我国生物柴油的发展与展望

生物柴油既可作为生物燃料，又可作为柴油机燃料的添加剂。近20年来，由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物，已引起世界各国的广泛关注。目前，欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油，而日本则通过回收废食用油来制备生物柴油。欧洲已建立生物柴油工厂，规模最大的生物柴油工厂在意大利，生产能力达25万t／年。1982年，德国和奥地利首次在柴油机引擎中使用菜籽     

美国积极发展植物油生物燃料

<正> 据美国“化学市场导报”报道,由于环境问题日增以及制订的清洁空气法严格标准,促使工业部门开发各种燃烧时污染更少的替代燃料。在此领域中,植物油可发挥重要作用。一种由植物油通过酯化制备的替代柴油,称为生物柴油燃料。目前正在美国南达科他州Sioux Falls地区城市公共汽车中进行试验。弗雷兹—蒙特迪逊公司子公司Novamont北美公司将生产供应商标为“生物柴油(Diesel-Bi)”燃料供两部公共汽车进行4或5个月试验。生物柴油燃料由植物毛油与甲醇在催化剂存在下反应产生甲酯而制得。菜籽油和大豆油油脂都将被用作这个试验的原料。     

国外生物柴油的生产与应用近况

1　前言来自天然产物为原料的各种动植物油的脂肪酸甲酯 ,用于代替传统的柴油 ,称为生物柴油。生物柴油是利用可再生资源制取的一种替代柴油燃料 ,既可以 10 0 %单独使用 (用于柴油机与加热炉 ) ;又可以与“石化”柴油以任何比例互溶 ,(一般加入生物柴油比例 2 %～ 30 %) ,这种混合燃料可直接用于柴油机 ,不需要对柴油机作任何改变。本文简要介绍近 10年来欧洲市场上生物柴油发展情况及几种关于降低生物柴油成本 ,提高生物柴油质量的生产技术 ,供国内同行参考。2　生物柴油在欧洲市场上的近况与传统的“石化”柴油相比较 ,生物柴油易于生物…     

生物柴油的超临界制备工艺研究

生物柴油作为一种可再生能源,可以由动植物油通过酯化反应来制备,它在燃料特性方面与矿物柴油有着十分相似的品质,能满足欧洲2号排放标准,有优良的环境特性,是一种利于环境保护的绿色燃油.探索了在超临界条件下,以甲醇和植物油为原料进行酯交换反应的制备工艺.结果表明最佳工艺条件为:甲醇与大豆油摩尔比为50:1,反应温度320℃,反应压力12～18 MPa,反应时间12～15 min.植物油可再生,甲醇可循环使用,反应无污染物排出,该工艺属于绿色化学工艺.     

降低生物柴油成本途径

<正> 动植物油脂肪酸甲酯(以下简称甲酯)可替代“石化”柴油,不仅可作柴油机燃料,也可作加热炉、供暖体系的燃料,它不仅易于生物降解,且燃烧后排放的有害物质减少,同时系来源于可再生资源,因此称此替代燃料为生物柴油。近十年来,欧、美等国家生物柴油发展很快,现在,德国、法国、意大利、美国等国每年生物柴油产量已超过10万吨,尤其是欧共体计划生物柴     

改善稻米油生物柴油的低温流动性

通过3种方法研究调整稻米油生物柴油的组成对其低温流动性的改善,一是向稻米油中加入菜籽油,二是向甲醇中添加支链醇,三是向稻米油中加入石化柴油。结果表明:3种方法均能有效改善生物柴油的低温流动性;在稻米油中加入一定量的菜籽油后,生物柴油的脂肪酸组成发生了改变,饱和脂肪酸甲酯含量减少,不饱和脂肪酸甲酯中的亚麻酸甲酯含量增加,当菜籽油添加量为30%时,生物柴油的低温流动性最好;在甲醇中添加支链醇后,生物柴油中棕榈酸甲酯含量大幅度减少,支链酯含量很少,生物柴油的低温流动性提高;在稻米油中加入一定量的石化柴油后,混合燃料的产率有所下降,生物柴油的低温流动性得到有效改善,当煤直接液化柴油的添加量为70%时,混合燃料的冷滤点低至-19℃。     

