生物柴油

柴油是一種重要的石油煉制產品，是許多大型車輛如卡車及內燃機車及發電機等的主要動力燃料，在各國燃荊結構中占有較高的份額，現代柴油機技術的進步，促使世界范圍內車輛柴油化趨勢的加快，未來柴油的需求量會愈來愈大。柴油具有動力大、價格便宜等優點，但也存在燃燒魁率較低、對空氣污染嚴重等缺點。隨著世界石油資源的日益枯竭和人們環保意識的提高，利用生物柴油代替普通柴油已日益受到了各國的重視。

　　所謂生物柴油就是利用含油植物或動物油脂作為原料，經反應改性成為可供內燃機使用的一種燃料，是典型“綠色能源”，生物柴油的研究zui早始于1970年代，1988年德國的聶爾公司以菜籽油為原料，提煉出來并應用。以其突出的環保性和可再生性，引起了世界發達國家，尤其是資源貧乏國家的高度重視，目前，有十幾個國家地區生產銷售。

　　是的石油柴油代用品。它和傳統的柴油相比，具有潤滑性能好，儲存、運輸、使用安全，抗爆性好，燃燒充分，環保及可再生性等優良性能。目前蛀界各國大多使用20％與80％石油柴油混配，可用于任何柴油發動機和直接利用現有的油品儲存、輸運和分銷設施。使用，可使柴油車尾氣中有毒有機物排放量減小90％，顆粒物減小80％，無SO₂和有機鉛排放，CO₂和CO排放量僅為使用傳統柴油的10％，以為燃料的發動機，其廢氣排放指標不僅可滿足歐洲II號標準，還可滿足即將在歐洲實施的更加嚴格的歐洲III號標準。就燃料對整個大氣CO₂，影響的生命循環分析看，排放的CO₂比礦物柴油要少約50％。

　　柴油分子是由15個左右的碳鏈組成的，研究發現植物油分子則一般由14～18個碳鏈組成，與柴油分子的組成相近。按化學成分分析，燃料是一種高脂酸甲酯，它是通過以不飽和油酸C₁₈為主要成分的甘油酯分解而獲得的。

　　目前主要用化學法生產，主要原料為菜子油和豆油等植物油或動物油脂、廢餐飲油等，與甲醇或乙醇在酸或堿性催化劑和230～250℃下進行酯化反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯，再經洗滌干燥即得。甲醇或乙醇在生產過程中可循環使用，生產設備與一般制油設備相同，生產過程中還可產生10％左右的副產品甘油。

　　化學法生產的主要問題是生產成本高，據統計，制備成本的75％是原料成本。因此采用廉價原料及提高轉化，從而降低成本是能否實用化的關鍵。美國己開始通過基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工業廢油和廢煎炸油，歐洲是在不適合種植糧食的土地上種植富油臘的農作物。

　　化學法合成有以下缺點：工藝復雜、醇必須過量，后續工藝必須有相應的醇回收裝置，能耗高；色澤深，由于脂肪中不飽和臘肪酸在高溫下容易變質；酯化產物難于回收，成本高；生產過程有廢堿液排放。

　　為解決上述問題，人們開始研究用生物酶法合成，即用動物油脂和低碳醇通過脂肪酶進行轉酯化反應，制各相應的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成具有條件溫和，醇用量小、無污染排放的優點。但目前主要問題有：對甲醇及乙醇的轉化率低，一般僅為40％～60％，由于目前脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或轉酯化有效，而對短鏈脂肪醇如甲醇或乙醇等轉化率低。而且短鏈醇對酶有一定毒性，酶的使用壽命短。副產物甘油和水難于回收，不但對產物形成抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶的使用壽命縮短。

　　我國自“八五”開始，就有一批科研和生產單位開展了技術的研究開發工作。在1990年代中期、江蘇理工大學的高宗英教授曾就發動機的適應性和匹配性進行了研究，并取得一定的成功。海南正和生物能源公司2001年9月在河北武安市建成了我國*個生產裝置，以餐飲廢油、榨油廢渣和林木油果為原料，可年產l萬t，經檢測，產品質量優于國家輕柴油質量標準，并達到美國標準，產品不需要國家補貼就具有一定的市場競爭力。2002年，福建新能源發展公司利用廢動植物油脂為原料，采用具有自主知識產權的醇解與酯化同時進行的*生產工藝，建成年產2萬t的生產裝置。該理目利用研制出新型金屬鹽處理劑，解決了利用廢舊動植物油脂生產柴油殘留酸值高的關鍵問題，該工藝流程簡單，技術達到先進水平。

　　目前制約應用的主要瓶頸仍然是生產成本，與普通柴油相比，價格要貴一倍左右。采用廉價原料及提高轉化率是降低生產成本的主要方法，但從國家利益而言，政府的政策扶持也是非常重要的。在美國的稅率為零。歐盟國家主要使用菜籽油作為生產的原料，政府為保護農產品價格，每公頃提供200歐元的補貼，并對生產給予稅收優惠（稅率為零或很低），以至在歐盟國家銷售的的零售價格竟低于常規柴油。我國政府尚未針對提出一套扶植、優惠和鼓勵的政策辦法，也沒有制定統一的標準和實施產業化發展戰略，在我國石油儲備嚴重不足和環境保護的雙重壓力背景下，加快開發清沽的是解決問題的方法之一。