摘要：生物柴油是一种优质清洁柴油
，可从各种生物质
提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭
的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油
成为替代燃料。本文从生物柴油的化学反应原理、优点、缺点、生产方法、应用以及发展现状等方面详细介绍了生物柴油。 关键词：可再生能源； 环保特性； 生产方法 ； 发展现状； 发展前景
前言：随着化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重，全球范围内的能源危机使得寻求新的代替型能源已经是必然趋势，生物柴油 ( Biodiesel) 是指以油料作物、野生油料植物、餐饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成有机脂肪酸酯类燃料, 是典型的“绿能源” 。生物柴油作为一种可再生能源，因十六烷值高、无毒、无硫龙吸水设备、可再生以及可生物降解等突出优势成为倍受关注的研究热点课题]。
它具有环保性好、安全性高、低温启动性好、可燃性和润滑性好等优越性。目前世界上超过95% 的生物柴油制备是以食用油为原料的，尽管现阶段存在生产成本过高等缺点, 但是通过合理开发利用, 可以有效缓解石化柴油供应紧张的局面。因此生物柴油具有巨大的发展潜力，
将对保证石油安全、保证生态环境、促进农业和制造业的发展、提高农民的收入等产生十分重大的作用。生物柴油的原料来源广泛，如菜籽油、棉籽油、大豆油、花生油、玉米油、猪油、牛油、藻类油脂、餐饮业废油脂等。 通过利用可再生资源生产生物柴油替代石化柴油，不仅是我国经济发展和能源需求的战略选择，而且对保障国家能源安全，减少温室气体排放，改善生态环境，实现社会、经济、环境的可持续发展均具有重大的意义。可以预料，生物柴油作为石化柴油的替代能源，在未来几十年内必将呈现出有增无减的发展趋势。
1．生物柴油的简介
生物柴油(biodiesel fuel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
1.1生物柴油的原料
生物柴油的原料主要分为两类，一类是含油脂农作物，包括亚麻、大豆、橡胶籽、蓖麻、棉籽、油菜、麻风树、小油桐等；另一类就是餐厨废油，包括地沟油、植物油泥等。我国生物柴油原料较为单一，主要集中在地沟油与酸化油等原料上。我国人多地少的基本国情和各原料的特点决定了我国生物柴油生产必须采用多样化的原料，为解决生物柴油原料供应的瓶颈问题，在不与人争粮、不与粮争地的原则下，应寻适合我国生产生物柴油的各种原料。我国生物柴油的原料主要分为四类：
1.1.1动物油脂
动物油脂包括猪油、牛油、羊油和鱼油等。美国、欧洲和日本已开始利用动物油脂生产生物柴油。
1.1.2植物油脂
用于生产生物柴油的植物有大豆、油菜、棉花、蓖麻等油料作物及油粽、黄连木、麻疯树、乌桕树、文冠果树等油料林木果实。发展植物油脂生产生物柴油，可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路，有利于调整农业结构，增加农民收入。
1.1.3微生物油脂
微生物油脂又称单细胞油脂，是由酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物在一定的条件下，利用碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂作为碳源，在菌体内产生的大量油脂和一些有商品价值的脂质。至目前研究较多的是酵母、霉菌和藻类，能够产生油脂的细菌则较少。利用微生物生产油脂有许多优点，微生物细胞增殖快，生产周期短，生长所需的原料丰富，价格便宜，同时不受季节、气候变化的限制，能连续大规模生产，生产成本低。因此，微生物油脂具有巨大的应用潜力和开发价值。
1.1.4废弃油脂
废弃油脂是中国生物柴油原料主要来源之一，主要包括餐饮废油、地沟油、炒菜和炸食
品过程产生的煎炸废油等。以废油脂为原料生产生物柴油，可大大减少废油脂的现存量，减少燃料对化石资源的依赖和环境污染，同时可降低生物柴油原料的成本。动植物油脂经高温烹饪煎炸，饱和脂肪酸越来越多，但85％以上仍为棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸。废油脂作为替代燃料与石化柴油相比尽管存在黏度大、挥发性差、与空气混合效果不好、易发生热聚合等问题，但经过酯交换能够完全满足柴油代用理想品所具备的性能。李积华等以“地沟油”为原料、王延耀等以废食用油为原料，用NaOH催化制备生物柴油，其产率都在90％以上。高静等用纺织品吸附法固定化假丝酵母脂肪酶Candidia SP．99—125，然后在石油醚体系中催化废油脂(FFA达46．57％)合成生物柴油，转化率在70％以上。Pedro Felizardo L29j等以废煎炸油(WFOs)和甲醇为原料，用NaOH为催化剂制备生物柴油并对其理化指标进行了测定，结果完全符合环模ENl4214标准。目前日本利用废弃食用油生产生物柴油的能力已达到40×104 t／a。
1.2生物柴油的特点
生物柴油与石化柴油相比有以下优点：十六烷值较高，大于49( 石化柴油为45 )，抗爆性能优于石化柴油;含氧量高于石化柴油，可达11%，在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少，
燃烧、点火性能优于石化柴油;不含芳香族烃类成分而不具致癌性, 并不含硫、铅、卤素等有害物质；无须改动柴油机，可直接添加使用；生物柴油的闪点较石化柴油高, 有利于安全运输、储存；不含石蜡，低温流动性好，适用区域广泛。 生物柴油是典型的“绿能源”，生产生物柴油的能耗仅为石油柴油的25 % ，可显著减少燃烧污染排放;生物柴油无毒,生物降解率高达98 % ，降解速率是石油柴油的2 倍；生产生物柴油适用的植物可以改善土壤，保护生态，减少水土流失；利用餐饮废油脂生产生物柴油，可以减少废油直接进人环境或重新进人食用油系统，有较大的环境价值和社会价值。
2. 生物柴油的制备方法
近年来，实验室研究的生物柴油生产技术非常多，而且针对各种不同的原料进行的工艺试验很多。从反应来讲，涉及物理法、化学催化、生物催化、超临界无催化剂的酯化/酯交换反应。
2. 1 直接混合法
直接混合法是将植物油与矿物柴油按一定的比例混合后作为发动机燃料使用。国外研究人
员曾用50%植物油和50%的矿物柴油混合作燃料，结果表明曲轴箱变稠，喷油嘴积炭较厚。美国阿拉巴马州罕次准尔大学约翰逊环境与能源中心用1：2 的混合燃料(1/3 的豆油和2/3 的矿物柴油)，结果表明：1/3 的脱胶豆油和2/3 的矿物柴油混合可代替柴油，他们对该混合燃料进行了900h的耐力试验，发现曲轴箱污染物不多，也未发生变硬和凝胶现象。但是植物油的黏度比柴油高11~13倍，加热到100℃才能接近柴油的黏度。因此柴油机发动时需燃用矿物柴油，正常行驶时候再切换为植物油，但这在运输时这是很难实现的。
2.2 微乳液法
微乳液法是将动植物油与溶剂混合制成微乳状液。微乳液是由两种不相溶液体与其它两性分子混合形成胶体分散系统，透明
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