新能源概論-PPT2-生物柴油

生物柴油12能源何博生物柴油一.生物柴油的定義二.生物柴油的特點三.生物柴油的原料四.生物柴油的主要優(yōu)點五.生物柴油的制備方法六.生物柴油的主要應用七.生產(chǎn)生物柴油的副產(chǎn)物一.生物柴油的定義生物柴油(Biodiesel)它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、醛、酮、酚、有機酸、醇等。生物柴油（Biodiesel）又稱為生質(zhì)柴油，是用未加工過的或者使用過的植物油以及動物脂肪通過不同的化學反應制備出來的一種被認為是環(huán)保的生質(zhì)燃料。生物柴油最普遍的制備方法是酯交換反應。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯與醇（一般是甲醇）在催化劑存在下反應，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化學性質(zhì)與柴油非常相近甚至更好。二.生物柴油的特點生物柴油起動力性能與普通柴油無區(qū)別，且在下述方面具有比普通柴油優(yōu)良的性能：具有較好的潤滑性能，使發(fā)動機的磨損降低，延長使用壽命；閃點高，在運輸，儲存，使用方面的安全性好；十六烷值高,燃燒性能好；硫、芳烴含量低，含氧量高，燃燒殘?zhí)嫉?，排放好；十六烷值就是表示柴油在柴油機中燃燒時的自燃性指標。加油站標注的柴油標號只只表明了柴油的抗凝固性能。而真正影響燃燒性能的主要是柴油的十六烷值。它和汽油的辛烷值有些相似，十六烷值越高，柴油的燃燒性能越好，越不容易產(chǎn)生爆震等不正常燃燒現(xiàn)象。汽油辛烷值是汽油在稀混合氣情況下抗爆性的表示單位，在數(shù)值上等于在規(guī)定條件下與試樣抗爆性相同時的標準燃料中所含異辛烷的體積百分數(shù)。標準燃料由異辛烷和正庚烷的混合物組成。異辛烷用作抗爆性優(yōu)良的標準，辛烷值定為100；正庚烷用作抗爆性低劣的標準，辛烷值為0芳香烴簡稱“芳烴”，通常指分子中含有苯環(huán)結構的碳氫化合物芳烴是高辛烷值和高熱值組分，但芳烴含量的提高增加了燃燒室的積碳傾向，使發(fā)動機對汽油辛烷值的要求提高，應保持汽油中適量的芳烴含量

B100是生質(zhì)柴油的純度標準

B100，在指是100%為生質(zhì)柴油；

B2，指2%生質(zhì)柴油，98%石油基柴油；

B5，指5%生質(zhì)柴油，95%石油基柴油；

B20，指20%生質(zhì)柴油，80%石油基柴油。

B30，指30%生質(zhì)柴油，70%石油基柴油三.生物柴油的原料油菜籽油（rapeseed）：長江流域，種植面積最廣，油菜籽平均產(chǎn)量110kg/畝，含油量~40%，有大規(guī)模增產(chǎn)潛力。棉籽油：西北、黃河流域，轉基因作物?；ㄉ停悍N植面積僅為油菜的一半左右，居第二，但總產(chǎn)量卻高于油菜，居油料作物首位。大豆油：目前國內(nèi)市場主要以進口轉基因大豆為主。棕櫚油：江蘇南部，多從馬來西亞、印度尼西亞進口，比普通油便宜1000多元/噸，而且不易被氧化，保存時間更長。麻瘋樹：四川、云南、廣東、廣西、海南、貴州地溝油國內(nèi)油料作物四.生物柴油的主要優(yōu)點生物柴油具有可再生性：生物柴油是一種可再生能源，其資源不會像石油、煤炭那樣會枯竭。生物柴油具有可調(diào)和性：生物柴油可按任意比例與石化柴油配合使用生物柴油具有可降解性，在環(huán)境中容易被微生物分解利用，降解速率是普通柴油的2倍，可大大減輕意外泄漏時對環(huán)境的污染；生物柴油具有優(yōu)良的燃燒性能：由于生物柴油中所含的氧元素能夠促進燃料的燃燒，可以提高它的燃燒性能。生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放量大大減少，使用生物柴油答題石化柴油可減輕對環(huán)境的污染。生物柴油中不含對環(huán)境造成污染的芳香族烷烴，因而廢氣對人體損害低于普通的石化柴油。

2.制備方法五.生物柴油的制備方法生物柴油最普遍的制備方法是酯交換反應。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯與醇（一般是甲醇）在催化劑存在下反應，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化學性質(zhì)與柴油非常相近甚至更好。酯交換反應(transesterification),即酯與醇/酸/酯（不同的酯）在酸或堿的催化下生成一個新酯和一個新醇/酸/酯的反應。酯交換法采用生物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氫氧化鈉(占油脂重量的1%)或醇甲鈉(Sodiummethoxide)做為觸媒，在酸性或者堿性催化劑和高溫（230～250℃）下發(fā)生酯交換反應（transesterification），生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用，生產(chǎn)設備與一般制油設備相同，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生10%左右的副產(chǎn)品甘油。酯交換法的工藝流程工程微藻法微藻是指一些微觀的單細胞群體，是最低等的、自養(yǎng)的釋氧植物。它是低等植物中種類繁多、分布極其廣泛的一個類群。無論在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮濕的土壤、樹干等處，幾乎在有光和潮濕的任何地方，微藻都能生存。微藻制油的原理是利用微藻光合作用，將化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳轉化為微藻自身的生物質(zhì)從而固定了碳元素，再通過誘導反應使微藻自身的碳物質(zhì)轉化為油脂，然后利用物理或化學方法把微藻細胞內(nèi)的油脂轉化到細胞外，再進行提煉加工，從而生產(chǎn)出生物柴油。即通過藻類的光合作用，將廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)和空氣中的二氧化碳轉化為生物燃料、蛋白質(zhì)。作物與微藻產(chǎn)油量的對照表（1）選擇合適的藻類（2）對目的基因進行修飾（3）適宜條件下進一步培養(yǎng)一段時間（4）饑餓處理（5）磨碎微藻（6）分離脂類和糖類（7）酯交換法進一步處理油脂（8）獲得目的產(chǎn)物——生物柴油基本工藝流程六.生物柴油的主要應用【1】

生物柴油可作為潤滑劑：

生物柴油具有較好的潤滑和溶解能力，可直接用作潤滑劑，以及工業(yè)溶劑（主要用來溶解油脂、蠟或樹脂等）?！?】

生物柴油作為增塑劑：塑料行業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，在成塑過程中均會加入增塑劑，脂肪酸甲酯（生物柴油）環(huán)氧所得的環(huán)氧脂肪酸甲酯成為增塑劑的主角。【3】生物柴油可用作燃料：生物柴油在工業(yè)上用作鍋爐、渦輪機、柴油機等的燃料。（1）植物瀝青的組成成分：①芳香分②膠質(zhì)③瀝青質(zhì)（2）植物瀝青的性狀