由于产品酯要符合冷性能和稳固性等相关指标，因此对原料植物油的选择有专门大的限制。
迄今为此，只有食用植物油符合要求，因此存在与食品争原料的问题。
此外，该工艺产生大量的副产物粗甘油。
二、第一代生产工艺改进1. 采纳非均相催化解决副产品甘油纯化问题最简便的途径是采纳非均相催化。
IFP 差不多开发出此工艺并于2006年在法国南部建成第一套工业装置。
生物柴油的制备技术与优化生物柴油是一种由动植物油脂、废弃物料等生物质资源经过特定制备工艺加工而成的燃料。
与传统的石化柴油相比，生物柴油具有更少的碳排放、更低的硫、氮、硫等有害物质排放，更加环保、绿色。
生物柴油的制备技术与优化已成为全球范畴内的研究热点，本文将简要概括生物柴油的制备技术和近年来的研究进展，并探讨生物柴油的优化制备和未来发展方向。
（一）生物柴油的制备技术生物柴油的制备技术主要包括酯化法、加氢裂解法、酶催化法等。
其中，酯化法是最为常用的制备生物柴油的方法，其步骤是将生物原料（如动植物油脂、废弃物料等）加入催化剂和醇中反应，生成酯类燃料。
酯化法的优势在于原料种类广泛、反应条件简单、反应产物易于分离和纯化等。
但是，该技术也存在一些问题，如产物纯度低、催化剂的耐久性问题等。
加氢裂解法是一种比较新型的生物柴油制备方法，它将生物质转化为液态燃料的同时，还能产生一定的氢气。
该方法利用高压水的加氢作用，将生物原料逐步转化为液体燃料。
相比酯化法，加氢裂解法的烃组成更为多样化，燃料品质更高。
但是，该方法的反应过程对反应条件要求较高、反应产物易混淆等限制因素也较多。
酶催化法是一种使用酶作为催化剂的生物柴油制备方法。
与传统的化学催化剂相比，酶催化剂具有选择性好、产物纯度高、催化剂稳定性好等优势。
但是，由于酶催化法需要较高的反应温度和压力，反应条件比较苛刻，成本相对较高。
（二）生物柴油的优化制备虽然生物柴油的制备技术已经得到了广泛应用，但是其制备过程中仍存在一些问题，如原料利用率低、产物质量不稳定、生产成本高等。
因此，近年来，在生物柴油的制备领域中，研究人员们着重于技术的优化，力争提高生产效率和降低成本。
生物柴油的优化制备技术主要包括以下方面：1.原料的选择。
通过削减原料成本、提高产量、改良燃料品质等方面来实现生物柴油的优化。
近年来，研究人员们已经开始探索新的原料，如微藻、矿物油、稻壳、纤维素等，以期在原料的利用和品质的提高方面取得突破。
生物柴油生产及性质研究进展一、本文概述Overview of this article随着全球能源需求的日益增长以及环境保护意识的日益加强，生物柴油作为一种清洁、可再生的替代能源，正受到越来越多的关注。
生物柴油是由可再生生物质资源（如动植物油脂、废弃餐饮油等）通过酯交换或酯化反应得到的脂肪酸甲酯或乙酯，具有良好的环保性、可再生性和生物降解性。
本文将对生物柴油的生产方法、性质及其研究进展进行概述，旨在探讨生物柴油的应用前景及面临的挑战。
With the increasing global energy demand and the increasing awareness of environmental protection, biodiesel, as a clean and renewable alternative energy, is receiving more and more attention. Biodiesel is a fatty acid methyl ester or ethyl ester obtained through ester exchange or esterification reactions from renewable biomass resources (such as animal and plant fats, waste cooking oil, etc.), which has good environmental friendliness, renewability, and biodegradability. Thisarticle will provide an overview of the production methods,properties, and research progress of biodiesel, aiming to explore the application prospects and challenges faced by biodiesel.本文首先介绍了生物柴油的生产方法，包括酯交换法和酯化法，并详细阐述了各种方法的原理、优缺点及适用范围。
