生物柴油生产工艺技术概述

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1、第24卷第5期石油规划设计2013年9月29文章编号：1004—2970(2013)05—0029—06史国强李军邢定峰(1中海油新能源投资有限责任公司；2中国石油天然气股份有限公司规划总院)史国强等．生物柴油生产工艺技术概述．石油规划设计，2013，24(5)：29～34摘要随着国际原油价格的持续走高和二氧化碳减排压力的增加，许多国家都在积极发展可再生能源。20世纪90年代以来，生物柴油作为可再生能源的一个重要发展方向得到了广泛的发展。生物柴油原料既有动植物油脂、废弃油脂和微生物油脂，也有秸秆类

2、等废弃生物质，由于原料类型不同，生物柴油产品的组成也有所区别，可分为酯类和烃类等，相应的生产技术主要有酯交换(第一代)、催化加氢(第二代)和气体合成(第三代)等。论述了第一代和第二代生物柴油生产技术及其典型工艺，简单介绍了第三代生物柴油和藻类生物柴油生产技术，并提出了相应的建议。关键词生物柴油；工艺技术；酯交换；催化加氢；气体合成；藻类中图分类号：TE667文献标识码：ADOI：10．3969／．j．iSSn．1004—2970．2013．05．010随着国际原油价格的持续走高和二氧化碳减排油脂原

3、料来源广泛，主要有动植物油脂、废弃压力的增加，许多国家都在积极发展可再生能源。油脂、微生物油脂和农林废弃物等。其中，动生物柴油是以油脂为原料，通过一定的物理和化学物油脂包括猪油、牛油、羊油和鱼油等，一些主要方法将油脂加工为可替代石化柴油的燃料，具有环发达国家将其用作生物柴油的生产原料。植物油脂境友好和可再生等优点。20世纪90年代以来，生既包括大豆、菜籽、棕榈和棉籽等油料作物的油脂，物柴油作为可再生能源的一个重要发展方向得到了也包括麻疯树、黄连木、文冠果、油茶、光皮树和广泛的发展。目前，全球生物柴

4、油产量达到了2000无患子等木本非食用油料作物的油脂。从全球角度X10～3000X10t／a，我国生物柴油产量约为100X来讲，植物油脂是目前生物柴油生产的主要原料，10t／a。发展生物柴油对于保障我国能源安全、促进如，美国使用大豆油，欧盟使用菜籽油和从东南亚农业发展和提高农民收入有着非常重要的作用和进口的棕榈油，中国在使用少量棉籽油的同时，也意义。在开发和使用木本非油料作物油脂。废弃油脂包括废弃食用油脂、油脂生产工业副产的酸化油及粮食1生物柴油的原料特点加工副产的低品质油脂等，是13本和中国等亚

5、洲国生物柴油成本的主要决定因素是其原料成本，家生物柴油生产的主要原料。微生物油脂是由酵母、原料成本一般占生物柴油总成本的70％85％¨。霉菌、细菌和藻类等微生物在一定的条件下产生的，世界各国都选择自身有优势的油脂原料来发展生物与植物油脂一样，微生物油脂也是以甘油三酯的形柴油。式储存脂质，含有少量的单甘油酯和双甘油酯及游爿c史国强，男，工程师。1997年毕业于石油大学(北京)化学工程专业，获学士学位。现在中海油新能源投资有限责任公司从事生物柴油的技术研发和生产管理工作。地址：北京市朝阳区酒仙桥路乙2

6、l号国宾大厦七层，100015。E—mail：shigq@cnooc．corn．cn30史国强等：生物柴油生产工艺技术概述2013年9月离脂肪酸。微藻是目前生物柴油原料的研究热点之是利用低碳醇在催化剂作用下与甘油i酯反应生成一，但是，其工业应用的成本较高。另外，锯末和脂肪酸甲酯和甘油，是第一代生物柴油的主要生产秸秆等农林废弃物气化后，通过费托合成可生产生方法。废弃油脂等还含有游离脂肪酸(FFA)，可以物柴油。农林废弃物来源广泛，但是，由于采收费与甲醇发生酯化反应，生成脂肪酸甲酯和水。因此，用高、装

7、置规模受限等因素，目前效益还不明显。第一代生物柴油产品主要是脂肪酸甲酯的混合物，由于原料类型不同，生物柴油产品的组成也有氧含量高、热值相对较低，其组分化学结构与石化所区分，可分为酯类和烃类等，相应的生产技术主柴油存在较大不同。第一代生物柴油原料及其产品要有酯交换(第一代)、催化加氢(第二代)和气体性质见表1。合成(第三代)等。根据反应过程的特点，酯交换法可分为酸碱催化法(均相和非均相)、超临界法和生物酶法等“’。。2生物柴油生产工艺技术2．1．1酸碱均相催化法2．1第一代生物柴油生产技术——酯交换

8、酸碱均相催化法使用的催化剂包括酸、碱及动植物油脂的主要成分是甘油三酯，酯交换法复合应用¨。。表1第一代生物柴油原料及其产品性质酸催化法的催化剂主要有硫酸、盐酸和磷酸等。快，但是，由于催化剂具有强腐蚀性，反应结束，均相液体酸催化剂催化酯交换反应的活性较差，且需对酸或碱进行中和及分离等后续处理，T艺流反应结束后，未反应原料与产品难分离，需要中和、长，生产成本增加，且存在废水和废渣排放等环境水洗等处理，容易产生二次污染。污染问题。碱催化法的催化剂主要有氢氧化钠、氢氧化钾酸碱均相催化法中，