【正文】 展，但對(duì)油腳的利用相對(duì)不足，一般經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理用于生產(chǎn)低檔肥皂，或經(jīng)過(guò)酸化用于生產(chǎn)脂肪酸，而植物油腳中的植物甾醇、Ve、磷脂等高附加值的產(chǎn)品均沒(méi)有提取。生產(chǎn)過(guò)程存在污染環(huán)境和綜合利用低等問(wèn)題。生物柴油經(jīng)過(guò)多年的研究和發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)和使用技術(shù)已經(jīng)進(jìn)展到相當(dāng)?shù)纳疃?。早期利用油脂高溫裂解生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)，因轉(zhuǎn)化率低、能耗高、經(jīng)濟(jì)性差而淘汰；在現(xiàn)有生物柴油生產(chǎn)技術(shù)方面，普遍以動(dòng)植物油脂為原料采用酯化或轉(zhuǎn)酯化等化學(xué)過(guò)程將油脂轉(zhuǎn)化成脂肪酸單烷基酯，這一過(guò)程目前還需要使用不能回收的酸堿催化劑，在生產(chǎn)過(guò)程中形成了三廢排放污染，同時(shí)還降低了動(dòng)植物油脂進(jìn)行生物柴油轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化效率，而生物酶技術(shù)還沒(méi)有29真正達(dá)到工業(yè)化實(shí)用水平，需要研究不使用化學(xué)催化劑或使用可完全回收催化劑的生物柴油綠色化生產(chǎn)技術(shù)。 植物甾醇國(guó)內(nèi)僅有少量生產(chǎn)，總產(chǎn)量不足 1000t/a，且技術(shù)路線落后、產(chǎn)品質(zhì)量低；國(guó)外植物甾醇的核心技術(shù)主要被 Cognis、Raisio、Degussa 等公司壟斷。①物理法生物柴油生產(chǎn)技術(shù) 在物理法生物柴油生產(chǎn)技術(shù)方面，主要是利用了動(dòng)植物油脂具有高能量密度和可燃燒的特性用于柴油代用燃料。由于動(dòng)植物油脂具有粘度較高的特點(diǎn)，為了使其能夠用于內(nèi)燃機(jī)燃燒，一種方法是將植物油與石化柴油直接混合用于柴油代用燃料。Amans 等在 1983 年將大豆油與 2 號(hào)柴油進(jìn)行混合，然后在直接噴射的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上試驗(yàn)，結(jié)果表明，大豆油與 2 號(hào)柴油以 l:2 的比例可以得到很好地混合，降低了燃料油的黏度，并可直接用于農(nóng)用機(jī)械的替代燃料。通常采用植物油與石化柴油 5~30％的混合比，其性能與 2 號(hào)石油柴油的性能很接近。另一種方法是將動(dòng)植物油制成微乳液，來(lái)解決動(dòng)植物油的黏度高的問(wèn)題。Georing 等用乙醇水溶液與大豆油制成微乳液，Ziejewski 等用冬化葵花籽油、甲醇、l 一丁醇制成乳狀液，Neuma 等用表面活性劑（主要成分為豆油皂質(zhì)、十二烷基磺酸鈉及脂肪酸乙醇胺） 、助表面活性劑（主要成分為乙基、丙基、異戊基醇） 、水、石化柴油和大豆油制成可替代柴油的微乳液。我國(guó)****理工大學(xué)與德國(guó) ELSBETT 公司合作，成功地開(kāi)發(fā)了燃燒植物油的小缸徑高速直噴內(nèi)燃機(jī)，并在開(kāi)發(fā)的車(chē)用內(nèi)燃機(jī)上開(kāi)展了用植物油做燃料的應(yīng)用研究，成功地燃燒多種植物油。② 化學(xué)法生物柴油生產(chǎn)技術(shù) 與物理方法不改變油脂組成和性質(zhì)不同，化學(xué)法生物柴油技術(shù)就是將動(dòng)植物油脂進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，改變其分子結(jié)構(gòu)，使主要組成為脂肪酸甘油酯的油脂轉(zhuǎn)化成為分子量?jī)H為其三分之一的脂肪酸低碳烷基酯，使其從根本上改善流動(dòng)性和粘度，適合用作柴油內(nèi)燃機(jī)的燃料。酯化和酯交換是生物柴油的主要生產(chǎn)方法，即用（含或不含游離脂肪酸）的動(dòng)植物油脂和甲醇等低碳一元醇（通常為 C14 醇）進(jìn)行酯化或轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸低碳烷基酯，再經(jīng)分離甘油、水洗、干燥等適當(dāng)后處理即得生物柴油。