利用猪油制备生物柴油的研究白斌1，李国平1，李聪1，陈俏1，申烨华1∗(西北大学化学系，合成与天然功能分子化学教育部重点实验室，陕西西安710069) 摘要：随着全球能源危机进一步深化，生物柴油作为一种环境友好型的新型能源，越来越受到人们的重视，发展生物柴油产业符合我国当前国情和发展趋势。
猪油作为工业原料具有其独特之处: (1) 猪油是可再生资源； (2) 我国有养猪传统，产量高，猪油原料来源充足；(3) 猪油的臭味远轻于牛、羊油及鱼油，杂质少，耐氧化性能较好，易精制及储存； (4) 猪油可直接使用无需预处理。
本实验以猪油为原料，在新型催化剂（SXL）的作用下与甲醇酯化制备生物柴油。
研究了反应的醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间等对转化率的影响，结果表明：当反应温度在50～60℃，醇油摩尔比为5:1～14:1，催化剂用量为0.5～10%（w/w），反应时间为20～80min 时，反应的转化率可以达到95%以上。
对猪油及其酯交换产物进行红外光谱分析，结果表明：酯交换产物在1245、1197和1170cm-1处有3个峰，应归属于-CH2-COOCH3基团中的C－O键伸缩振动，在1437 cm-1处还出现属于甲氧基-O-CH3中的碳氢建不对称弯曲振动吸收，证明酯交换产物为脂肪酸甲酯。
通过对猪油酯交换产物进行气-质联用检测分析，结果表明：主要脂肪酸甲酯成分为：10-十八碳烯酸(油酸)甲酯，占35.47%；十六酸(棕榈酸)甲酯，占32.58%；十八酸(硬脂酸)甲酯，占18.22%；9,15-十八碳二烯酸甲酯，占9.42%；十四碳酸甲酯，占1.64%；9-十六碳烯酸甲酯，占1.40%；脂肪酸甲酯总含量为98.73% 。
关键词：猪油；新型催化剂；酯交换反应；生物柴油引言自人类步入工业文明以来，能源的开发与利用在整个社会的发展和进步中所起的重要作用日益深化与凸显。
随着人类对生活质量及文明程度的要求不断提高，对于能源的需求量也不断增大，进而引发了全球性的能源危机。
生物柴油生产技术研究一、国内外发展现状与开发意义1、国内外发展现状生物柴油既可作为一种生物燃料，又可作为柴油机燃料的添加剂。
近20年来，由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物，已引起了世界各国的广泛关注。
目前，欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油．而日本则通过回收废食用油来制备生物柴油。
欧洲已建文了数家生物柴油工厂．规模最大的生物柴油工厂在意大利．生产能力达250 000t／年。
1982年前后，德国和奥地利首次在柴油机引擎中使用菜籽油甲酯。
1985年奥地利建立了以新工艺(常温、常压)生产菜籽油甲酯的中试装置，并从1990年起以菜籽油为原料工业化生产生物柴油。
同年．生物柴油在拖拉机中广泛试用、得到了一致的好评及认可。
成为生物柴油成功走向市场的里程碑。
1996年德国和法国建立了生物柴油的工业化生产装置。
并在V olkswagen、Aud i等小轿车中使用生物柴油作为发动机燃料；同年，欧洲还成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会，这表明了又一个新兴工业的形成。
