生物柴油制备及其发展论文(3)

2.4.2.2 使用生物酶催化酯交换反应

新的研究表明，脂肪酶是一种很好的催化醇与脂肪酸甘油酯的酯交换反应的催化剂。酶作为一种生物催化剂，具有高的催化效率和经济性，日益受到关注。目前用化学方法生产生物柴油使用的催化剂存在难以分离以及所需能量太大等问题，都可以通过使用酶催化剂加以解决。例如以多孔高岭石作为载体的固定酶催化剂，与其他催化剂相比，不但寿命长，无需经常更换，而且活性高，易于分离，是一种性能上和经济上都具有竞争力的新型催化剂。Ban等以橄榄油和油酸为原料进行酶催化反应 ，产物中的甲酯含量达到 90％。如何提高酶的活性和防止酶中毒是该方法的关键 。

2.4.2.3 无催化剂条件下生产生物柴油

为了解决酯交换反应中遇到的成本高，反应时间长，反应产物与催化剂难于分离等问题，开发了不使用催化剂的新工艺 。

M．Diasakou等研究了在加热条件下大豆油与甲醇的酯交换反应 ，进行了动力学的研究，得到了无催化剂条件下反应的特点。醇油比21：1，在2 3 5℃下反应10 h，甲酯含量超过了质量分数85％；醇油比27：1，220℃下反应 8h甲酯含量质量分数达到67％。同时发现甘油二酸酯和甘油三酸酯的转化率明

显高于甘油一酸酯，即在无催化剂条件下三步反应中前两步反应进行得快 ，而最后一步反应则进行得很慢 。

Saka和Kusdiana提出了生产生物柴油的临界法。反应在一预加热的间歇反应器中进行，反应温度350～400℃，压力45～65 MPa ，菜籽油与甲醇的原料比为1:42。研究发现，经过超临界处理的甲醇能够在无催化剂存在的条件下与菜籽油发生酯交换反应，其产率高于普通的催化过程，且反应温度较低 ，同时还避免了使用催化剂所必须的分离纯化过程，使酯交换过程更加简单、安全和高效。

第三章 生物柴油产业发展现状及前景展望

3.1 生物柴油原料状况

3.1.1 原料资源

生物柴油资源的能源植物最初主要集中在油菜、大豆、葵花籽等农作物上，尽管这些作物有较高含油率。但是由于人们食用的需要使其供应量有限。所以必须要用其他原料来代替。已查明的中国含油植物有151科697属1 554种．其中种子含油量在40％以上的含油植物就有154种，分布广，适应性强，可用做建立规模化柴油植物原料基地的乔灌木、草本有30多种，如麻风树、油棕树、文冠果、光皮树、续随子等。麻风树可以在贫瘠的土地上种植，肥料灌溉要求低，并且能和农作物混合种植．也没有针对于麻风树的害虫或者病毒，在中国南方诸省、自治区均能种植．已经被中国定为重点发展的树种。还可以以废油或者动物油脂为原料生产生物柴油。海藻种类多样、光合作用效率高、生长周期短、生物产量高、自身合成油脂能力强，同时还能大量吸收二氧化碳。是制备生物柴油最佳的生物质原料之一。

3.1.2 原料选择

3.1.2.1 国外生物柴油原料

欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油和葵花籽油：美国选用大豆和玉米：巴西生物柴油原料中使用大豆油的生物柴油占60％，蓖麻油占20％，其他植物油占20％。亚洲各国的生物柴油原料各具特色，其中日本是利用餐饮废油和农林废弃物作为原料生产生物柴油、印度用棉籽、马来西亚用棕榈油、韩国用米糠和回收食物油为原料生产生物柴油。

3.1.2.2 中国生物柴油原料

目前中国食用油短缺，不允许使用大豆、菜籽油作为工业原料。目前主要通过鼓励种植含油脂的农作物．包括亚麻、大豆、蓖麻、棉籽、油菜籽等；种植含油料的树木，包括乔木(如黄连木、文冠果)、灌木(如麻风树)和草本植物(如沙棘)，以及废餐饮油等解决原料来源。

