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第二代生物柴油及其生物炼制关键技术 链接：/tech/103193.html 来源：中国新能源网 第二代生物柴油及其生物炼制关键技术 修志龙，郭峰，梁志霞，滕虎，孙亚琴 （大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁大连 116024） 摘要：化石燃料日益枯竭与可替代能源成本过高的矛盾日益突出，可再生原料及其副产物的充分利用与高值化是实 现生物质能源持续发展的必然要求。本文介绍了目前生物柴油的研发现状，提出符合我国国情的第二代生物柴油的研 发思路以及相关多产物联产的策略。以文冠果的综合利用为例，阐述了第二代生物柴油生产过程中涉及的生物炼制关 键技术。 随着石油资源的大量消耗和日趋短缺，用可再生的生物质资源替代化石资源，开发生物质能源和大宗化学品已经成 为国内外研究开发的热点。2008年美国（以大豆油为主要原料）和欧盟（以菜籽油为主要原料）生物柴油的产量达到 [1-2] 1800余万吨 ，预计到2010年生物柴油全球总产量将达到2400万吨/年，由此消耗的油脂将占全球植物性油料（如大豆油、菜籽油 [3] 等）的16% ，必然引起人们对其“与人争油、与人争地”的疑虑和担心。由于我国独特的餐饮习惯，食用油消耗量很大，自产油 料不能满足需求，2008年从国 [4] 外进口油料折合食用油约1500万吨，占食用油总量的60% ，因此国内生物柴油生产迟迟未能大规模开展。另一方面目前生产的生物柴油都是油脂与甲醇反应制得的，而甲醇由 天然气（甲烷）化学制备，天然气本身也存在资源日趋枯竭的问题，因此第一代生物柴油并非完全可再生。 开发利用非食用油原料的真正可再生的第二代生物柴油将是生物柴油进一步发展的必然趋势，也是我国大规模生产 生物柴油的现实要求。近年来，有学者认为将动植物油脂加氢得到的液态脂肪烃视作第二代生物柴油，与第一代生物 柴油类似，其原料也不是完全可再生的，因此并不是严格意义上的第二代生物柴油。只有在甲醇、乙醇或氢气完全实 现生物质转化，才能真正称作完全可再生燃料。在此，我们将完全可再生的木质纤维素乙醇与油脂酯交换反应得到的 脂肪酸乙酯称作第二代生物柴油。目前，第二代生物柴油在生产成本上不占优势，要实现其工业化，需要综合开发生 物质原料，提高副产品附加值，达到生物炼制的目标。 1生物柴油研发现状 目前国内外生物柴油的研究与开发主要集中于下列三个方面。 1.1原料的开发 菜籽油、大豆油、棕榈油、蓖麻油、玉米油等植物油以及猪油、牛油、鱼油等动物脂原料与石化甲醇酯交换得到的 是第一代生物柴油。我国生物柴油企业使用的原料多为酸化油、地沟油、煎炸油等，回收困难、来源不确定、产量有 限。探索新的生物质能源资源成为当务之急，“工程微藻”是目前世界各国重点开发的对象，我国则重点研发高产优 质的能源植物，如麻疯树、文冠果、黄连木、玉树等。 1.2催化剂的研究 目前最常用的生物柴油制备方法包括生物法和化学法。生物法中的脂肪酶或全细胞催化具有原料适用性广、安全、 无污染、能耗低等优点，但存在 酶或细胞成本相对较高、易失活、反应时间长等问题[5-7] 。因此获得半衰期长 、重复使用次数多、后处理工艺简单的酶 或细胞催化剂是生物法的关键问题[7] 。目前在脂肪酶或全细胞的固定化、高效脂肪酶基因工程菌的构建以及发酵工艺优化等方面做了许多工作。 化学法主要包括均相及多相酸碱催化法。均相酸碱催化效率高，是目前大规模生产普遍采用的催化剂。均相酸碱催 化法可根据需要选择间歇生产或连续生产，间歇生产多采用搅拌反应釜，酸催化法腐蚀性强，因此多用搪瓷反应釜； 而碱法工艺条件相对温和，多用不锈钢式反应釜。间歇法虽然设备投资少，但生产效率低、劳动强度大，适合小型生 物柴油企业。连续法生产能力强，目前出现的连续生产装置主要有连续釜式反应器、连续管式反应器、塔式反应器和 第二代生物柴油及其生物炼制关键技术 链接：/tech/103193.html 来源：中国新能源网 炼制关键技术CD-Process是目前欧美大型生物柴油企业应用的主要工艺之一，ADM德国公司对该工艺做了改进，并 以无水氢氧化钠为催化剂催化菜籽