1991年奥地利标准局首次发布了生物柴油的标准，之后，世界上其他—些国家，如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国，也相继建立了生物柴油标准。
生物柴油使用最多的是欧洲，份额已占到成品燃料油市场的5％。
欧洲生产生物柴油的原料主要为菜籽油，目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的品质制定的。
1999年，欧盟共生产了3.9亿升生物柴油。
2000年初德国的生物柴油生产总量已达45万吨．并有逐年上升的趋势。
德国凯姆瑞亚·斯凯特公司自1991年起开发研制了生产生物柴油的工艺和设备。
目前已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂，最大产量达300吨／日。
在美国，生物柴油的产量由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。
目前已有纯态形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料、在汽车上的试验已超过1600万公里。
纯态形式的生物柴油又称为净生物柴油，已经被美国能源政策法正式列为一种汽车替代燃料。
生物柴油制备综述虽然脂肪酸甲酯（生物柴油）在上个世纪80年代才广泛被用作柴油机燃料，但天然油脂酯交换反应在1945年就已经取得美国专利。
在1949年Smith申请的专利中，酯交换反应的醇油摩尔比为6:1到12:1，反应温度20－35℃，催化剂NaOH的用量为油重的0.005-0.35％，这个反应是均相反应。
虽然在40年代就有了天然油脂与甲醇酯交换制备脂肪酸甲酯的专利，但人们对这个反应进行深入研究还是在进入80年代之后。
在这20多年的时间里，人们开发了更多的催化剂和方法进行酯交换反应，得到的脂肪酸甲酯被用做柴油机燃料，因而称为生物柴油。
目前，由动植物油脂酯交换制备生物柴油的方法主要由四种：液相反应、固液相反应、高温高压反应、脂肪酶催化反应。
现有的工艺主要是碱（NaOH、KOH、NaOCH3等）催化的液相反应，固体碱催化的固液相反应工艺近期将有可能在法国工业化，高温高压无催化剂的酯交换反应也将可能在近几年进行工业应用，而脂肪酶催化的酯交换反应还需要更长的时间才可能工业化。
1 以酸或碱为催化剂的液相反应此法是指在强碱(如NaOH、KOH、NaOCH3等)或强酸(如HNO3、H2SO4等)存在下油脂与甲醇的酯交换反应，由于这些催化剂都能溶于甲醇，反应是在液相中进行，故称为液相反应法。
在80年代初期，Freedman以大豆油、葵花油、棉籽油、花生油为原料研究了各项参数对植物油酯交换反应活性的影响，结果表明：最优的反应条件是用NaOH或甲醇钠做催化剂，反应温度大于60℃，醇油比为6:1，反应时间为1小时；在同样的反应条件下酸催化的酯交换反应速率比碱催化的慢；用甲醇、乙醇或正丁醇都能得到好的收率。
Nimcevic等用菜籽油与1-4个碳的醇酯交换制备生物柴油，用KOH或H2SO4做催化剂。
结果表明，用碱做催化剂时只能制备甲酯或乙酯，而丙酯和丁酯只有在酸催化剂存在下才能获得，菜籽油与异丙醇或异丁醇的反应速率要低于与直链醇的反应。
生物柴油(动植物油甲酯）项目建议书（国家发改委鼓励发展项目）xxxx爱净特投资咨询事务所二0一0年十二月目录一、项目概述……………………………………………………- （3）二、开发生产“生物柴油”的背景和意义 (3)三、生物柴油的特性、市场需求与价格定位 (4)四、生产原料品种 (5)五、本项目生产规模、建厂条件及能源概况 (5)六、技术方案 (6)七、物料平衡 (9)八、总图运输（略） (10)九、主要设备选型 (10)十、公用工程 (11)十一、环境保护及工业安全 (12)十二、劳动定员 (14)十三、财务分析 (14)十四、综合评价 (17)一、项目概述1.（矿物）柴油柴油是从石油中提炼加工出来的一种轻质燃料油, 也是发动机和现代文明不可或缺的动力来源, 但却不是取之不尽、用之不竭的能源。