3.2 生物柴油产业发展现状

目前，世界上许多国家在发展生物柴油方面投入重金，并已取得了不同程度的成果。欧洲是近年来生物柴油发展最快的地区，生物柴油已经在德国、法

国、意大利、丹麦等国家广泛使用。美国专门设立了国家生物柴油委员会，美国农业部每年拿出115亿美元补贴生物柴油等生物燃料的推广使用。其他国家如日本、巴西、韩国等也具备了一定的生物柴油生产能力，泰国、印度、澳大利亚、马来西亚等30多个国家均在扩大植物油料的种植，在发展生物柴油产业的同时为生物燃料厂提供原料。

1．全球生物柴油生产全球生物柴油产量从2001年的9．59亿L增长到2009年157．60亿L。年均增长率为41．9％。欧洲是2009年生物柴油领先的市场，占生产份额49．8％。其次是美国，占生产份额32．8％，亚太地区占4．4％的份额。世界五大生物柴油生产国是德国、美国、法国、阿根廷和巴西(表)。

2．欧盟生物柴油生产 目前主要以菜籽油为原料生产生物柴油。2005年欧盟各国生物柴油总产量为318．4万t，其中德国产量最高为166．9万t。欧盟生产的生物柴油约占世界产量的2／3．2008年欧盟生物柴油产量为775万t。占产能的48％。而德国生产的生物柴油产量占到整个欧洲的36％。2006年产量400多万t。到2009年7月。欧洲生物柴油的生产能力增加到了2100万t，年。而一年前的产能为1600万t／年。

3．美国生物柴油生产美国主要发展大豆油为原料的生物柴油，是世界上第二大生物柴油生产国。200年美国产生物柴油70多万t，200年生产量占世界生物柴油的17．7％。因为欧盟在2009年年初对来自美国的生物柴油开始征收关税，使美国生物柴油产量下降至140万t，与2008年相比下降幅度达39％。

4．南美洲生物柴油生产巴西以甘蔗为原料，产量已连续2年超过阿根廷。其中2007年生物柴油产量为阿根廷的2倍、而2008年则多出7％，巴西因此代替阿根廷成为全球第四大生物柴油生产国。欧盟对美国生物柴油征收关税。为阿根廷带来了机遇。自2009年3月份以来，阿根廷75％的生物柴油都用来出口。生物柴油在哥伦比亚、秘鲁、厄瓜多尔等国的发展也生机勃勃。截至2008年年底，哥伦比亚至少有6个正在进行的生物柴油项目。年总产量约50万t。

5．中国生物柴油生产 中国“十五”期间提出要发展各种石油替代品，

确定了把发展生物液体燃料作为国家能源产业发展的新任务之一。目前已经制订了以生物柴油和乙醇汽油等为替代燃油的推动计划。2006年1月1日《可再生能源法》生效，为生物柴油等替代燃油进入市场提供了保障。国家发展和改革委员会工业司也要求中国石化和中国石油提出生物柴油试点方案。目前中国石油、中国石化及中国海油都已开展生物柴油产业的准备工作。西南各省、自治区因其资源优势吸引了投资者的目光，云南省拟建立中国最大的麻风树种植基地：2006年，中国海油在四川签署发展生物柴油的协议，将陆续投资23．47亿元在攀枝花建成1个年产10万t的生物柴油基地；中国石油、中国粮油集团等企业也先后在西南、海南等地建立了生物柴油工厂。国家粮油信息中心统计数据显示，2005年年底中国生物柴油生产企业有8家，年生产能力超过20万t，到2006年底已有25家企业，年生产能力达到120万t圈。贵州省黔西南州、黔南州分布着大量野生麻风树资源，具有发展数六七万公顷麻风树原料林基地的潜力，2009年8月由中国江南航天集团投资的以麻风树等为原料生产清洁能源的万吨级生物柴油项目在贵州省正式投产旧。

主要生物柴油生产国家和地区的产量 单位：万t，%

国家和地区

德国

美国

法国

巴西

阿根廷

意大利

欧盟

全球 2005年 167 27.3 49.2 35 —— 39.6 313.2 400多 2006年 268 90 77.5 88 —— 87.5 400 710 2008年 …… 此处隐藏：3117字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……