新能源概论-PPT2-生物柴油

1、生物柴油(Biodiesel)它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，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、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油（Biodiesel）又称为生质柴油，是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。生物柴油最普遍的制备方法是酯交

2、换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。生物柴油起动力性能与普通柴油无区别，且在下述方面具有比普通柴油优良的性能：具有较好的润滑性能，使发动机的磨损降低，延长使用寿命；闪点高，在运输，储存，使用方面的安全性好；十六烷值高,燃烧性能好；硫、芳烃含量低，含氧量高，燃烧残碳低，排放好；v 十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。加油站标注的柴油标号只只表明了柴油的抗凝固性能。而真正影响燃烧性能的主要是柴油的十六烷值。它和汽油的辛烷值有些相似，十六烷值越高，柴油的燃烧性能越好，越不容易产生

3、爆震等不正常燃烧现象。v 汽油辛烷值是汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位，在数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。v 标准燃料由异辛烷和正庚烷的混合物组成。异辛烷用作抗爆性优良的标准，辛烷值定为100；正庚烷用作抗爆性低劣的标准，辛烷值为0l 芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物l 芳烃是高辛烷值和高热值组分，但芳烃含量的提高增加了燃烧室的积碳倾向，使发动机对汽油辛烷值的要求提高，应保持汽油中适量的芳烃含量l B100是生质柴油的纯度标准 B100，在指是100%为生质柴油； B2，指2%生质柴油，98%石油基柴油； B5，指5%生质

4、柴油，95%石油基柴油； B20，指20%生质柴油，80%石油基柴油。 B30，指30%生质柴油，70%石油基柴油国家名称国家名称原料原料中国中国动植物油脂、废弃油动植物油脂、废弃油美国美国豆油豆油法国法国菜籽油菜籽油澳大利亚澳大利亚动物油动物油日本日本废弃油废弃油韩国韩国糠油、豆油、废弃油糠油、豆油、废弃油加拿大加拿大桐油、动植物油脂桐油、动植物油脂保加利亚保加利亚豆油、向日葵豆油、向日葵巴西巴西蓖麻油、豆油蓖麻油、豆油阿根廷阿根廷豆油豆油l油菜籽油（油菜籽油（rapeseedrapeseed） ：长江流域：长江流域 ，种植面积最广，油，种植面积最广，油菜籽平均产量菜籽平均产量110kg/1

5、10kg/亩，含油量亩，含油量40% 40% ，有大规模增产潜力。，有大规模增产潜力。l棉籽油：西北、黄河流域，转基因作物。棉籽油：西北、黄河流域，转基因作物。l花生油：种植面积仅为油菜的一半左右，居第二，但总产花生油：种植面积仅为油菜的一半左右，居第二，但总产量却高于油菜，居油料作物首位。量却高于油菜，居油料作物首位。 l大豆油：目前国内市场主要以进口转基因大豆为主。大豆油：目前国内市场主要以进口转基因大豆为主。l棕榈油：江苏南部，多从马来西亚、印度尼西亚进口棕榈油：江苏南部，多从马来西亚、印度尼西亚进口 ，比，比普通油便宜普通油便宜10001000多元多元/ /吨，而且不易被氧化，保存时间

6、更长。吨，而且不易被氧化，保存时间更长。l麻疯树：四川、云南、广东、广西、海南、贵州麻疯树：四川、云南、广东、广西、海南、贵州l地沟油地沟油 生物柴油具有可再生性：生物柴油是一种可再生能源，其资源不会像石油、煤炭那样会枯竭。 生物柴油具有可调和性：生物柴油可按任意比例与石化柴油配合使用 生物柴油具有可降解性，在环境中容易被微生物分解利用，降解速率是普通柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染； 生物柴油具有优良的燃烧性能：由于生物柴油中所含的氧元素能够促进燃料的燃烧，可以提高它的燃烧性能。 生物柴油具有优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放量大大减少，使用生物柴油答题石化柴油可减

7、轻对环境的污染。 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普通的石化柴油。 2.制备方法 生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。 酯交换反应(transesterification),即酯与醇/酸/酯（不同的酯）在酸或碱的催化下生成一个新酯和一个新醇/酸/酯的反应。 采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%) 或醇甲钠 (Sodium methoxide) 做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230250）下

8、发生酯交换反应（transesterification），生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中产生10%左右的副产品甘油。 微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的释氧植物。它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处，几乎在有光和潮湿的任何地方，微藻都能生存。 微藻制油的原理是利用微藻光合作用，将化工生产过程中产生的二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞

9、内的油脂转化到细胞外，再进行提炼加工，从而生产出生物柴油。即通过藻类的光合作用，将废水中的营养物质和空气中的二氧化碳转化为生物燃料、蛋白质。 种类 玉米 大豆 向日葵 油菜籽 油棕 微藻产油率（升/公顷） 145 446 952 1100 5000 100000（1）选择合）选择合适的藻类适的藻类（2）对目的基）对目的基因进行修饰因进行修饰（3）适宜条件下）适宜条件下进一步培养一段进一步培养一段时间时间（4）饥饿处理）饥饿处理（5）磨碎微藻）磨碎微藻（6）分离）分离脂类和糖脂类和糖类类（7）酯交换）酯交换法进一步处法进一步处理油脂理油脂（8）获得目）获得目的产物的产物生生物柴油物柴油 【1】 生物柴油可作为润滑剂： 生物柴油具有较好的润滑和溶解能力，可直接用作润滑剂，以及工业溶剂（主要用来溶解油脂、蜡或树脂等）。 【2】 生物柴油作为增塑剂： 塑料行业为了提高产品质量，在成塑过程中均会加入增塑剂，脂肪酸甲酯（生物柴油）环氧所得的环氧脂肪酸甲酯成为增塑剂的主角。 【3】生物柴油可用作燃料： 生物柴油在工业上用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料。（1 1）植物沥青的组植