走近生物技术之-生物柴油.doc

生物柴油摘要： 能源危机正向人类步步逼近，稍有不慎便万劫不复。人类将如何应对这场危机？生物柴油作为一种可再生的生物质液体燃料，是否能解决能源的危局，本文粗略介绍了，生物柴油的优点、原理及其存在的一些问题。关键词：生物柴油、现状、发展前景 BiodieselAbstract: Positive human energy crisis step by step approach, the slightest mistake will be beyond redemption. How humans will cope with the crisis? Biodiesel as a renewable biomass liquid fuels, can solve the energy crisis of rough paper describes, the advantages of biodiesel, principle and some problems.Key words: biodiesel, status, prospects从内燃机发明开始，石油便逐渐变成了社会发展的主角，大自然用亿万年的时间，把有机物质变成了石油，这个过程漫长而复杂。因此石油资源被称为不可再生的能源。 但是，随着社会的不断发展，石油资源一天天的枯竭，发展离不开石油，可石油却不会再生。有限的资源终有一天会用尽，当工业失去了血液的时候，那么人类社会将面临毁灭性的灾难。解决这一能源危机，出路到底在何方？生物柴油：生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、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。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油于1988年诞生，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。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。西方国家为发展生物柴油，在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用，美德意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年和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于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克公顷补贴，并对制造生物柴油予以免税。欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。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性催化剂和230-250下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比，生物柴油更有利环保，使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为110，颗粒物为20%，C02和CO排放量仅为10%。按照京都议定书，欧盟2008-2012年间要减少排放8%。就燃料对整个大气C02影响的生命循环分析看，生物柴油排放的C02比矿物柴油要少约50%。为此，欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用，这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比，生物柴油价格要贵一倍以上，为此新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率，并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。目前，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万吨年。欧盟国家主要以油菜为原料，2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨，德国还于2001年月11日在海德地区投资5000万马克，兴建年产10万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂，总能力为40万吨年，使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油，对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂，总能力33万吨年，对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万吨年，税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂，总能力24万吨年。日本生物柴油生产能力也达到40万吨年。我国生物柴油的现状我国早在十多年前就开始了生物柴油的研究和推广工作。科技不在“八五”“九五”“十五”分别从开发能源作物，生物柴油生产实验、生物柴油车辆实验等层面支持了可再生液体油品的发展，如04年，科技部高新技术和产业文化司启动“十五”国家科技攻关计划项目“生物燃料油技术开发”。“863计划”支持了生物酶为基础的生物柴油合成新技术，同时支持隔油池垃圾生产生物柴油。国家发改委组织实施“节能和新能源关键技术”国家重大产业技术开发专项，利用油脂类废料和野生植物生产柴油关键技术作为节约和替代石油关键技术予以支持。目前我国生物柴油产业逐渐进入推广阶段，目前产能已经达到10万吨，在今后五年内，我国将建成20-50万吨规模的生物柴油师范工程。生物柴油的优点与传统矿物柴油相比，生物柴油具有以下优点：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。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、使用方面的安全性又是显而易见的。4) 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。5) 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。6) 无须改动柴油机，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。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。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比传统柴油低，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，从而有利于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。生物柴油的生产原理生物柴油主要成分是混合脂肪酸甲酯，生物柴油的原料一般是植物油脂和动物油脂，植物油脂和动物油脂只要成分是脂肪酸甘油酯，同时由于油脂的腐败会将脂肪酸甘油酯分解出来部分脂肪酸，简单的来说，生物柴油的生产过程就是把脂肪酸甘油酯和脂肪酸转化成脂肪酸甲酯，脂肪酸甘油酯和甲醇反应生成脂肪酸甲酯和甘油，脂肪酸和甲醇反应生成脂肪酸甲酯和水，这些都是生物柴油主要反应的基本原理，属于有机化学反应中的置换反应，也是油脂化工中基本化学反应，我个人估计早在100年前，这些反应就被人类发现和利用，所以生物柴油的生产基本原理因该是一个比较简单的化学原理，没有什么创新之处，更不能象某些宣传材料中写的那样不实际。 生物柴油存在的问题生物柴油的优势是释放二氧化碳比矿物燃料柴油少得多，是一种环保型产品。目前生物柴油在国外生产很多，它的原料是食品植物，如玉米和油菜籽。还有巴西等国家的乙醇产品，作为燃料的替代品。生物燃料因为环保的缘故在许多国家是提倡的，但是这些年生物柴油的大量发展造成与食品竞争的局面也让人担忧。用粮食制造生物柴油而导致的粮食价格引起许多国家，尤其是贫穷国家的抱怨。目前这个问题已经引起很多国家的高度重视。科学家和一些大公司合作试图从其他植物，比如非食品植物中提取柴油。这样既满足了人们对生物燃料的需求，也不让贫穷国家吃亏。据了解，生物柴油可由油料作物、野生油料植物、油料树种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。因此，我希望各国能够大力发展油料植物制造生物柴油，以缓解能源危机问题。生物柴油的优势是释放二氧化碳比矿物燃料柴油少得多，是一种环保型产品。目前生物柴油在国外生产很多，它的原料是食品植物，如玉米和油菜籽。还有巴西等国家的乙醇产品，作为燃料的替代品。生物燃料因为环保的缘故在许多国家是提倡的，但是这些年生物柴油的大量发展造成与食品竞争的局面也让人担忧。用粮食制造生物柴油而导致的粮食价格引起许多国家，尤其是贫穷国家的抱怨。目前这个问题已经引起很多国家的高度重视。科学家和一些大公司合作试图从其他植物，比如非食品植物中提取柴油。这样既满足了人们对生物燃料的需求，也不让贫穷国家吃亏。据了解，生物柴油可由油料作物、野生油料植物、油料树种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。因此，我希望各国能够大力发展油料植物制造生物柴油，以缓解能源危机问题。结论在石油资源和石化资源日益枯竭和由石化柴油燃烧带来严重环境问题的今天，生物柴油以其来源丰富、可再生和污染小等特点，必将成为理想的柴油替代燃料。随着科技的不断进步，生物能源的技术越来越成熟及各国政府不断加大对生物能源的支持力