通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化得到的脂肪酸低碳烷基酯完全具有石化柴油幾乎相同的流動(dòng)性和粘度范圍，同時(shí)具有與石化柴油的完全互溶性，是一種良好的柴油內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力燃料。生物柴油化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已經(jīng)形成比較完備的技術(shù)體系和方法，其技術(shù)根本點(diǎn)就在于采用不同的酯化或轉(zhuǎn)酯化催化劑、工藝技術(shù)條件等將動(dòng)植物油脂轉(zhuǎn)化成生物柴30油，在這些方面已有大面積的專(zhuān)利技術(shù)覆蓋和公開(kāi)發(fā)表的大量研究報(bào)告，涵蓋了化學(xué)催化劑法、生物酶催化劑法、無(wú)催化劑法（在高溫高壓下進(jìn)行） 、常壓法、加壓法等生物柴油生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)方面，其生產(chǎn)原料包括動(dòng)植物油脂和廢棄食用油脂。在這些技術(shù)中化學(xué)方法的常壓連續(xù)轉(zhuǎn)酯化和加壓連續(xù)轉(zhuǎn)酯化等生物柴油生產(chǎn)技術(shù)，已在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，代表了當(dāng)今主流生物柴油技術(shù)，而且技術(shù)仍在不斷發(fā)展。③本項(xiàng)目技術(shù)、產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)本項(xiàng)目在消化吸收了國(guó)外連續(xù)酯交換法的技術(shù)基礎(chǔ)上，分析植物油腳富含植物甾醇的特點(diǎn)，發(fā)揮公司原有的脂肪酸生產(chǎn)技術(shù)特長(zhǎng)，提出了利用植物油腳以水解、精餾、連續(xù)酯化、分子蒸餾、高效脫色的先進(jìn)的工藝路線生產(chǎn)生物柴油，聯(lián)產(chǎn)植物甾醇，實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用，并在催化劑的選擇、設(shè)備選型等方面大膽創(chuàng)新，生產(chǎn)的產(chǎn)品不但成本大大降低，而且品質(zhì)顯著提高。小試生物柴油產(chǎn)品已達(dá)到或超過(guò)德國(guó) DIV 的生物柴油技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，精制級(jí)植物甾醇也已超過(guò)美國(guó) FDA 的要求。具體技術(shù)比較見(jiàn)表 5表 54，產(chǎn)品性能比較見(jiàn)表 5表 56。表 53 國(guó)內(nèi)外生物柴油技術(shù)比較項(xiàng)目 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù) 國(guó)外技術(shù) 本項(xiàng)目技術(shù)原料 菜籽油、大豆油、餐飲廢棄油 菜籽油、大豆油、餐飲廢棄油 植物油腳催化劑 固體堿、液堿 固體堿、液堿、酶、固體酸 高吸水性強(qiáng)酸樹(shù)脂工藝路線 酯交換 酯交換、預(yù)酯化酯交換 酯化精制方法 蒸餾 蒸餾、溶劑脫色 精餾產(chǎn)品質(zhì)量德國(guó) DIN E 51606美國(guó) ASTM PS12199企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)副產(chǎn)品利用 甘油 甘油 甘油、植物甾醇表 54 國(guó)內(nèi)外植物甾醇技術(shù)對(duì)比項(xiàng) 目 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù) 國(guó)外技術(shù) 本項(xiàng)目技術(shù)原料 植物油脫臭餾出物植物油脫臭餾出物；植物油瀝青；妥爾油瀝青植物油瀝青31提取工藝 皂化、酯化法 溶劑萃??；超臨界流體萃取；分子蒸餾 分子蒸餾產(chǎn)品質(zhì)量 含量較低 產(chǎn)品含量高 產(chǎn)品含量高三廢 溶劑消耗大；廢水多 基本無(wú)三廢 基本無(wú)三廢表 55 本項(xiàng)目生物柴油與德國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)、石化柴油性能比較指 標(biāo)序號(hào) 項(xiàng) 目****生物柴油 石化柴油 德國(guó) DIV1 色度，號(hào) ≤32 硫含量，%(mg/KG) ≤5 ≤350 ≤103 酸度 mg KOH/g ≤ ≤4 10%蒸遺物殘?zhí)浚?