2. 生物柴油生物柴油是用植物（或动物）油脂作为主要原料, 经过现代科技加工改性而成的新型液体燃料油, 它的燃烧特性与柴油十分相近, 特别是它与甲醇转酯化反应形成的植物油甲酯, 是现代内燃机不经过任何改动就可以直接使用的优质燃料油。
二、开发生产“生物柴油”的背景和意义1、背景（1）生物柴油及其生产技术的研究, 始于上世纪70年代初的第一次石油危机, 90年代后期的高油价及人们环保意识的提高, 给于了高速发展的原动力。
（2）目前石油价格又不断飙升, 一是由于发展中的亚洲国家和发达的西方经济体需求激增, 二是地球上已经没有太多的油田可供发现, 因此油价不会走低, 除非世界经济陷入衰退, 廉价石油时代已经结束。
——未来内燃机的燃料将主要依靠植物油、低碳醇和天然气。
（3）现在我国石油系燃料的短缺已经相当严重, 供需矛盾很大, 进口量已接近40%。
为此, 从2006年1月1日开始, 国家可再生能源法正式实施, 对生活质液体燃料规定了许多优惠政策, 因而, 现在开发、生产生物柴油是有利时机。
2、意义（1）生物柴油是由油料作物将太阳能经光合作用, 把CO2和水结合, 组成生物的基本元素（C.O、H、N等）, 并通过一系列的代谢过程, 构成人类所需的能源材料, 储存在生物质化学键中, 其能量又可以按人类的意志, 随需释放或转化成其它形式的能量服务于人类社会。
收稿日期:2010-08-26基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)前期研究专项课题(2010CB134409)作者简介:郝宗娣(1988-),女,河北南宫人,海南大学材料与化工学院2010级硕士研究生.通信作者:刘平怀(1967-),男,湖南永兴人,海南大学教授、药学研究员,研究方向:海洋生化工程.E -m a i:l t w lph @ 第1卷第3期热带生物学报Vo.l 1No .32010年9月JOURNAL OF TRO PI CAL ORGAN IS M S Sep 2010文章编号:1674-7054(2010)03-0282-06植物油脂制备生物柴油及综合开发郝宗娣,刘洋洋,杨 勋,续晓光,刘平怀(海南大学材料与化工学院,海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室,海南海口570228)摘 要:综述了植物油脂制备生物柴油的进展及其综合开发利用,发现了植物油脂在利用过程中出现的问题,并针对问题提出了合理利用自然资源的建议。
关键词:植物油脂;生物柴油;资源;综合利用中图分类号:Q 949.93;TQ 644.2 文献标志码:A植物油脂是从植物种子、果肉、果核或其他部分提取所得油脂的统称。
植物油脂在人们日常生活和生产中占有举足轻重的地位。
植物油脂是重要的膳食来源及工业原料,在食品、化妆品、印刷[1]、油漆、润滑油[2]、制革、橡胶、纺织、医药保健、肥皂、新能源等方面有着极为广泛的用途。
按外观状态来区分,可将植物油脂分为油和脂,习惯上将常温下呈液体的称为油,呈固体或半固体的称为脂。
植物油脂含有丰富的维生素E 、矿物质、饱和及不饱和脂肪酸及中性脂肪(甘油三酯),其中以甘油三酯的含量最高。
不同种类的植物油其所含的各组分的含量是不同的,如:椰子油中中短链脂肪酸含量较高,大豆油中维生素E 及必需脂肪酸的含量较高[3]。
近年来,新能源因具有洁净、环保、可再生等优点而成为研究热点,植物油脂作为新能源的一个重要来源亦颇受关注。
植物油脂来源广泛,具有多重用途,本文综述了植物油脂制备生物柴油及其综合利用的情况,发现了植物油脂在利用过程中出现的问题,并针对问题提出了一些合理利用自然资源的建议。
1 生物柴油的来源及制备表1 油脂植物产油量比较[6]作物名称产油量/(L h m -2)玉米172大豆446油菜1190麻风树1892椰子2689油棕5950微藻136900 注:微藻产油量以高产油微藻产油量为微藻干质量的70%计。
生物柴油是指从可再生的生物资源中获得的可替代柴油的燃料。
