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1、生物质能转化原理与技术调研论文生物柴油综述学院：冶金学院班级：新能源1401指导老师：李在元姓 名：学号：201428512017年4月26日摘要进入21世纪以来，能源危机和环境污染已经成为Y全人类面临的重大课题。 石油供需矛盾日益突出，研究新的可替代能源成为当务之急。尤其对于我国而言， 近年随着经济飞速发展石油需求量急剧增长，供应缺UI越来越大。在这种背景下 各W纷纷加快石化燃料替代能源开发的步伐，其中生物柴油以其优越的环保性能 受到各国的重视。生物柴油是从动物、植物油中提取出来的，具有环保性、可再 生性。本文主要介绍了生物柴油的理化性质、原料、用途以及制备方法并对生物柴 油国内外发展现状进
2、行了介绍，指出了制约生物柴油发展的因素及相应的对策， 对我国生物柴油的发展前景进行了分析和阐述。关键词：生物柴油，原料，酯交换法，甘油高值化利用，研宂现状，发展前景AbstractNowadays，the energy crisis and environment pollution have becomethe greatest concerns today .The oil supply is increasing tight, so it is very urgent to research a new energy to replace the oil,especially for o
3、ur country because of the rapidly development and large demand of oil.As the result,many countries have accelerated the process of researching the new energy.Then，the biodiesel has been accounted by many countries for its superior environmental performance.Biodiesel is extracted from animals and veg
4、etable oils and is environmentally friendly andrenewable.In this paper,the physicochemical characteristics and preparationmethods of biodiesel are summarized ,whats more,the feedstock,use andthe development status of biodiesel was introduced,too.The factors that restricted the development of biodies
5、el and the corresponding strategies were pointed out.The development prospect of biodiesel was analyzed .Key Words: biodiesel，feedstock，Ester exchange method，high value-added utilization of glycerol，the development status，development prospect目录1. 绪论11.1生物柴油的理化特性11.2研宄生物柴油的意义21.3油脂原料21.3.1木本油料植物21.3.
6、2转基因油料作物21.3.3废弃油脂31.3.4微生物油脂31.3.5微藻油脂31.4生物柴油的用途31.4.1 燃料-41.4.2化工产品或化工中间体42. 生物柴油的制备方法52.1物理法62.1.1直接混合法62.1.2微乳液法62.2化学法62.2.1高温热裂解法62.2.2酯交换法72.2.2.1酸催化酯交换法72.2.2.2碱催化酯交换法72.2.23酶催化酯交换82.2.2.4工程微藻法82.2.2.5超临界法83. 副产物的高值化利用93.1甘油93.2油料植物中的皂苷和蛋白94. 国内发展现状与问题104.1我国生物柴油发展现状104.2生物柴油发展面临的问题115. 个人观
7、点与建议125.1对发展中问题的思考和解决办法的提出125.2生物柴油前景与发展方向的思考136. 结i吾14#考：献161 .绪论1.1生物柴油的理化特性生物柴油是生物质能的一种，是一种较为洁净的化学合成油，它是由可再生 的油脂资源（如微生物汕脂、动植物油脂以及餐饮废油等）经过酯化或酯交换工 艺制得的主要成分为长链脂肪酸甲酯的液体燃料，素有“绿色柴油”之称，其性 能与普通柴油非常相似，是优质的石化燃料替代品。将生物柴油与0#柴油一些理化指标进行比较，并列于下表：理化指标0#柴油生物柴汕密度(20 C )/( g/cm3)0.830.8779运动黏度(40 C ) /( mm2/ s)2.74
8、.38凝点厂C0-190%馏出温度厂C352344十六烷值6146热值/( MJ/L)38.632闪点（闭口/c60132氧含量/%010硫含量/%0.20.001由上表可知，生物柴油具有以下理化特点：1）优良的环保特性。与石化柴油相比，生物柴油中几乎不含硫，所以柴油机在使用时硫化物排放极低;尾气中颗粒物含量及co排放量分别约为石化柴油的 20%、10%，排放指标可满足欧II和欧III排放标准。2）较好的润滑性能。生物柴油黏度大于石化柴油，可降低喷油泵、发动机缸体 和连杆的磨损率，延长其使用寿命。3）十六烷值高，燃烧性能优于石化柴油。4）较好的安全性能。生物柴油闪点远高于石化柴油，运输、储存相