(m/m) ≤ ≤ ≤5 灰分，%(m/m) ≤ 0 ≤6 銅片腐蝕(50 ℃,3h), 級(jí) ≤1 ≤1 ≤17 水分,% (v/v) 痕跡 ≤200 ≤3008 機(jī)械雜質(zhì) 無(wú) 無(wú) 無(wú)9 運(yùn)動(dòng)粘度, (20℃) mm2/s 10 凝點(diǎn)，℃ ≤1011 冷濾點(diǎn)，℃ ≤4 ≤0 ≤012 閃點(diǎn)(閉口 ), ℃ ≥110 ≥55 ≥11013 十六烷值 4550 ≥49 ≥4714 餾程：95% 回收溫度 ℃ ≤365 ≤36015 密度 20 ℃ kg/m3 實(shí)測(cè) 表 56 植物甾醇質(zhì)量性能對(duì)比表****植物甾醇 國(guó)內(nèi)企業(yè)項(xiàng)目 工業(yè)級(jí) 精制級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 美國(guó) FDA外觀白色粉末或結(jié)晶體白色粉末或結(jié)晶體白色粉末或結(jié)晶體白色粉末或結(jié)晶體白色粉末或結(jié)晶體總甾醇含量，% 92～95 95～98 ≥90 ≥85 ≥95熔點(diǎn)，℃ 120～150 131～141 130～145 130145 130～140灼燒殘?jiān)? ≤ ≤ ≤ ≤ ≤β谷甾醇 4570 7585 ≥45 ≥40 75～80成分 % 菜籽油甾醇 / / / / 4～2032項(xiàng)目可靠性項(xiàng)目進(jìn)展情況，本項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)檢測(cè)、分析化驗(yàn)的情況；本項(xiàng)目在小試、中試或生產(chǎn)條件下進(jìn)行試驗(yàn)或小批量試生產(chǎn)的情況，包括項(xiàng)目質(zhì)量的穩(wěn)定性、收率、成品率等；本項(xiàng)目產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下的可靠性、耐久性、安全性等（可提供用戶(hù)使用報(bào)告） 。 本項(xiàng)目與南京工業(yè)大學(xué)合作開(kāi)發(fā)，2022 年 6 月樣品試制成功，2022 年 2 月完成小試；目前已經(jīng)進(jìn)入中試后期的技術(shù)完善與優(yōu)化階段，各項(xiàng)工作均在按計(jì)劃順利實(shí)施。（1）產(chǎn)品檢測(cè)情況利用植物油腳制取生物柴油及植物甾醇產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成功后，先后委托****市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所、****省質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，結(jié)果為：所檢項(xiàng)目符合 Q/320925YYL0092022《生物柴油》 、Q/320925YYL0102022 《植物甾醇》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。其主要性能指標(biāo)均領(lǐng)先國(guó)內(nèi)水平，達(dá)到德國(guó) DIV 生物柴油系列標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，我公司還將試產(chǎn)的生物柴油委托中交水運(yùn)行業(yè)能源利用監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行效果驗(yàn)證，從推進(jìn)特性試驗(yàn)和負(fù)荷特性試驗(yàn)表明，耗油量與石化柴油基本持平。 （具體請(qǐng)見(jiàn)附件）（2）產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性2022 年 8 月份，我公司對(duì)生物柴油、植物甾醇小試生產(chǎn)線進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行，使用三批棉籽油瀝青為原料，得到 3 批產(chǎn)品，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：第一批：投入棉籽油油腳酸化后酸化油為 噸，水解得到黑脂酸 噸，蒸餾得到脂肪酸 噸和植物瀝青 噸， 噸脂肪酸采用樹(shù)脂催化酯化后得到 2 噸生物柴油， 噸植物瀝青預(yù)酯化酯交換后，經(jīng)分子蒸餾得到 噸生物柴油和 33 公斤植物甾醇和部分殘?jiān)：嫌?jì)得到生物柴油為 噸和 33 公斤甾醇，產(chǎn)品所有的質(zhì)量指標(biāo)都符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第二批：投入棉籽油油腳酸化后酸化油為 噸，水解得到黑脂酸 噸，蒸餾得到脂肪酸 噸和植物瀝青 噸， 噸脂肪酸采用樹(shù)脂催化酯化后得到 噸生物柴油， 噸植物瀝青預(yù)酯化酯交換后，經(jīng)分子蒸餾得到 噸生物柴油和 58 公斤植物甾醇和部分殘?jiān)?。