[生物学]生物柴油及其应用0.ppt

生物柴油及其应用 生制07第二小组 一、认识生物柴油 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。 1.生物柴油的特点 （1）优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98％，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 （2） 十六烷值高，燃烧性能好于柴油。 （3）含水率较高，最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性 （4）pH值低，故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料（制备方法不同的酸价不一样） （5）润滑性能好 （6）好的安全性能：闪点高，运输、储存、使用方面安全等等…… 二、生物柴油的生产方法 　　生物柴油是由从植物油或动物脂的脂肪酸烷基单酯组成的一种可替代柴油燃料。目前，大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂生产而成的。然而还有大多数的不易被人体消化的廉价油脂能够转化为生物柴油 . EG：地沟油，麻风树果实等，均可用作提炼生物柴油….. 1.生物柴油的物理法提炼 (1)物理精炼:首先将油脂水化或磷酸处理，除去其中的磷脂，胶质等物质) (2)酯交换反应:经预处理的油脂与甲醇一起，加入少量NaOH做催化剂，在一定温度与常压下进行酯交换反应，即能生成甲酯，采用二步反应，通过一个特殊设计的分离器连续地除去初反应中生成的甘油，使酯交换反应继续进行。 (3)重力沉淀、水洗与分层。 (4)甘油的分离与粗制甲酯的获得。 (5)水份的脱出、甲醇的释出、催化剂的脱出与精制生物柴油的获得。 　整个工艺流程实现闭路循环，大致描述如下：原料预处理(脱水、脱臭、净化)------反应釜(加醇+催化剂+70℃)------搅拌反应1小时-------沉淀分离排杂-------回收醇------过滤--------成品 生物柴油设备 生物柴油设备 2.生物柴油的化学法生产 　　生物柴油的化学法生产是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%) 或甲醇钠 (Sodium methoxide) 做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下发生酯交换反应（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 . 但化学方法存在如下问题…… （1)反应温度较高、工艺复杂； (2)处理过程繁复、能耗高； (3)使用酸碱催化剂产生大量的废水，废碱（酸）液排放容易对环境造成二次污染等； (4)生产过程中使用碱性催化剂要求原料必须是毛油，比如未经提炼的菜籽油和豆油 ,因此成本较高. 3.生物柴油的生物酶合成法 用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。 酶法合成生物柴油具有条件 温和、醇用量小、无污染排放 的优点。 4.生物柴油的“工程微藻”法 “工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达. 目前，正在研究选择合适的分子载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。 “工程微藻”法 3.生物柴油的应用 　生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料，工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。 　　生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。 据美国燃料学会报道，发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题，如氮氧化物为其他工业部门排放的一半，一氧化碳为其他工业排放量的三分之二，有毒碳氢化合物为其他工业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可以结合形成酸雨， 尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温度升高， 也就是人们常说的“温室效应” 为解决燃油的尾气污染问题及日益恶化的环境压力，人们开始研究采用其他燃料如燃料酒精代替汽油 但燃料酒精并不适合大多数需要柴油为燃料的大动力车辆如公共汽车、内燃机车及农用汽车如拖拉机等主要以柴油为燃料的发动机 ….. 相比之下，生物柴油环保，动力强劲，兼容主流的发动机等特点，其优势就显得更加突出…… 酒精的生产也消耗了大量的粮食…… 饥饿 4.生物柴油行业现状 　　综观国际上的发达国家如美国、德国、日本，到次发达的南非、巴西、韩国，到发展中的印度、泰国等，均在发展石油替代产业的国际政策制度、技术完善、装置建设和车辆制造等方面提供了良好的借鉴，为我国走中国特色石油替代之路铺平了道路。特别是巴西经验，更具实际意义。 生物柴油的购买商主要有石油的炼油厂、发电厂、轮船航运公司