目前制备生物柴油的方法生物柴油的制备方法有物理法和化学法。物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热裂解法和酯交换法。

1、直接使用法

   即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。

2、混合法

   混合法是将植物油与石油柴油按不同的比例直接混合使用.Anon在柴油中掺入了95%的回收煎炸油,发现每运行4~4.5km就必须更换润滑油,这是因为植物油的高黏度引起不饱和成分的聚合使润滑油变质。

3、微乳液法

   微乳液有两种:一是将动植物油与甲醇、乙醇等溶剂混合成微乳状液,来解决动植物油的高黏度.但在实验室规模的耐久性试验中,发现注射器针经常黏住,积碳严重,燃烧也不*.另一种是将生物柴油与溶剂形成微乳液,所得燃料的*燃烧性能得到了很大提高.但微乳液在低温下并不稳定,微乳液中的醇具有一定的吸水性。

4、高温热裂解法

   高温热裂解法是在热或热和催化剂共同作用下,在空气或氮气流中将化学键断裂而产生小分子.有研究对大豆油热裂解的产物进行分析,发现烷烃和稀烃的含量很高,约占总质量的66%,十六烷值高于豆油和石油柴油,热值与石油柴油相近.裂解产物的粘度虽比大豆油下降约22.4%,但还是比石油柴油高6.1%~8.3%。

5、酯交换法

   目前工业生产生物柴油的主要方法是酯交换法,即用各种动物和植物油脂与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低碳醇在催化剂作用下反应而成.因甲醇价格低廉,故常用甲醇.酯交换法又包括:酸或碱催化法、生物酶法、工程微藻法和超临界甲醇法。

①酸或碱催化法

   油脂在酸或碱的催化条件下与甲醇进行转酯化反应,反应后分去下层粗甘油,粗甘油经回收后具有较高的附加值;上层经洗涤、干燥即得生物柴油.反应主要的影响因素有四个:醇油比、催化剂用量、反应时间和反应温度,其中zui重要的因素是醇油比和催化剂用量.酸催化酯交换适用于脂肪酸和水含量高的油脂(主要是废弃油)制备生物柴油,产率较高,但反应速率慢,酸耗大,分离难,且设备易腐蚀,易产生三废。碱催化法可在低温下获得较高产率,反应速率快，但它对原料中游离脂肪酸和水的含量却有较高要求。

②生物酶法

  动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应.用于催化的脂肪酶主要是酵母脂肪酶.生物酶法的优点在于条件温和、醇用量小、游离脂肪酸和水的含量对反应无影响、无污染排放.但脂肪酶在有机溶剂中易聚集,不易分散,因而催化效率较低.此外因脂肪酶价格昂贵,故成本较高。

③工程微藻法

  先通过基因工程技术建构的微藻生产油脂,再进行酯交换反应.美国国家可更新能源实验室(NREI)通过现代生物技术建成“工程微藻”(藻类的一种“工程小环藻”),在实验室条件下可使脂质含量增加到60%以上.工程微藻法的优越性在于微藻生产能力高,比陆生植物单产油脂高出几十倍;用海水做为天然培养基,节省了农业资源;生产的生物柴油不含硫;可被微生物降解,不污染环境.因此,发展富含油酯的“工程微藻”是发展生物柴油的一大趋势。

④超临界法

  超临界反应就是在超临界流体参与下的化学反应,超临界流体既可以作为反应介质,又可以参与反应.在超临界状态下,甲醇和油脂成为均相,反应速率大,反应时间短.另外,由于在反应中不使用催化剂,因此反应后续分离工艺简单,不排放废碱或酸液,不污染环境,生产成本大幅降低.但是超临界甲醇法反应条件非常苛刻,需要高温高压下进行。


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