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生物柴油制备方法的研究进展

2015-10-02 01:01 摘要：生物柴油作为一种绿色的可再生能源，正逐步成为替换化石能源的研究热门。其制备分物理和化学两大类，在化学法中尤以酯交换法产业应用最为广泛。重点讨论了不同催化剂及其工艺路线下，酸、碱催化剂和生物酶等3种催化剂在酯交换过程中的应用，并对这些制备方法的优劣进行了初步的总结。 　　关键词：生物柴油，可再生能源，酯交换法　　随着社会的发展和世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大。而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的进步，大大促进了世界各国开发利用生物柴油替换化石燃料。生物柴油作为一种可再生的能源，对环境污染小，同时对其开发研究可以减少对石油的需求，达到节约资金的目的，因而受到各国的极大关注。　　1、生物柴油开发应用现状　　欧盟是全世界生物柴油发展最快的地区。预计到2010年产量将达到8-10Mt，生物柴油在整个柴油市场中的份额将达到5.75%，2020年可升至20%。德国事目前全球最大的生物柴油生产国，主要以纯态生物柴油(B100)作为车用燃料，政府给予享受免征燃油税的优惠政策。法国的生物柴油以5%的调和比例，加进到石油柴油中进进市场。意大利则是目前欧洲生物柴油使用最广的国家，生物柴油主要用于柴油车辆和农业机械方面。　　除欧盟外，还有很多国家也在大力发展生物柴油。美国主要用大豆油来生产生物柴油；巴西采用其丰富的蓖麻油为原料；印度是通过大规模种植麻疯树等油料作物来开发生物柴油；菲律宾用椰子油生产生物柴油；马来西亚采用棕桐油和废油生产生物柴油。　　我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快。早在20世纪80年代，原机械产业部和原中国石化总公司就拨出专款立项，专题研究长达10年之久。中国科学院、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院等单位都对生物柴油作了不同程度的研究。　　近两年在产业化方面，海南正和生物能源公司等民营企业相继开发出拥有自主知识产权的生产技术，并建成年产超过10kt的试验生产厂。此外，江西巨邦化学公司进口美国转基因大豆油和国产菜籽油生产生物柴油，正在建设100kt/a生产装置。由于生物柴油作为替换燃料的重要意义和发展潜力，我国相关行业和各地政府对此都给予了高度重视。相对有比较丰富的麻疯树果油资源的湖北、广东、贵州、四川、福建、海南等省份，都相继把发展生物柴油作为近期科技攻关项目和发展规划。在生产规模方面，目前海南正和生物能源公司生产能力为30kt/a，古杉团体公司生产能力为40kt/a，福建卓越新能源发展公司生产能力为30kt/a。　　2、生物柴油的制备方法　　生物柴油的制备有物理方法和化学方法两种。物理法包括直接使用法、混正当和微乳液法。化学法包括高温热裂解法、超临界法、工程微藻法和酯交换法。其中以酯交换法产业应用最为广泛。　　2.1酯交换法　　酯交换法是目前研究最多的一种制备生物柴油的方法，其反应方程式如下所示。由于酯交换法所采用的催化剂不同，其工艺路线也略有不同，下面将按照催化剂的种类进行先容。