生物柴油甲醇
生物柴油的制备及其催化剂的研究
生物柴油的制备及其催化剂的研究随着能源需求日益增长，化石燃料逐渐走向枯竭，开发生物能源逐渐成为了人们的重要方向。
其中，生物柴油因其环境友好、可再生等特点备受关注。
本文将着重介绍生物柴油的制备及其催化剂的研究。
一、生物柴油的制备方式目前，生物柴油的制备方式主要有四种，分别为酯交换法、酯化法、水解法和微生物法。
其中，酯交换法和酯化法较为成熟，应用也最广泛。
1.酯交换法酯交换法是目前制备生物柴油的主要方法之一。
在生物柴油酯交换反应中，将油脂中的甲酯与醇交换，从而得到酯类，这种方法被称为酯交换法。
该方法的主要特点是不需要酶和酸催化剂。
酯交换法生产生物柴油的步骤包括：1) 将传统的油脂加热至大约70℃，然后加入甲醇和碳酸钠。
2) 加入少量的碱催化剂（钠或钾）。
3) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
与传统的化学反应相比，酯交换法反应后的环境污染比较少，对环境友好。
2.酯化法酯化法是制备生物柴油的另一种常见方法。
在酯化法中，油脂和甲醇反应生成甲酯和水。
酯化法生产生物柴油的步骤为：1) 将传统的油脂和甲醇混合，然后加入酸催化剂。
2) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
酯化法相对于酯交换法需要更多的酸催化剂，这可能带来更多的环境问题。
同时，当油脂中含有过多的酸时，将有一些非正常的反应和一些损失。
二、生物柴油催化剂研究现状随着人们对生物柴油的需求日益增加，催化剂研究也越来越受人们的关注，催化剂可将反应温度降至更低，改善反应产物出现的问题，因此催化剂在生物柴油制备中的重要性不言自明。
以下将介绍几种常见的催化剂。
1.碱催化剂碱催化剂是制备生物柴油时常见的催化剂。
在酯交换法中应用得比较广泛，常用的碱催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠、钠醇溶液等。
碱催化剂反应速度快、成本低、易于操作等优点，在酯交换法中得到广泛应用。
同时碱催化剂生成的反应产物相对较少，具有较好的环保性。
2.酸催化剂酸催化剂是制备生物柴油时另一种常见催化剂。
生物柴油技术3篇
生物柴油技术生物柴油技术——现状与发展随着全球油价的不断攀升和环境保护意识的提高，生物燃料作为一种可再生燃料，逐渐受到越来越多的关注。
生物柴油是其中的一种，它是由生物质或废弃物转化而成的一种可再生燃料，具有良好的环保性、可再生性和安全性等优点。
本文将从生物柴油的定义、生产技术、应用前景等方面介绍生物柴油技术的现状与发展。
一、生物柴油的定义生物柴油是一种由植物油、动物油或废弃物经过化学反应制成的可再生燃料，通常采用的反应是酯化反应，生成甲酯或乙酯。
生物柴油具有与石油柴油相近的燃烧性能和可靠性，但其排放物少、环保、可再生，是一种节能环保的新型燃料。
二、生物柴油的生产技术1. 原料准备生物柴油的原料主要包括植物油、动物油和废弃物等。
其中最常用的是植物油，如大豆油、棕榈油、菜籽油等。
2. 酯化反应在酯化反应中，将原料通过与醇（甲醇或乙醇）在催化剂（如氢氧化钠或氢氧化钾）作用下进行酯化反应，生成甲酯或乙酯。
该反应产生大量的热量，需要在反应过程中进行冷却。
3. 精制处理精制处理包括脱水处理、酸洗纯化和蒸馏等过程，旨在去除水分、杂质和未反应的醇等成分，提高生物柴油的纯度和成品率。
三、生物柴油的应用前景生物柴油作为一种可再生燃料，其应用前景非常广泛。
一方面，生物柴油可以替代传统的石油柴油、汽油等化石能源，减少对化石能源的依赖，降低能源消耗和环境污染；另一方面，生物柴油可以直接应用于个人轿车、商用车、农用车以及城市公交车、出租车等交通工具，还可以应用于船舶、航空器等各类运输工具和农机具等机械设备。
总之，生物柴油技术已经成熟，其应用前景非常广阔，可以为促进能源转型和环境保护事业做出重要贡献。
生物柴油技术——优点和局限生物柴油是一种由生物质或废弃物转化而成的可再生燃料，可以替代传统的石油柴油，具有优良的环保性、可再生性和安全性等优点。
然而，生物柴油在应用中也存在一些局限性，限制了其在能源转型中的应用。
本文将从优点和局限两个方面来介绍生物柴油技术。
生物柴油
生物柴油的概述一、生物柴油的起源与含义1892年，德国工程师鲁道夫发明了压缩点火式内燃机，用的燃料有煤油、花生油等。
1895年他有提出了利用各类动、植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交酯化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的燃料。
生物柴油较系统的研究工作始于20世纪50年代末，70年代的始于危机之后才得到了大力发展。
