生物柴油生产技术进展.pdf

第20卷 第 1期 石 油 规 划 设 计 2009年 1月 23 生物柴油生产技术进展 张 哲 魏 海 国 中国石油天然气股份有限公司规划总院 张 哲等．生物柴油生产技术进展 ．石油规划设计 ，2009，20f1)：23～27 摘要 生物柴油的原料是可再生的植物油或动物脂肪，燃烧后空气污染物以及 COz的排放低 于石油生产的柴油。在柴油机燃油中加入生物柴油，能降低空气污染物如 CO、SO 和芳香烃的 排放，降低 CO排放。目前已被一些国家应用于运输燃料组分中，我国也开始生产生物柴油。论 述了生物柴油生产技术进展 ，包括物理法、酸碱催化法、生物酶催化法、超临界法以及基于现有 炼油厂的加氢技术生产生物柴油方法等，并分析 了这些方法的优缺点和发展趋势。 关键词 生物柴油 物理法 酸碱催化 生物催化 超 临界 加氢 1 生物柴油概况 2 生物柴油生产技术 生物柴油是可再生原料 (例如植物油 、动物脂 生物柴油最早是采用物理混合，但是得到的产 肪等)的长链脂肪酸形成的单烷基酯 ，可以作为柴 品质量较差。目前，生物柴油的工业化生产是在酸 油机燃料的补充 ，部分替代石油生产的柴油。在柴 碱催化剂的作用下 ，动植物油脂和 甲醇发生酯交换 油机燃油中加入生物柴油 ，能降低空气污染物如 反应的过程，还有一些生产方法也 日益受到研究人 co、SO和芳香烃的排放 ，降低 COz排放。生物柴 员的关注，例如超临界法、生物催化法和加氢裂化 油是柴油的良好替代品，世界各国纷纷投入生物柴 法等 。 油的研究和生产 ¨ 。 2．1 酸碱催化法 欧盟是生物柴油产量最大的地区，2007年，欧 酸碱催化法是用动物和植物油脂与甲醇或乙醇 盟生物柴油产量接近 600万 t；德 国是生物柴油产量 等低碳醇在酸性或者碱性催化剂作用下进行酯交换 最大的国家，其生物柴油生产能力已经超过 350万 反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯 ，再经洗涤干 t／a；法国目前有 7个生物柴油生产企业 ，最大的生 燥即得生物柴油，生产过程中可产生约 10％的副产 产规模为 12万 t／a，总生产能力超过 40万 t／a，欧盟 品甘油。酸催化反应的催化剂可选用浓硫酸、苯磺 国家以菜籽油为原料生产生物柴油。美 国的生物柴 酸和磷酸等 ，在酯交换过程中不会发生皂化 ，但反 油产量仅次于欧盟 ，生产原料主要以大豆油为主， 应速率较慢 ；碱催化的反应时间短，工艺较成熟， 年产量为 30万 t以上，预计 2011年年产量将达到 目前生产厂家大都采用该法生产生物柴油。酸碱催 115万t，2016年年产量将达到330万t。除大豆油 化法合成生物柴油工艺中，醇必须过量，后续工艺 外，美国还积极探索其他生物柴油原料如 “工程微 必须有相应的醇回收装置，生产过程有废酸碱液排 藻” 。日本主要以食用废油为原料生产生物柴油。 放 。 ：l=张 哲，男，1970年生，工程师。2005年毕业于中国石油大学化学工程与技术专业，获博士学位，一直从事炼油生产、规划和咨询工作，现在中国 石油天然气股份有限公司规划总院从事炼油规划和新能源研究。通信地址：北京市海淀区志新西路 3号938信箱，100083 24 张 哲等 ：生物柴油生产技术进展 2009年 1月 2．1．1 酸催 化反应 法 备方法和镁含量对其催化活性影响很大。为提高催 酸催化反应法中，用于油脂酯交换反应的酸性 化剂的比表面积和开发新型催化剂 ，有人探索使用 催化剂