其化学本质是脂肪酸甲酯,它的发展对于缓解能源危机、促进农副产品的开发利用及对生态环境的保护具有深远意义。
目前,生物柴油的来源有三大类:动植物油脂、细菌及真菌油脂、废弃油脂。
最广泛的来源是动植物油脂,其中以植物油脂更为普及[4-5]。
玉米(corn)、大豆(soybean)、油菜(cano l a )、麻风树(jatropha)、椰子(coconut)、油棕(pa l m )、微藻(m icroalgae )等产油量高(表1),是植物油脂的良好来源。
使用最为广泛的生物柴油制备方法是酯交换法(图1),即在催化剂(包括酶)的存在下,利用甲醇与天然油脂发生酯交换反应,使甘油三酯转化为3个脂肪酸甲酯,从而降低油料粘度,改善油料的流动性能,达到作为机动燃料的使用要求。
2 主要植物油脂的开发利用2.1 玉米油 玉米是分布最广泛的1年生谷类植物之一,是重要的粮食作物。
玉米油取自玉米的胚,是质量较为优良的植物油脂,但目前对于玉米油的开发利用仍然不够充分[7]。
胡震等[8]用正交试验优化了碘催化玉米油合成生物柴油的工艺条件,在反应温度70 ,n(醇) n (油)=6 1,催化剂用量为玉米油的w =0.5%,反应时间为70m in 的工艺条件下,使生物柴油的产出率达到71.3%;Patil 等利用KOH 催化玉米油进行酯基转移反应,玉米油的转化率可达到85%~96%。
玉米油中富含维生素A 、维生素D 、维生素E(其中抗氧化的 型异构体较多)、 -胡萝卜素、不饱和脂肪酸等,具有一定的降血脂等保健作用[9],因此可开发其中的某些活性成分为保健药物。
2.2 大豆油 大豆种子的油脂含量可高达18%~24%。
大豆油主要作为食用油,其国际贸易量占据食用油贸易总市场的54%[10]。
大豆油中亚麻酸、亚麻油酸的含量较多,具有降低胆固醇的作用。
而大豆油中的卵磷脂、胆碱则对神经系统有医疗保健和延缓老化作用[3]。
大豆油是美国生物柴油的最初来源,制备出的生物柴油质量较好[11]。
T i n g W e-i jia 等利用酶-酸解的方法使大豆油的转化率高达99%,所得生物柴油各项性能指标良好。
废弃大豆油或者大豆油副产物亦可作为生物柴油的原料,A lla w zi 等[12]利用废弃大豆油在常温下进行制备生物柴油的工艺优化,得出在KOH 使用量为12g L -1,醇用量为 =30%,反应30m i n 后,生物柴油产出率可达到78.5%。
孙龙江[13]改进了以大豆油脱臭馏出物(soybean deodor izer distillate ,SODD)为原料制备生物柴油的工艺,即先将其皂化处理为脂肪酸盐,再在酸性条件下转化为脂肪酸,最后进行甲酯化,使生物柴油产出率提升至65%。
大豆油及其副产物所含的生育酚(tocopher o ls ,即维生素E )、甾醇类(如菜油甾醇、 -谷甾醇)、鲨烯(squa lene)、脂肪酸[5]等是重要的保健或药用物质。
Torres 等[14]通过两步酶法利用SODD 制备出了固酯醇、生育酚和生物柴油,使SODD 得到了更为充分的利用。
精制大豆油在制药过程中还可作为注射剂的溶剂。
2.3 棕油 棕油来自棕榈科油棕属多年生乔木 油棕(E laeis guineensis ),原产热带非洲,是热带地区重要的油料作物之一,其鲜果肉含油率在50%以上,有 世界油王 之称[15]。
棕油可作为热带地区生物柴油的来源,Kala m 等[16]考察了以油棕油脂为原料制备的生物柴油的性能,证明棕油是理想的生物柴油来源。
C rabbe 等[17]对油棕油脂的甲酯化工艺进行了优化,优化结果表明,在n (醇) n (油)=40 1,硫酸为=5%的条件下,于95 下反应9h ,可使棕油转化率达到97%。
Kansedo 等[18]利用蒙脱石(m ont m ori-ll o nite)作为催化剂进行异相甲酯化的工艺研究,结果表明,在温度190 ,V (醇) V(油)=8 1,催化剂用量为w =3%时,反应180m i n 可达到最佳效果。