生物柴油就是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)，具体地说，它利用植物油脂如蓖麻油、菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等；动物油脂如鱼油、猪油、牛油、羊油等；或者是上述油脂精练后的下脚料——皂脚或称油渣、油泥;汽车修理厂的废机油,脏柴油等；或者是城市潲水油(地沟油)；或者是各种油炸食品后的废油和各种其他废油在进行改性处理后，与有关化工原料复合而成。
它是优质的石油柴油代用品，素有“绿色柴油”之称。
大力发展生物柴油对推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染，可持续发展经济均有重要的战略意义。
二、生物柴油具有的诸多优点1、具有优良的环保特性。
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，，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。
检测表明，与普通柴油相比，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，一氧化碳的排放与柴油相比减少约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、使用方面的安全性又是显而易见的。
3、无毒性，系可再生能源，而且生化分解性良好，健康环保性能良好。
除了供公交车、卡车等柴油机的替代燃料外，又可供为海洋运输、水域动力设备、地底矿业设备、燃油发电厂等非道路用柴油机之替代燃料4、硫醇等活性含硫物对金属直接腐蚀或其燃烧后产生的SO2和S03等硫化物会严重腐蚀高温区的机体，对发动机的寿命影响很大，而生物柴油的硫含量极微，使用生物柴油，柴油机的寿命会得到更好的保障。
酸催化蓖麻油甲醇醇解反应制生物柴油
收稿日期：２０２０－０４－０７基金项目：太原工业学院大学生创新创业训练项目（２０１９年）作者简介：李晓红（１９７０—），女，山西盂县人，硕士，副教授，研究方向：工业催化及生物质能。
酸催化蓖麻油甲醇醇解反应制生物柴油李晓红，吴 鑫，朱睿哲，晋大祥，赵凤贤（太原工业学院化学与化工系，山西太原 ０３０００８）摘要：以固体酸—一水硫酸氢纳、硫酸铝，液体酸—浓硫酸、磷酸为催化剂，分别对其催化蓖麻油甲醇解反应制备生物柴油进行了研究。
采用单因素试验法，考察了醇油物质的量比、催化剂用量、反应温度及反应时间对蓖麻油转化率的影响。
得到了上述四种酸催化蓖麻油甲醇解制备生物柴油的优化工艺条件。
其中，一水硫酸氢钠和浓硫酸，因其酸性强，催化活性好，常压反应就可取得好的效果。
硫酸铝和磷酸，因其酸性弱，催化活性差，反应必须在高压下进行才能取得好的效果。
对四种酸催化蓖麻油甲醇解反应的优缺点进行了比较。
关键词：固体酸；液体酸；催化剂；蓖麻油；生物柴油中图分类号：ＴＱ６４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１１－００３３－０５Ａｃｉｄ－ｃａｔａｌｙｚｅｄＭｅｔｈａｎｏｌｙｓｉｓｏｆＣａｓｔｏｒＯｉｌｔｏＰｒｏｄｕｃｅＢｉｏｄｉｅｓｅｌＬｉＸｉａｏｈｏｎｇ，ＷｕＸｉｎ，ＺｈｕＲｕｉｚｈｅ，ＪｉｎＤａｘｉａｎｇ，ＺｈａｏＦｅｎｇｘｉａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｔｈａｎｏｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｏｒｏｉｌｔｏｐｒｅｐａｒｅｂｉｏｄｉｅｓｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｉｔｈｓｏｌｉｄａｃｉｄ－ｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｇｅｎｓｕｌｆａｔｅｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ，ａｌｕｍｉｎｕｍｓｕｌｆａｔｅ，ｌｉｑｕｉｄａｃｉｄ－ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄａｓａｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆａｌｃｏｈｏｌｔｏｏｉｌ，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃａｓｔｏｒｏｉｌｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｔｅｓｔ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆａｃｉｄ－ｃａｔａｌｙｚｅｄｃａｓｔｏｒｏｉｌｍｅｔｈａｎｏｌｙｓｉｓｔｏｐｒｅｐａｒｅｂｉｏｄｉｅｓｅｌｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｇｅｎｓｕｌｆａｔｅｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｓｔｒｏｎｇａｃｉｄｉｔｙ，ｇｏｏｄｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ，ｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｔｏｒｅａｃｔａｔａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ａｌｕｍｉｎｕｍｓｕｌｆａｔｅａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｗｅａｋａｃｉｄｉｔｙ，ｐｏｏｒｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｕｓｔｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｎｄｅｒｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｔｓｕｓｅｄｆｏｒｍｅｔｈａｎｏｌｙｓｉｓｏｆｃａｓｔｏｒｏｉｌｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄａｃｉｄｓ；ｌｉｑｕｉｄａｃｉｄｓ；ｃａｔａｌｙｓｔｓ；ｃａｓｔｏｒｏｉｌ；ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ 油脂醇解反应制备生物柴油常用酸、碱催化剂。
生物柴油简介
生物柴油简介一、生物柴油定义指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈、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。
又名脂肪酸甲酯生物柴油是典型“绿色能源”，降解速率是普通柴油的2倍，对土壤和水的污染较少。
目前，大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂(胆碱酯酶)生产而成的。
二、优缺点1、优点(1)具有优良的环保特性：二氧化硫、硫化物、有毒有机物、颗粒物、二氧化碳、和一氧化碳的排放量显著降低。
(2)低温启动性能良好。
(3)润滑性能比柴油好，可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失。
(4)具有良好的安全性能：闪点高于石化柴油，它不属于危险燃料。
(5)具有优良的燃烧性能。
(6)具有可再生性。
(7)具有经济性。
(8)可调和性：可按一定的比例与石化柴油配合使用，可降低油耗。
(9)可降解性：具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。
2、缺点：（1）在国家政策影响下，提炼生物柴油的原料只能用油料作物或者地沟油，而地沟油的收集是一个难题。
据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本，成本较高。
（2）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，但降低了油的热值。
（3）生物柴油具有较高的溶解性，作燃料时易于溶胀发动机的橡塑部分，需要定期更换。
（4）生物柴油作汽车燃料时氮氧化合物的排放量比石油柴油略有增加。
（5）原料对生物柴油的性质有很大影响，需要加入相应的添加剂来解决。
（6）比普通柴油粘度高，因此在低温下会降低可用性。
（7）生物柴油的蕴含能量比石油基的柴油燃料低11%，最大马力输出大约会减少5～7%。
但这个差距并不大。
三、生物柴油的应用目前全世界生物柴油总产量超过2000万吨，其中欧盟占51%，南美地区（巴西为主）占24%，亚洲13%，中北美为11%，其他地区1%。
全球范围内已建和在建的生物柴油装置年产能接近4000万吨。
生物柴油的化学基础
9 10%蒸余物产炭（质量分 017144
九、生物柴油的主要应用
【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
原料 动植物油脂、废弃油 豆油 菜籽油 动物油 废弃油 糠油、豆油、废弃油 桐油、动植物油脂 豆油、向日葵 蓖麻油、豆油 豆油
四、生物柴油的特点
（1）生物柴油的国家标准密度在 0.82～0.90（g/cm3）之间，0号石化柴油 的密度在0.83～0.85（g/cm3）之间，通 常生物柴油密度比石化柴油密度略高。
