什么是生物柴油？和柴油的區別在哪？成分、制備方法介紹

什么是生物柴油?

生物柴油是指以動植物油脂、微生物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過醋交換工藝制成的可代替石化柴油的液體燃料，與柴油相溶性極佳，而且能夠與國標柴油混合或單獨使用，是典型的清潔、可再生“綠色能源”，是石油等不可再生資源的理想替代品。

未加工過的植物油也能在柴油機內燃燒，但是植物油的粘度幾乎是柴油20倍，其閃點也非常高(高于 200℃)。植物油這樣的特性使其在柴油機缸內蒸發困難，從而會引起很多問題。植物油經過加工，如酯交換工藝加工，轉化為生物柴油后，燃油的物化特性十分接近于柴油。

生物柴油是源于動植物油脂的混合物，其主要成分是五種脂肪酸甲酯：棕櫚酸甲酯(C1Hs4Oz)、硬脂酸甲酯(C1gH3sO2)、油酸甲酯(C1gHs6O2)、亞油酸甲酯(C9H:4Oz)、亞麻酸甲酯(Ci,H2Oz) 。這五種甲酯的化學分子結構相似，都是一個甲酯基官能團連接在一個碳鏈上。這樣的化學成分比起石化柴油來要簡單得多，而且不含芳香烴，也基本不含硫。在柴油機上燃燒生物柴油會大大降低多環芳烴(PAH)的排放，而二氧化硫(SO2)的排放幾乎等于零。

總的來說，燃燒生物柴油有兩個優勢：一是生物柴油的物理化學特性與傳統柴油相似，二是燃燒生物柴油可以降低柴油機某些污染物如 PM、CO及 HC 等的排放。

生物柴油和柴油的區別在哪？

生物柴油因其理化特性與石化柴油很相似，所以它在現代柴油機上的應用比較容易實現。

柴油與生物柴油的主要特性對比如表所示，生物柴油的粘度雖比柴油的大，但已接近柴油的水平。這使得液體生物柴油的噴射、破碎和霧化性能可以滿足柴油機工作需要。生物柴油的十六烷值一般比柴油的高一些，這說明生物柴油蒸汽具有良好的壓燃性。

此外，生物柴油的低熱值在 37-38MJ/kg 左右，雖然這比柴油的低熱值約低 12%，但是其能量密度仍然是較高的水平。生物柴油無毒性、可降解，更重要的是它與石化柴油有良好的混溶性。

這些特性使其可以在現代大部分柴油機上使用，而不需要對柴油機進行大改動。如果燃用低比例的生物柴油混合燃料，柴油機無需改動，可見柴油機燃燒生物柴油的成本較低。所以，生物柴油的物化特性決定了它作為柴油機替代燃料具有先天優勢。

生物柴油的制備方法

1.物理法

直接混合法和徼乳液法屬于物理法。由于直接混合的燃料仍需石化燃料及在使用中易出現炭化結焦、潤滑油變渾等問題，而微乳液法制備的燃料易受環境條件影響從而導致性質不穩定，不能達到普遍使用的目的。因此，物理法在目前生物柴油的生產中應用不多。

2.化學法

熱裂解法和酸喊催化酷交換法都屬于化學法。由于耗能高、產物穩定性差等原因，熱裂解法制備生物柴油應用不多。目前化學法是工業化應用最多的方法，其特點是簡單，容易工業化。

3.生物法

自上個世紀年代以來，國內外幵始開發酶法生產生物柴油，即以生物酶替代酸、堿催化劑催化合成生物柴油，相關研究報道已有很多，在此不再贅述。生物(海)法生產生物柴油主要有以下幾個優點：對原料和催化劑不需要預處理、不同類型的油脂和脂肪酸都能夠用作底物、反應過程環境友好。但此方法也存在酵易失活、催化劑成本相對較高等缺點。

4.超臨界法

超臨界法制備生物柴油是指在超臨界狀態下，甲醇和油脂成為均相，反應的速率常數較大，因此可以在較短時間內完成反應。該方法對原料的要求較為寬松，油脂中的游離脂肪酸和水分不會影響產品收率，是一種高效、簡便的方法。該方法不需要催化劑、后處理工藝比較簡車、對環境沒有污染。但是該方法也存在耗能高、對設備要求茍刻等不足，難以實現大規模、工業化生產。

5.其它方法

加氫法制備生物柴油是近年來新興的生產技術，其特點是直接以各種動植物油為原料，在催化劑存在條件下進行加飽和、加氫脫氧、脫梭基以及加氫異構化反應來制備生物柴油。

直接加氧法具有原料適用性強、生產成本低等優點，可以利用我國現有的化工設備直接進行生產生物柴油，是生物柴油未來發展的一個重要方向。

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