棕油的色泽优良,味道清淡,营养均衡,可作为家庭烹调用油、食品乳化剂、食品涂层剂等。
除此之外,棕油还可用于精细化工和日用化工行业,如:肥皂制造,机器润滑油,内燃机油料,合成洗涤剂,制备化妆品,制药等。
2.4 椰子油 椰子为棕榈科植物,主要分布于南北纬20 之间,是重要的热带乔木植物。
自椰子的胚乳中可榨取椰子油,其含油量高达33%。
椰子油广泛用于食品、洗涤剂、日用品、润滑油、医药等行业,是重要的食用油及工业用油。
作为机动燃料时可直接将椰子原油与柴油以一定的比例混合而不经过甲酯化过程,即物理处理法制备生物柴油。
实验表明,将椰子油与2#柴油以3 7的比例混合用于柴油机时不会对柴油机的启动和运行造成不良影响,而且还能降低废气中烟尘和硫化物的含量[19]。
以椰子油通过化学法制备出的生物柴油具有沸点低、燃点低、燃烧充分、发热量高等优点[20]。
Benja -pornkulaphong 等[21]以Ca(NO 3)2/A l 2O 3为催化剂,在n (醇) n (油)=65 1,温度60 的条件下反应3h 283 第3期 郝宗娣等:植物油脂制备生物柴油及综合开发284热带生物学报 2010年后,椰子油的转化率高达95%以上。
椰子油中富含中短链脂肪酸甘油三酯,容易被消化吸收,而不以脂肪的形式储藏在体内[22]。
除此之外,椰子油还具有较为显著的抗氧化、清除自由基、抗菌、抗血栓及降低血脂等保健功能[23-25],N ev i n等[26]证实,椰子油的抗血栓作用明显高于其他油脂,饲喂椰子油的大鼠体内抗氧化维生素类水平比未饲喂椰子油的大鼠的水平明显得到较高,因此椰子油脂亦属品质较高的食用油,其中的活性成分具有较高的开发价值。
2.5 麻风树油 麻风树(Jatropha curcas)又名麻疯树、小桐子、膏桐等,属于大戟科(Euphobiaceae)麻风树属(Jatropha),原产于美洲,现拉丁美洲、亚洲及非洲均有种植[27]。
麻风树是一种耐旱、耐贫瘠的灌木,其果仁含油量55%~58%。
麻风树油具抗菌消炎、抗腹泻药理作用[28-29],但因含有毒性较强的佛波醇酯[27],麻风树油较少作为食用油,而是广泛地应用于工业生产,如:制造肥料、农药、染料、肥皂、润滑油、油漆等。
麻风树油碘值较低,属于半干性油,油色浅而清亮,加工生物柴油的转化率高[30],H a w ash等[31]以麻风树油为原料,利用超临界甲醇法进行生物柴油制备工艺的优化,在温度为120 ,反应压强8.4kPa, n(醇) n(油)=43 1的条件下仅4m i n就使转化率接近100%。
Kum ar T i w ari等[32]对麻风树油酯基转移过程的反应条件进行了优化,在酸用量为w=1.43%,V(醇) V(油)=25 7,反应温度60 的条件下,反应24m in,可使转化率达到99%以上。
利用麻风树油为原料,以酶催化法制备生物柴油也得到良好的效果,Ta m a la m pudi S等[33]利用产脂肪酶的菌催化麻风树油甲酯化过程,其产出率达80%。
2.6 菜籽油 油菜(B rassica napus)是我国五大油料作物之一,分布极其广泛。
油菜种子含油率一般在40%以上,菜籽油也是我国居民常用的食用油之一。
由于油菜分布广泛,不同地区的菜籽油成分差别很大[34],其中荠酸、饱和脂肪酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生稀酸的含量范围分别为0.06%~26.39%, 4.43%~7.68%,26.11%~74.24%,11.04%~28.91%,0.1%~18.5%,不饱和脂肪酸含量较高,具有卓著的降低胆固醇、减少心血管疾病和增强内皮功能的作用,是较为理想的食用油[35-36]。
Josh i等[37]以菜籽油为原料,对n(醇) n(油)=1 1,催化剂为KOH的生物柴油制备工艺进行了优化,结果表明,在催化剂用量为w=1.15%,反应温度为25 条件下,反应5m i n可使转化率高达99%。
菜籽油还广泛用于工业生产,如:制造润滑油替代品,热固性树脂,印刷用油等。
