前 言
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。
生物柴油的主要特性
与常规柴油相比,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,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,与石油储量不同,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。
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。 R#[1]ZJLT 因此这种工艺又称酸碱二步法工艺。
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。

生产原料易于获得 ,生产方法简便,便于大规模生产。
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。
发展前景
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。
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。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。