合?jì)得到生物柴油為 噸和 58 公斤甾醇，產(chǎn)品所有的質(zhì)量指標(biāo)都符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第三批：投入棉籽油油腳酸化后酸化油為 8 噸，水解得到黑脂酸 噸，蒸餾得到脂肪酸 噸和植物瀝青 噸， 噸脂肪酸采用樹(shù)脂催化酯化后得到 噸生物柴油， 噸植物瀝青預(yù)酯化酯交換后，經(jīng)分子蒸餾得到 噸生物柴油和 105 公斤植物甾醇和部33分殘?jiān)?。合?jì)得到生物柴油為 噸和 105 公斤甾醇，產(chǎn)品所有的質(zhì)量指標(biāo)都符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 從以上數(shù)據(jù)可以看出，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和收得率穩(wěn)定。（3）用戶(hù)試用和使用情況半年來(lái)，產(chǎn)品已經(jīng)多家單位試用和使用，用戶(hù)一致反應(yīng)良好（請(qǐng)見(jiàn)附件） 。生物柴油產(chǎn)品投入大型柴油機(jī)客車(chē)用戶(hù)使用后，發(fā)現(xiàn)除冷濾點(diǎn)較高外，其主要性能指標(biāo)，如閃點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)黏度、硫含量、密度等均優(yōu)于我國(guó)零號(hào)柴油。生物柴油幾乎沒(méi)有污染，對(duì)柴油機(jī)沒(méi)有影響，效果良好。植物甾醇產(chǎn)品出售給建湖飛羽特種珍禽養(yǎng)殖場(chǎng)作為飼料添加劑飼養(yǎng)特種珍禽，使用一月后，幼禽成長(zhǎng)速度明顯加快，母禽的產(chǎn)蛋率增加 26%，珍禽的死亡率下降 60%。（4）成果鑒定情況2022 年 2 月份通過(guò)了****省科技廳組織專(zhuān)家對(duì)該項(xiàng)目的科技成果鑒定，專(zhuān)家主要意見(jiàn)如下：植物甾醇是一種具有廣泛應(yīng)用市場(chǎng)的食品添加劑和天然保健品。項(xiàng)目在利用植物瀝青制取生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中的殘?jiān)捎枚嗉?jí)分子蒸餾、活性碳脫色、冷析、結(jié)晶工序等制取植物甾醇。該生產(chǎn)工藝在催化劑、添加劑的優(yōu)選、氣相連續(xù)酯化法、采用分子蒸餾工藝提純甾醇和開(kāi)發(fā)使用設(shè)備等方面都有創(chuàng)新。經(jīng)查新，該生產(chǎn)工藝技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。34六、項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)分析　本項(xiàng)目產(chǎn)品的主要用途、應(yīng)用領(lǐng)域、需求量及未來(lái)市場(chǎng)預(yù)測(cè)；項(xiàng)目產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)壽命期；相關(guān)替代產(chǎn)品及其競(jìng)爭(zhēng)力比較（可列表說(shuō)明） 。（1）產(chǎn)品主要用途、應(yīng)用領(lǐng)域生物柴油就是以生物質(zhì)資源作為原料為基礎(chǔ)加工而成的一種柴油（液體燃料），其顏色與石化柴油一樣清亮透明。生物柴油含碳量 18—22，與柴油（16—18）基本一致，在酯化后，分子量大約 280 左右，與柴油 220 接近，根據(jù)相似相溶的原理，它與石化柴油相溶性極佳，可以與普通石化柴油以任意比例互溶代替石化柴油或直接代替石化柴油使用。食品添加劑和醫(yī)藥原料是植物甾醇的兩大主要用途。