生物柴油文献综述

年产2万吨生物柴油生产技术简介

一、总论

生物柴油概念：生物柴油是清洁的可再生能源，它以生物质资源作为原料为基础加工而成的一种柴油（液体燃料），主要化学成分是脂肪酸甲酯。具体而言，动植物油，如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、米糠油、棉籽油；以及动植物油下脚料酸化油，脂肪酸；动物油：猪油、鸡油、鸭油、动物骨头油等经一系列化学转化，精制而成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”，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，控制城市大气污染具有重大的战略意义。

二、生物柴油的主要特性

及常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能。

1、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%；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，如苯等化合物，因而废气对人体损害低于石化柴油。检测表明，及普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放及柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。

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、具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损

率低，使用寿命长。运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易生气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，保护发动机，降低机件磨损。

4、具有较高的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性更高。

5、具有良好的燃烧性能。十六烷值高，含氧量高，燃烧性优于石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，发动机油的使用寿命加长。

6、具有可再生性能。作为可再生能源，及石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。

7、无需改动柴油机，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。

8、使用性广。可广泛用于各种载重汽车、火车、公交车、卡车、舰船、工程机械、地质矿业设备、农用机械、发电机组等柴油内燃机；更是非动力的工民用窑炉、锅炉及灶具上佳燃料。

三、生物柴油的发展前景及意义

（一）国家立法、政策支持

从2006年1月1日起正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》明确规定“国家将再生能源的开发利用列为能源的优先领域，——依法保护可再生资源开发利用者的合法权益”。并指出“生物液体燃料，是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。

（二）资源十分广泛

一是可利用各种动、植物油脂的各种废料、副产物，例如加工植

物油类即：大豆油、花生油、菜籽油、芝麻油、桐籽油、色拉油等；动物油类：猪油、骨头油等的油渣，酸化油、脂肪酸；二是城市下水道收集的地沟油、泔水油；三是油炸食品的残余油。利用上述原料加工的“生物柴油”颜色清亮透明，各项指标达到国标柴油要求，热值高，马力大，废气少，比柴油更清洁环保。加工生物柴油是变废为宝，利国利民的阳光产业。

发展生物柴油是一个世界性的话题，石油作为不可再生的资源已经日益枯竭，在我国，石油更是短缺，储量只是全世界的2%，现在每年进口石油1亿多吨，五年后预计进口2亿吨，资源形势十分严峻。因此，生物柴油作为一种可再生能源的替代燃料具有独特的应用价值，发达国家规模生产生物柴油，美国能源部门在可再生能源战略中已经把发展生物柴油提高到战略高度对待，成立了OFD即燃烧办公室负责此技术，国家能源署要求到2010年生物柴油年产量要达到1200万吨以上，并宣布生产生物柴油税收全免。德国通过政策鼓励，对制造生物柴油给予免税，并大量应用于奔驰、大众、奥迪轿车上。我国对替代新能源方面已经投入大量的人力和财力进行开发，《中华人民共和国可再生能源法》中明确指出应大力发展新型能源，并且着重提出了生物液体燃料，新型液体燃料生物柴油，作为一种新型的绿色燃料可以起到不可替代的补充作用。

（三）为我市农村经济发展注入动力

开发生物质燃料的基本原料就是农业的产出物，发展生物质燃料可以刺激农业发展，可以走一条农林产品向工业品转化的富民强农之

路，有利于调整农业结构，增加农民收入。我市是农业大市，适宜种植油料作物的冬闲田和荒山荒坡面积很大，如利用冬闲田种植含油高的油菜新品种，亩产可达200公斤，如每公斤按3元计，按全市400万亩冬种油菜计，可增加收入24亿元，同时鼓励农民利用荒山荒坡种植木本油料树种，也是一笔不小的收入。

生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势，对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。

