生物柴油生产进展与展望

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1、生物柴油生产现状与展望生物柴油生产现状与展望魏普民(13341166263)二○○六年二月-25-生物柴油生产现状与展望生物柴油生产现状与展望1.前言巨大的能源与环境压力正威胁着人类的生活。一方面，矿物能源应用推动社会发展的同时淇资源也在日益耗尽；另一方面，矿物能源的无节制使用，引起了日益严重的环境问题,如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质、引起酸雨等自然灾害。由于对石油的过分依赖，石油资源的过度开采导致了目前愈演愈烈的石油危机，而且也成为现代世界局部战争导火索。如何减少对石油的依赖，迫使科学家们努力寻找石油的替

2、代燃料。柴油作为一种重要的石油炼制产品，在动力燃料结构中占主导地位[王汉中。实施油菜生物柴油计划建造永不枯竭的“绿色油田”[J]。农业科技通讯，2005，(9):11]。2003年，我国消费柴汽比在2.0以上，但目前生产柴汽比约为1.8。随着我国农业机械化进程和世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的供需矛盾将更加突出。在石油资源日趋枯竭和柴油需求量日益扩大的双重压力下，寻找和开发柴油替代能源具有特别重要的战略意义。生物柴油在此种情形之下应运而生，成为清洁代用燃料之一。它是利用低碳醇与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酯发生酯交换反应

3、，利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油三酯断裂为脂肪酸酯(如脂肪酸甲酯FAME)，从而减短碳链长度将低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。生物柴油是一种洁净的生物燃料，也称之为“再生燃油”。生物柴油不仅可以使人类摆脱对石油的依赖，而且还是一种可再生环境友好型能源。所以目前生物柴油正在成为一个商机诱人的绿色产业。2.生物柴油理化特性2.1.化学组成生物柴油主要是由C、H、O三种元素组成。其主要成份是软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和或不饱和脂肪酸同甲醇或乙醇等低碳醇类发生酯交换反应所形成的酯类化合物。大

4、豆油与甲醇经酯交换反应制备的生物柴油组成如表1所示[李玉芹，曾虹燕，生物柴油生产应用现状[J].四川化工，2005,8(4):23-27]，表中油酸甲酯是生物柴油主要成分，与大豆油脂成分相吻合，且大豆生物柴油的分子结构基本与KevinJ．Harrington研究及人们理想中的柴油替代品(C19H36O2)接近。巫淼鑫[巫淼鑫，邬国英，韩瑛，张培梯，6种食用植物怕及其生物柴油中脂肪酸成分的比较研究[J].中国油脂，2003,28(12):65-67]等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

5、油等6种植物油及其相应生物柴油中脂肪酸的组成(如表2和表3所示)。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。-25-生物柴油生产现状与展望表1大豆生物柴油的化学组成甲基酯含量(%)大豆油含量(%)棕榈酸甲酯C16011.35棕榈酸C16011.75硬脂酸甲酯C1804.31硬脂酸C1803.15油酸甲酯C18123.25油酸C18123.26亚油酸甲酯C18253.58亚油酸C18255.53亚麻酸甲酯C1836.62亚麻酸C1836.31脂肪酸的甘油酯是植物

6、油的主要成分。从表2可知，棉籽油、花生油、玉米油和芝麻油主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸的甘油酯组成，其中花生油中含有少量的花生酸和山嵛酸；大豆油中除上述4种脂肪酸外，还有较多的亚麻酸；而菜籽油中则还含有较多的芥酸、亚麻酸和二十碳烯酸。从表3可知，菜籽油生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量最多，棉籽油生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量最少；生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序分别为菜籽油生物柴油、芝麻油生物柴油、玉米油生物柴油、大豆油生物柴油、花生油生物柴油和棉籽油生物柴油，其中芝麻油生物柴油、玉米油生物柴油、大豆油生物柴油中不饱和脂肪酸

7、甲酯的含量相近。在6种生物柴油中单烯酸甲酯含量最多的是菜籽油生物柴油，二烯酸甲酯含量最多的是棉籽油生物柴油，三烯酸甲酯含量最多的是菜籽油生物柴油。比较表2和表3的数据可知，生物柴油主要由其相应植物油中含有脂肪酸的甲酯组成，植物油及其生物柴油中脂肪酸(以甲酯计)的分布是一致的。表2植物油中脂肪酸的相对含量(%)脂肪酸名称菜籽油花生油玉米油棉籽油芝麻油大豆油肉豆蔻酸---0.5--棕榈酸4.510.911.620.48.110.5硬脂酸1.42.71.31.44.03.0花生酸0.51.1--0.40.2山嵛酸0.31.6----二十四碳烷酸

8、0.20.5----十六碳烯酸---0.3--油酸32.046.830.614.640.423.1二十碳烯酸4.40.7--0.20.2芥酸24.80.3----亚油酸23.635.355.8