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。
生产生物柴油的副产物 -------植物沥青
（1）植物沥青的组 成成分： ①芳香分 ②胶质 ③沥青质
（2）植物沥青的性 状： 黑色粘稠状 液体或膏状物
（2）生物具有良好的安全性能：其闪点 高于石化柴油，在运输和储存方面相对安 全。
五、生物柴油的特点
（3）生物柴油和石化柴油相比，生物柴油无 需添加剂，已具有良好的发动机低温启动 性能。
（4）使用生物柴油时无需另添设加油设备、 储存设备，这样可以避免不必要的资金浪 费。
五、生物柴油的主要优点
(1)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。
（3）植物沥青的用途：
①生产铸造粘结剂； ②橡胶软化剂 ③黑色印刷油墨 ④涂料 ⑤表面活性炭
序
检测指标
中国及部分省市生物柴油行业相关政策推进绿色创新发展
中国及部分省市生物柴油行业相关政策推
进绿色创新发展
生物柴油是指植物油、动物油、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇经酯转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。
是典型的“绿色能源”，具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好，原料来源广泛、可再生等特性。
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要的战略意义。
国家层面生物柴油行业相关政策
显示，近些年来，为了促进生物柴油行业发展，中国颁布了多项关于支持、鼓励、规范生物柴油行业的相关政策，如2022年国家发展改革委、国家能源局联合发布的关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见在满足安全和质量标准等前提下，支持生物燃料乙醇、生物柴油、生物天然气等清洁燃料接入油气管网，探索输气管道掺氢输送、纯氢管道输送、液氢运输等高效输氢方式。
国家层面生物柴油行业相关政策
部分省市生物柴油行业相关政策
为了响应国家号召，各省市积极推动生物柴油行业发展，发布了一系列政策推进生物柴油产业发展，如河北省人民政府关于印发河北省“十四五”现代综合交通运输体系发展规划的通知、黑龙江省人民政府关于印发黑龙江省“十四五”生物经济发展规划的通知等。
部分省市生物柴油行业相关政策。
生物柴油标准中的各项指标分析
生物柴油标准中的各项指标分析生物柴油标准（GB/T20828－2007）中要考虑很多指标，有些指标是与石油柴油共有的，包括密度、运动粘度、闪点、硫含量、10％蒸余物残碳、十六烷值、灰分、水含量、机械杂质、铜片腐蚀、燃料安定性、低温性等；还有一些指标是生物柴油所特有的，包括总酯含量、游离甘油含量、甘油单酯、二酯及三酯含量、甲醇含量、碘价及多元不饱和脂肪酸甲酯的含量、酸值、磷含量、碱及碱土金属含量等；另外，还有一些额外的指标包括馏程、燃烧热值、润滑性、不皂化物含量等，是可以选择的。
闪点：为了储存和运输的安全，燃料都要最低闪点的要求。
生物柴油的闪点一般高于1 10℃，远超过石油柴油的70℃，所以生物柴油储运比石油柴油安全。
甲醇的含量是影响生物柴油闪点高低的重要因素。
即使在生物柴油中含有少量的甲醇，其闪点也会降低。
除此之外，较多的甲醇也会对燃料泵、橡塑配件等有影响，并且会降低生物柴油的燃烧性能。
美国生物柴油标准要求闭口闪点不低于130℃，欧洲标准要求不低于120℃。
水分：游离水会导致生物柴油氧化并与游离脂肪酸生成酸性水溶液，水本身对金属就有腐蚀。
美国生物柴油标准要求生物柴油水分和沉渣不超过0.05％，欧洲标准要求水含量不超过500 mg/kg。
我国规定不超过500 mg/kg机械杂质：指存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质。
机械杂质对发动机零部件的磨损以及运转是否正常都有严重影响。
生物柴油中不允许有机械杂质。
欧洲生物柴油标准要求总杂质含量不超过24 mg/kg。
[我国没规定]运动粘度：运动粘度表示生物柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下生物柴油的动力粘度与密度之比。
对于一些发动机而言，为了防止喷射泵和喷射器泄漏而造成功率损失，可设定一个粘度最小值；另一方面，通过对发动机的设计尺寸、喷油系统特性的考虑，限定了允许粘度的最大值。
生物柴油的粘度高于石油柴油，调入2～20％的生物柴油到石油柴油中后，柴油的粘度会增加，但也能满足标准对柴油运动粘度的要求。