植物甾醇具有降膽固醇、防治心臟病、抗癌、防治前列腺疾病等功效，已被國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦為未來(lái)十大功能性營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品之一,是世界公認(rèn)的功能性食品添加劑。（2） 市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r由于石油價(jià)格上漲，在歐洲銷(xiāo)售的機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，已有 50%裝配柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。歐盟通過(guò)的法規(guī)要求，到 2022 年 %的機(jī)動(dòng)車(chē)輛要使用再生能源。歐盟的這一規(guī)定推動(dòng)了生物柴油的生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年全球生物柴油產(chǎn)量增加了 80%，其增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)用甘蔗和糧食提煉標(biāo)準(zhǔn)燃料的增長(zhǎng)速度。隨著石油等傳統(tǒng)能源的日益緊缺，生物柴油開(kāi)發(fā)已引起我國(guó)政府和眾多企業(yè)的關(guān)注。2022 年，國(guó)家科技部啟動(dòng)了國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃“生物燃料油技術(shù)開(kāi)發(fā)” 項(xiàng)目。2022 年，國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)農(nóng)林生物質(zhì)工程啟動(dòng)，規(guī)劃 2022 年我國(guó)生物柴油產(chǎn)量達(dá) 200 萬(wàn)噸，2020 年產(chǎn)量達(dá) 1200萬(wàn)噸。2022 年，由兩院院士侯祥麟主持的替代燃料發(fā)展戰(zhàn)略研究開(kāi)始進(jìn)行，替代燃料中包括了生物柴油。據(jù)專(zhuān)家估算，提煉 1 升生物柴油需耗資 美分，而 1 升柴油的市場(chǎng)價(jià)格為 美分。目前，歐洲的棕櫚油價(jià)格為每噸 美元，而用石油加工成的柴油價(jià)格為每噸 680 美元。專(zhuān)家認(rèn)為，只要石油價(jià)格高于每桶 50 美元，生物柴油工業(yè)就會(huì)持續(xù)不斷地迅猛發(fā)展。植物甾醇是以環(huán)戊烷全氫菲為骨架的天然甾體化合物，主要存在于天然植物油脂中，具有許多重要生理功能。最引人注目的是具有降膽固醇、防治心臟病、抗癌、防治前列腺疾病等功效，巳被國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦為未來(lái)十大功能性營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品之一，是世界公認(rèn)的功能性食品添加劑。FDA 在 2022 年指出，飽和性植物甾醇酯可使高膽固醇患者膽固醇下降 14%；日35服 2g 飽和性植物甾醇可使心臟病發(fā)生率下降 25%；植物甾醇對(duì)乳腺癌、腸癌、胃癌等的發(fā)生有抑制作用。目前，植物甾醇的核心技術(shù)主要被 Cognis、Raisio、Degussa 等公司壟斷。（3）項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)預(yù)測(cè)①生物柴油市場(chǎng)需求1）國(guó)內(nèi)我國(guó)是柴油消費(fèi)大國(guó)，年消耗量每年約 7000 萬(wàn)噸左右，并且每年以 10%以上的速度遞增，預(yù)計(jì)到 2022 年，我國(guó)柴油的需求量將突破 1 億噸；到 2022 年，市場(chǎng)需求量將會(huì)達(dá)到 億噸左右。柴油的供需平衡問(wèn)題將是我國(guó)未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間石油市場(chǎng)發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。按中國(guó)目前的消耗量，如果在石化柴油中添加 10%體積的生物柴油，則每年應(yīng)配套生產(chǎn)生物柴油700 萬(wàn)噸以上才能滿(mǎn)足目前石化柴油的用量。而目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)量才有 30 萬(wàn)噸左右，即使與 2022 年我國(guó)生物柴油