可再生能源——生物柴油概述.pdf

华东理工大学 East China University of Science And Technology 生物柴油的制备与应用 于新海 华东理工大学 yxhh@ecust.edu.cn 生物柴油定义 生物柴油是以大豆和菜籽油等油料农作物、麻风 树及文冠果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、废弃饮油等为原料制成的 液体燃料。 生物柴油是清洁的可再生能源，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 和拉动地方经济等具有重要的战略意义。 生物柴油的缺点 1、生产生物柴油的成本偏高。生产成本太高是生物柴油得以广泛应用 的最大障碍。目前生产生物柴油的主要作物原料是大豆，所以价格 必然是随着大豆的生产量而上下浮动。美国正在开发其他的生物柴 油原料作物，增加原料种类及数量，以降低生物柴油的生产成本。 2、生物柴油的粘度比传统柴油高。由于生物柴油的粘度较高，所以在 低温下利用率不高，这就限制了生物柴油在气温较低的加拿大 、北 美和多数欧洲国家的使用。在这些地区，生物柴油主要是作为添加 剂，即以5%-10%的比例与传统柴油混合后使用。 3、生物柴油的储藏也存在问题。在发动机上使用纯生物柴油，封蜡和 垫圈极容易损坏，如果在柴油中混合20%的生物柴油（B20 ）就能 避免这些问题，使用（B20 ）的发动机性能与2号石油柴油的性能完 全一致。 我国开发生物柴油的意义 （1）为农业开拓新市场，改善农业经济结构，增加农 民收入； （2）促进制造业的发展，创造更多的就业机会； （3）改变燃油结构，减少能源资源的消耗，保护生态 环境，节约用于环保的费用； （4）保障石油安全，减少原油进口； （5）减少植物粨粉和甘油的进口。 生物柴油生产工艺简介 生物柴油反应原理 生物柴油反应原理 根据催化剂的不同，分为四种酯交换反应 工艺 特点 缺点 液体酸碱 采用NaOH 、H SO 等廉价 产品需中和，产生 2 4 催化法 催化剂，反应速度快，转化 大量的工业废水， 率高，是目前主要采用的工 后处理复杂 艺 超临界非 反应时间短，转化率达95% 醇油比高，生产工 催化法 以上，后处理简单 艺对设备要求高 脂肪酶催 条件温和，醇用量小，反应 反应时间长达数天， 化法 产品分离及后处理方便，无 低碳醇转化率低， 污染物排放 酶成本高，酶的寿 命短 固体酸碱 生产工艺简单，产品后处理 处于实验室阶段， 催化法 方便，无废水产生 未有工业化应用 生物柴油产业化发展的主要问题 原料的选择 原料成本占据了生物柴油总成本的80%，因此应避免使用粮用原料，避免 与粮用原料争地。使用非粮用原料或废弃油脂有望大幅度降低生物柴油生 产的成本。 催化剂的选择 设计新型的固体催化剂取代当前工业中普遍使用的均相催化剂，从而减少 后处理工艺的步骤，减轻对环境的污染。 反应器的选择 当前的间歇式搅拌反应器合成生物柴油需要一小时或数小时，因此设计强 化传质的新型反应器能大大缩短反应时间，从而降低生产成本。