生物柴油及生產概述

1　生物柴油提出的背景 　　由于石油能源資源有限，隨著世界產業(yè)的快速發(fā)展，能源消耗急劇增長，導致石油價格不斷上漲、全世界都面臨著能源安全的題目。石油能源按目前的使用和開采速度，50年內世界石油資源將有可能耗盡。同時，隨著現(xiàn)代社會人們環(huán)境保護意識的不斷增強，人們逐漸熟悉到汽車尾氣排放所造成的空氣污染是造成城市“光化學煙霧”污染頻繁出現(xiàn)以及現(xiàn)代人類很多重大疾病的主要原因。因此，尋求資源豐富、環(huán)境友好和經(jīng)濟可行的大宗代用燃料已成為人類亟待解決的重大題目�！　∧壳�，已經(jīng)開發(fā)的代用燃料可分為非含氧代用燃料和含氧代用燃料兩大類，前者如自然氣、液化石油氣及氫能源等，后者包括二甲醚、醇類燃料及生物燃料等。這些燃料中，固然自然氣、液化石油氣、氫均早已投進使用，但由于使用機械的內部構造以及燃料的補給及貯存等方面的題目，使得它們的應用范圍受到很大的限制；二甲醚作為汽油的替換品，可以由一碳原料(如甲醇)直接合成，是一種很有發(fā)展前途的產品；醇類燃料如乙醇等也主要用作汽油的替換品種而使用，但本錢較高；生物燃料主要用作柴油的替換品�！　∩�物燃料主要是指由植物中獲取的燃料，還包括從其他可再生資源如動物脂肪和已經(jīng)使用過的油和脂肪中提煉獲取的燃料。其中植物油分子一般由14—18個碳的鏈組成，與柴油分子的組成相似。植物油的性質與普通柴油相當接近，尤其是植物油的有些性質如冷濾點、閃點、十六烷值、硫含量、氧含量及生物可降解性等都優(yōu)于普通柴油。植物油的含氧為10%—11%，尾氣排放低，具有優(yōu)異的環(huán)保特性。另外，植物的生長期遠短于石油的天生期，植物可人工種植，且生長過程中吸收CO₂，對減少大氣中的CO₂有深遠意義�！　〉�植物油單獨用作柴油機燃料時，因粘度較大、有些植物油的凝點和冷濾點較高，如棕桐油的凝點達40℃以上，故冷啟動較困難；植物油的熱值較低，因此發(fā)動機動力性能有所下降。另外，植物油中不飽和脂肪酸非常多，輕易形成結膠，堵塞油路；不完全燃燒的殘余物沉積在燃燒室，并使活塞環(huán)粘結、噴油器結焦，影響柴油機的使用壽命。此外，從噴油器噴出的植物油油滴比噴出的柴油滴徑大得多，導致氣缸內混合氣的形成質量較差，未燃燒的燃料噴到氣缸壁后輕易流進曲軸箱，引起潤滑油變質。植物油的排氣煙度與柴油差別不大，在高負荷時比柴油低，排氣中氣態(tài)污染物隨著植物油及機型不同會有所變化。因此植物油一般不能直接應用于內燃機，必須經(jīng)過改性處理。　　比較常見的改性方法有下列4種：①直接混正當：將自然油脂與石油柴油、溶劑或醇類按不同比例直接混合后作發(fā)動機燃料。②微乳液法：將動植物油與甲醇、乙醇和1—丁醇等混合制成微乳液直接應用。③高溫裂解法：在惰性氣流中將甘油三酯裂解成一系列混合物，包括烷烴、烯烴、二烯烴、芳烴和羧酸等。④酯交換法：利用甘油三酯與低級醇在催化劑作用下得到脂肪酸低級醇酯，即生物柴油，這是目前油脂改性的主要方法�！　∵@4種方法中，混正當和微乳液法屬于物理法，高溫裂解法和酯交換法屬于化學法。使用物理法可以降低動植物油脂的粘度，而且簡單易行，但十六烷值不高，易變質，油的高粘度和不揮發(fā)性可導致噴嘴不同程度的結焦、活塞環(huán)卡死和結炭、潤滑油污染等題目，不能長時間應用。高溫裂解法過程簡單，沒有任何污染物產生，缺點是在高溫下進行，需要催化劑，裂解設備昂貴，反應很難控制，且當裂解混合物中硫、水、沉淀物及銅片腐蝕值在規(guī)定范圍內時，其灰分、炭渣和濁點就超出規(guī)定值。另外，高溫裂解法的產品中生物柴油的含量不高，大部分是生物汽油。酯交換法主要利用�；�轉移作用將高粘度的動植物油脂轉化成低粘度的脂肪酸酯，使得自然油脂的分子量降低至原來的1／3，粘度降低8倍，與柴油接近，同時進步了燃料的揮發(fā)度，十六烷值達50�？梢宰鳛榈V物柴油的代用品直接使用。

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