9、对比较安全; 另外其可降解性好，不会污染环境、危害人体健康。5）良好的发动机低温启动性能。6）具有可再生性。7）经济性高。8）具有可调和性，能按一定比例与石化柴油添加配合使用，能降低能耗和减少环境污染。9）具有良好的生物降解性1.2研宄生物柴油的意义发展生物柴汕的意义非常重大，这是因为生物柴汕中硫分及芳烃贪量较低， 闪点偏高，且十六烷值高，润滑性能良好，可按一定比例添加到石化柴油中混合 使用，因此，研宄与发展生物石汕有以下意义：1）21世纪，能源危机已经成为了人们不得不面对的重大课题，而大力发展生物 柴油产业，可有效地缓解能源供需矛盾，缓解传统能源的压力，符合我国发展循 环经济产业的政策。2）
10、生物柴油的原料具有再生性。制备生物柴油的原料主要是植物，有可再生性， 符合可持续发展战略。3）生物柴油的研究与发展必然有利于土壤优化，而且会刺激油料农林产业发展。 油料作物可与其他农作物轮流种植，既能改善土壤状况，又能充分协调土壤养分， 深挖土质潜力，同时对解决三农问题有直接的帮助。4）环保效益显著。生物柴油燃烧时不排放二氧化硫等有害气体，排出的有害气 体少iL能充分降解，利于生态保护。由此看出，发展和研究生物柴油不仅对于解决能源问题，而且对于改善环境, 发展经济等方面都具有重大的意义，我们应给予充分的重视。1.3油脂原料油脂原料是生物柴油价格的主要决定因素，占总成木的70%以上。因此为了 减
11、少成本，世界各国在制备生物柴油时，都会根据本国国情选择合适的油脂原料， 如美国主要利用高产转基因大豆为原料，欧洲各国以菜籽油为原料，东南亚地区 利用棕榈油生产生物柴油，口本则以餐饮废油为主要原料。我国也人力开发多样 化的非粮汕原料供应途径，为包括生物柴汕在内的生物能源产品生产积蓄来源充 足的廉价原料。1.3.1木本油料植物我国的木本油料资源十分丰富，而且已建立起规模化的良种供应基地的油料 植物有10种左右，目前，可用来开发作为能源树种的有麻疯树、黄连木、文冠 果、光皮树、乌桕和油桐等。经粗略统计，上述儿个树种现有的相对成片面积超 过135万公顷，果实产量在100万吨以上，现在假设，能收集其中的
12、50%进行 加工利用，就可获得20余万吨生物柴油，这个数字相当可观。因此，国家林业 部门将林业生物柴汕列为重点发展项0。1.3.2转基因油料作物通过转基因技术可以使传统油料作物（如油菜、棉花、大豆等）的产量和出油 率得到极大提高。我国长江流域和黄淮地区有2670万公顷冬闲耕地，如用来种 植能源油菜，按当前平均菜籽产量1.6t/hm2,含油率40%计，每年可为1700 万吨生物柴汕提供原料。如果种植高产和含汕量高的转基因汕菜，则可提供的生 物柴油原料达3900万吨。但是，转基因食品的安全性尚存在争议，种植这类油料作物需耍严格的安全 评估。1.3.3废弃油脂废弃汕脂是0前我国生物柴汕生产的主要原料
13、，包括餐饮废油、地沟油、煎 炸废油等。但废弃油脂资源总量有限、供应不稳定，原料组成及性能变化较大， 只能是生物柴油产业发展的有限资源。杜绝废油脂重回餐桌是开发生物柴油资源 的基本前提。1.3.4微生物油脂微生物汕脂是由酵母、霉菌、细菌等微生物在一定的条件下产生的，又称单 细胞油脂，其脂肪酸组成与一般植物油相近，以C16和C18系脂肪酸如油酸、棕榈 酸、亚汕酸和硬脂酸为主。一些产汕酵母菌能高效利用木质纤维素水解得到的各 种碳水化合物，包括五碳糖和六碳糖，胞A产生的油脂可达到细胞干重的70% 以上。1.3.5微藻油脂藻类光合作用转化效率可达10%以上，含油量可达50%以上。在各种藻类 中，金藻纲、
14、黄藻纲、硅藻纲、绿藻纲、隐藻纲和甲藻纲中的藻类都能产生大量 不饱和脂肪酸。小球藻为绿藻门小球藻属Chlorella单细胞绿藻，也态分布广、 易于培养、生长速度快、应用价值高。小球藻细胞除了可在自养条件下利用光能 和二氧化碳进行正常的生长外，还可以在异养条件下利用有机碳源进行生长繁 殖，可以获得含油量高达细胞干重55%的异养藻细胞。微藻油脂引发Y广泛关注，但是由于大规模高密度培养仍然是微藻细胞培养 的核心难题，且从水中采收微藻，提取、精炼藻油都需要消耗大量能量或电量， 因此微藻生物柴油的商业化道阻且长。1.4生物柴油的用途生物柴油主要指脂肪酸甲酯，它即可以用作燃料，也可以用作化工产品的原 料或中
15、间体，比如用作工业溶剂，或用来制备表而活性剂等。1.4.1燃料生物柴油的主要用途是作为清洁石油柴油的调和组分和生产满足欧III标准的 清洁柴油。与石油柴油比较，生物柴油具有十六烷值高、硫含量低、不含芳烃、 闪点高、润滑性能好、生物降解快等优点。在国外，生物柴油作为燃料的主耍品 种及用途包括：1）100%生物柴油。这对原料与产品均有严格要求，欧洲多个国家和美国都有 100 %生物柴汕的标准。2）牛.物柴油与石油柴油调配使用。国外常用的牛.物柴油调配量是2%、5%、 10%、20%、30%等，分别称为B2、B5、BIO、B20和B30柴油。在B2柴油中 生物柴油的作用是提高柴油的润滑性。较高含量的生物柴汕有利于降低有害 气体的排放，保护环境。3）家庭加热炉燃料。在国内，生物柴汕很少用做燃料，其中的一个主要原因是 国家还没有颁布相关标准，目前石油化工科学研究院正在制定中，而各个生 物柴油生产厂家一般都有自己的企业标准。1.4.2化工产品或化工中间体1）低硫低芳柴油润滑添加剂由于深度加氢精制而