生物柴油在轻纺工业中的应用

生物柴油列为国家产业化方向,国内以废动植物油为原料生产生物柴油年产能已达200万以上。其成本低廉、销售价比豆油、菜籽油低1000元/以上。生物柴油不加助剂成份就是脂肪酸甲酯,可以代替植物油及植物油的衍生品用于轻纺工业,作为廉价助剂,提供了新思路。     

植物油制成生物柴油

美国俄亥俄州一个名叫奥柏林的高中生，最近成功地用氢氧化钠和甲醇作为催化剂，将植物油分离成甘油和甲酯。甲酯就是生物柴油，可替代柴油驱动柴油引擎汽车。奥柏林用自己生产的生物柴油作为燃油，驾驶一辆“１９８４大众捷达”车行驶了３，０００多英里，从而荣获当地和州科学博览会的一等奖。将植物油当作引擎燃油的想法却早已存在。事实上，当鲁道夫·弟兹尔在１９００年巴黎世界博览会上首次展出其发明的柴油引擎时，就是使用花生油作为燃油的。 生物柴油可生物降解，无毒性，对环境无害，并可以从可再生资源植物油中提取。生物柴油好…     

生物柴油组分与十六烷值关系研究

采用气相色谱/质谱联用仪对菜籽油甲酯(RME)、地沟油甲酯(WME)、棉籽油甲酯(CME)、棕榈油甲酯(PME)和大豆油甲酯(SME)5种不同生物柴油的组分进行了测定,并通过测定燃料自燃点的方法计算出5种生物柴油的十六烷值.通过对试验数据和相关文献的分析,提出了生物柴油十六烷值预测公式,通过与实测值相比较,证明预测公式可行.     

6种食用植物油及其生物柴油中脂肪酸成分的比较研究

采用毛细管气相色谱法，以氢火焰为检测器，测定了菜籽油、花生油、玉米油、棉籽油、芝麻油和大豆油及其相应生物柴油中脂肪酸的组成。比较发现，植物油及其生物柴油中脂肪酸组成基本一致。因此，可以通过测定植物油中脂肪酸的组成来预测生物柴油中脂肪酸甲酯的分布。     

生物柴油 成套设备投资方案

生物柴油可以植物油、动物油为原料制造，但目前多以脂肪酸、泔水油、城市地沟油、精炼下脚料为生产原料。生物柴油可作为石油燃料的替代产品。     

甲酯型生物柴油对超低硫柴油润滑性能的影响

利用气质联用仪及红外光谱仪分析甲酯型生物柴油的组成与结构,采用高频往复试验机法(HFRR)考察蓖麻籽油生物柴油、菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油对超低硫柴油润滑性的改善作用,并用测量显微镜分析试验球及试验片的磨斑形貌。结果表明:蓖麻籽油生物柴油组成特殊,主要为蓖麻油酸甲酯,与其他几种甲酯型生物柴油相比,除了含有酯基和双键官能团外,还含有羟基官能团;蓖麻籽油生物柴油对超低硫柴油润滑性的改善效果最佳,适宜添加量为0. 5%;菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油的添加量需达到0. 7%才能使超低硫柴油润滑性磨斑直径降到460μm以下,满足GB 19147—2016标准要求;当蓖麻籽油生物柴油、菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油添加量在0. 3%～1. 0%范围时,随着甲酯型生物柴油添加量的不断增大,润滑性磨斑直径、表面划痕及深度不断减小,平均摩擦系数降低,平均成膜率不断增大。     

气相色谱内标法测定生物柴油产率

以十七酸甲酯为内标,依据菜籽油组分含量不同,建立了棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯和花生一烯酸甲酯的线性方程,使各个组分可同时处于测量范围内,确保了测定结果的准确性.各脂肪酸甲酯含量在各自线性范围内的相关系数r≥0.999、平均回收率97.91%～100.45%,精密度试验标准偏差0.28%-2.22%,精密度高,重复性好,可用于菜籽油合成生物柴油反应体系中产率及各个成分含量测定,也可用于原料的成分影响研究和筛选.     

