2021年生物柴油制备方法及国内外发展现状

1、to be successful, go crazy first and move forward with a simple mind.精品模板助您成功！（word文档/a4打印/可编辑/页眉可删）生物柴油制备方法及国内外发展现状 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

2、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7001000，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

3、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，不含芳烃和硫(10g/g)，燃烧尾 1讲座论文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，大于100，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，大于56(普通柴油为49)，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

4、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4。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

5、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

6、和超临界酯交换法等。2.1 直接混合法在生物柴油研究初期，研究人员设想将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其黏度，提高挥发度。1983年amans等将脱胶的大豆油与2号柴油分别以1:1和1:2的比例混合，在直接喷射涡轮发动机上进行600 h的试验。当两种油品以1:1混合时，会出现润滑油变浑以及凝胶化现象，而1:2的比例不会出现该现象，可以作为农用机 2讲座论文械的替代燃料。ziejewski等人将葵花籽油与柴油以1:3的体积比混合，测得该混合物在40下的黏度为4.8810-6 m2/s，而astm (美国材料实验标准)规定的最高黏度应低于4.010-6 m2/s，因此该混合燃料不适合在直喷柴

7、油发动机中长时间使用。而对红花油与柴油的混合物进行的试验则得到了令人满意的结果。但是在长期的使用过程中该混合物仍会导致润滑油变浑5。2.2 微乳液法微乳状液是由两种不互溶的液体混合而形成的直径在1150nm的胶质平衡体系，一种透明的、热力学稳定的胶体分散系6。1982年georing等用乙醇水溶液与大豆油制成微乳状液，这种微乳状液除了十六烷值较低之外，其他性质均与2号柴油相似。ziejewski等以体积比为53.3的葵花籽油、13.3的甲醇以及33.4的1一丁醇制成乳状液，在200 h的实验室耐久性测试中虽然没有出现严重的破乳现象，但使用时仍出现了积炭和使润滑油黏度增加等问题。neuma等7使用表面活性剂、助表面活性剂、水、柴油和大豆油为原料，开发了一种新的微乳状液体系，由柴油(3.160 g),大