四、市场前景及预测

（一）国际石油能源市场供不应求

世界石油供应紧张，导致国际油价一路飙升：2003年石油价格攀升到40美元/桶；2004年6月份攀升到50美元/桶；2005年9月份攀升到60美元/桶；2006年4月份攀升到70美元/桶；有专家预测：3年之内可能涨到100美元/桶！石油是非再生能源，供油紧张、油价飙升只是一个表面现象，根本原因是石油的开采量不足，几十万年才能形成的石油资源，采一桶少一桶，储量日趋枯竭。美国能源部和世界能源理事会预测，全球石化类能源的可开采年限分别为：石油39年、天然气60年、煤211年，主要分布在美国、加拿大、俄罗斯和中东地区。石油资源短缺而导致油价上涨是不可逆转的。

（二）寻找环保新能源迫在眉睫

我国是一个石油资源相对贫乏的国家，储量仅为全球2%。我国又是世界上经济发展最为迅速的国家之一，对能源的需求量长期持续高速增长，除煤炭供应能够自给外，石油和天然气供给远远满足不了

经济发展的需要，石油进口依存度一年比一年大。2005年我国原油表观消费量达到29985.5万吨，接近3亿吨大关，比2000年增长了34.9%，同期原油进口量达到1.27亿吨，石油对外进口依存度达到50%以上，从而超过美国成为世界第一大石油进口国。

（三）我省是石油资源贫乏省，没有可开采的石油资源，对外依存度达100%，近年受国际油价和运输的影响，经常是无油可买，对我省经济发展和人民生活造成了不利影响。随着汽车进入家庭，对石油的需求会越来越大，因此，发展生物柴油，替代部分石化柴油，市场前景非常广阔。

五、产品方案及生产规模

（一）产品方案及生产规模

根据市场预测和本公司工程建设条件，本项目首期建设日产生物柴油60吨，按全年开工330天计，届时全年总产量2万吨。

（二）产品质量标准

要求

1、外观：无色至浅黄色均相液体，无明显的悬浮物和沉淀物。

2、生物柴油质量控制指标

六、工艺技术方案

（一）工艺流程简述

原料油→酯化→酯交换→分离→粗酯→蒸馏→精酯→脱色→生物柴油。

在我国目前的国情和当前的油价下，使用食品级油脂作为原料来生产生物柴油还不太现实，餐饮废油和部分工业用油脂相对来说成本较低。但是，这些废弃油脂通常含有较高的游离脂肪酸，所以对于这些废弃油脂要先用酸催化法，然后通过碱性催化剂进行酯交换反应。因此这种工艺又称酸碱二步法工艺。

本公司采用德国技术工艺，第一步用硫酸催化酯化反应，使油脂的酸值降为2mgKOH/g，含酸甲醇废水去甲醇精馏塔回收甲醇后，再去中和第二步酯交换反应产生的甘油皂液。以消除酸碱废水。

第二步是在氢氧化钾催化下中性油的醇解反应，反应完成后，通过离心分离，把甘油皂基分离出来，然后把第一步的酸液加入，中和

后，把油回收，剩下的甘油盐水经过蒸发浓缩，再降温结晶，硫酸钾结晶出来，过滤后，盐和甘油得以分离，甘油可作为粗甘油出售。硫酸钾可以作为农业级产品出售。

（三）主要原材料、动力消费及来源

1、地沟油1万吨/年

2、酸化油0.5万吨/年

3、其他油脂类0.5万吨/年

4、甲醇0.25万吨/年

5、催化剂200吨/年

6、电：装机容量200kw，使用量160kw，由本厂250kw变压器提供。

7、水：生活、生产用水，城市自来水40m3/d

（四）生产装置的主要污染源和污染物及数量

生物柴油的生产在密闭的酯化反应釜中进行，基本没有废液、废气、废渣的排出。反应加温用锅炉采用沼气锅炉，不会产生废烟排放，所用原材料为植物油酯，不会造成污染，因此，本生产装置为洁净生产，无污染物排放，属环保型生产装置。