超声波——固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

在超声波辅助条件下采用新型固体碱Li_2O/MgO替代传统液体酸、碱催化剂,催化黄连木籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油;考察超声波功率、超声波频率、固体碱催化剂用量、反应温度、醇油摩尔比等因素对产物中甲酯含量影响。结果表明,在超声波辅助下,固体碱催化剂对黄连木籽油酯交换具有较好催化活性和稳定性,在超声波功率70 W、超声波频率28 Hz、固体碱催化剂用量为油质量1.5%、反应温度60℃、醇油摩尔比9:1条件下,反应2 h产物中甲酯含量达98.6%;催化剂重复使用十次,甲酯含量维持在92%左右,表明催化剂具有较高催化活性和稳定性;且制备生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)标准。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

以黄连木籽油为原料,研制出适用于其与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体碱催化剂。考察了浸渍液中Li元素浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化活性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明,优化制备的Li2O/CaO固体碱催化剂,在浸渍液中Li元素质量浓度为4%,焙烧温度700℃,焙烧时间5h,用于酯交换反应时具有良好的催化活性,在反应温度60℃,醇油摩尔比12∶1,固体碱催化剂用量为油质量的1.2%,反应3h产物中黄连木籽油甲酯含量达到97%,制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准。     

生物柴油的制备及其分析比较研究

选用常见的大豆油和菜籽油两种植物油为原料制备相应的生物柴油，通过正交试验得到了各自的最佳制备条件和醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度与反应时间等影响因素次序。利用傅立叶变换红外光谱（FTIR）对原料油和生物柴油进行了详细对比研究，利用气相色谱-质谱联用（GC—MS）和气相色谱（GC）对两种生物柴油分别进行了定性分析和主要组分含量、产品纯度的定量比较，结果表明，反应得到了较高纯度的生物柴油产品，从化学结构考虑，菜籽油更适合用于制备生物柴油。     

己烷作助溶剂合成生物柴油

针对生物柴油合成过程中的反应速率慢、转化率低和生产成本高的问题,提出以浸出法制取植物油工艺为基础的直接生物柴油的合成方法。以菜籽油合成生物柴油为研究对象,以浸出溶剂己烷为助溶剂,考察了各因素对酯交换反应过程的影响。结果表明。反应转化率影响因素的重要性依次为反应时间、醇油摩尔比、氢氧化钠用量、菜籽油己烷质量比、反应温度。在温度45℃、反应时间60min、醇油摩尔比6：1、氢氧化钠用量1％和菜籽油己烷质量比38：62的条件下,油的转化率可迭96.1％。     

3种生物柴油氧化降解特性研究

利用Rancimat试验法氧化降解菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油、小桐子油生物柴油,采用GC-MS测定不同氧化时间下的生物柴油中主要脂肪酸甲酯含量变化,进而通过半衰期法计算动力学参数(反应级数、速率常数),同时研究生物柴油氧化深度与热值的关系,并对氧化前后生物柴油样品进行FTIR分析。研究表明:除大豆油生物柴油中的硬脂酸甲酯外,3种生物柴油中主要脂肪酸甲酯氧化降解反应级数都为1;氧化降解反应速率从小到大依次为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯;氧化降解时间与热值为一元三次函数关系;另外,FTIR分析表明在1 740 cm~(-1)处的吸光度随着氧化降解时间延长不断增加,说明氧化程度不断加深。     

微波法制备生物柴油的新工艺研究

以菜籽油和乙醇为原料,氢氧化钠为催化剂在微波作用下制备生物柴油,得出合成生物柴油的最佳条件为：NaOH占菜籽油质量分数为1．0％,乙醇与菜籽油摩尔比为6：1,反应时间为15min,微波输出功率为350W,此时生物柴油产率为94．5％。经测定,该生物柴油的部分品质指标达到了国外发达国家的标准。     

生物柴油低温流动性能的研究

以不同的植物油为原料,分别采用醇解法和催化裂化法两种工艺制备生物柴油,考察生物柴油的低温流动性能.结果表明,采用植物油醇解法制备的生物柴油凝点显著升高,但冷滤点降低.40℃时的运动黏度比其原料植物油降低了83%以上,以葵花籽油、玉米油为原料制备的生物柴油的凝点满足-10#柴油的要求,以棉籽油、大豆油为原料制备的生物柴油凝点满足0#柴油的要求;催化裂化法制备的生物柴油凝点比醇解工艺制备生物柴油凝点低,运动黏度比其对应原料植物油降低了91%以上,以葵花籽油、大豆油为原料制备的生物柴油,分别符合-50#、-35#车用柴油要求,以棉籽油、玉米油、花生油为原料制备的生物柴油符合0#柴油要求.