【正文】 建立生物柴油工廠，規(guī)模最大的生物柴油工廠在意大利，生產(chǎn)能力達250000t/年。歐盟國家和美國政府紛紛提供高額財政補貼支持種植油料作物(歐盟主要為油萊，美國主要為大豆)，對生產(chǎn)生物柴油給予稅收優(yōu)惠，使生物柴油價格與石油柴油相當(dāng)，具有市場競爭力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁，由植物油制備生物柴油作為石油燃料的替代物，已引起世界各國的廣泛關(guān)注。生物柴油作為液體燃料，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。與石油資源不同，生物柴油作為—種可再生能源，其資源不會枯竭。生物柴油十六烷值高、燃燒性好于普通柴油、燃使殘留物呈微酸性、可延長催化劑和發(fā)動機機油的使用壽命。因此、在運輸、儲存和使用方面有顯而易見的優(yōu)點。生物柴油由于閃點高、不屬于危險品。，可降低噴油泵、發(fā)動機缸體和連桿的磨損率、延長其使用壽命。、無添加劑冷濾點達20℃。同時，生物柴油的地物降解性高。檢測表明，與普通柴油相比、使用生物柴油可降低90%的空氣毒性。生物柴油硫含量低，可使SO2和硫化物的排放量減少約30%。按其化學(xué)成分分析，生物柴油是一種通過甘油酯分解而獲得的脂肪酸甲酯，其性能與零號柴油相近、使用生物柴油時無需對現(xiàn)有柴油機進行結(jié)構(gòu)改進。所以在石油資源短缺之際，開發(fā)生物可再生資源，對我國的整體發(fā)展顯得非常重要[1]。目前世界各國紛紛開發(fā)新能源，期望能在維持工業(yè)發(fā)展的同時，減少溫室氣體的排放量。生物柴油是用含植物油或動物油作為原料的可再生資源，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。我國是最大的發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展迅速。棕櫚硬脂制備生物柴油的研究與設(shè)計1前言 柴油是一種重要的石油煉制產(chǎn)品，是重要的動力燃料之一。隨著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢的加快，未來柴油的需求量也會愈來愈大，而石油資源的日益枯竭和人類環(huán)保意識的提高，大大促進了世界各國加快柴油替代燃料的開發(fā)步伐，尤其是進入了20世紀(jì)90年代，生物柴油以其優(yōu)越的環(huán)保性能受到了各國的重視。自1993年我國成為石油凈進口國以來，石油進口量迅速增長，已從2001年的7000萬t上升到2004年的1億t以上，對外依存度達到了40%。生物柴油是資源永續(xù)的可再生能源，而石油資源是可耗盡的，它和傳統(tǒng)的柴油相比，具有潤滑性能好，儲存、運輸、使用安全，抗爆性好，燃燒充分等優(yōu)良性能。生物柴油不僅具有可再生的特點，而且生物柴油可生物降解，發(fā)展生物柴油有益于保護生態(tài)環(huán)境。 生物柴油，亦稱燃料甲酯，是一種用植物油或動物油加工制取的新型燃料[2][3]。生物柴油不含對環(huán)境造成污染的芳香族烷烴、其廢氣對人體的損害低于石油柴油。出于生物柴油含氧量高、燃燒時排煙少，一氧化碳的排放量可減少約10%。生物柴油沒有怪味，排放氣體無硫和鉛的有毒物質(zhì)，也不含苯及其它芳香化合物，生物柴油的生產(chǎn)和使用完全不會毒害人們的身體健康。生物柴油可與礦物油混合（加10～30%）作“柴油清潔劑”，適合汽車和船只使用，達到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。生物柴油不易揮發(fā)，生物降解率高達98%，降解速率是石油柴油的兩倍，如發(fā)生故障時不會揮發(fā)到大氣中，也不會污染地面和水體，屬于環(huán)境友好的能源產(chǎn)品。[4][5]生物柴油是以含油植物(大豆、花生、油菜籽、玉米、棉籽、葵花子、小桐籽、光皮樹、黃連木、芒屬作物、工程藻類等)和動物油脂(豬油、牛油、魚油等)以及廢食用油為原料制成的可再生能源。近年來，生物柴油作為新興產(chǎn)業(yè)在歐美國家持續(xù)高速發(fā)展。歐洲和北美主要以植物油為原料制備生物柴油，而日本則通過回收廢食用油來制備生物柴油。1982年，德國和奧地利首次在柴油機引擎中使用菜籽油甲酯。生物柴油在拖拉機中廣泛試用、得到了一致的好評，成為生物柴油成功走向市場的里程碑。并在Volkswagen、Audi等小轎車中使用生物柴油作為發(fā)動機燃料；同年，歐洲成立了以生產(chǎn)生物柴油為主的生物柴油委員會，這表明了又一個新興工業(yè)的形成。目前世界各國大多使用B20柴油(即為20%生物柴油與80%石油柴油混配)，可以用于任何柴油發(fā)動機，而且可以直接利用原有的油品儲存、輸運和分銷設(shè)施。柴油發(fā)動機使用B20柴油基本不會引起問題，但長時間使用B100柴油(即為100%生物柴油)時，應(yīng)采用聚四氟乙烯密封墊圈，以避免橡膠密封墊圈的溶脹失效。目前江蘇工業(yè)大學(xué)的鄔國英[6][7]和北京化工大學(xué)的譚天偉等[8][9]對植物油合成生物柴油的堿催化和酶催化酯交換反應(yīng)進行了實驗研究，而對棕櫚油合成生物柴油的酸催化[10]的酯化反應(yīng)研究得較少。中國科技大學(xué)、石油化工科學(xué)研究院、西北農(nóng)林科技大學(xué)、遼河化工廠、東北林業(yè)大學(xué)、化東理工大學(xué)、遼寧省能源所等分別進行了實驗室研究開發(fā)和小型工業(yè)實驗，但都沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。它標(biāo)志著我國生物柴油產(chǎn)業(yè)的誕生。，而石油產(chǎn)品消費2億多t，我國柴油消費2000年達6600t，大于汽油消費的3600t，2002年二者差距繼續(xù)擴大。生物柴油是資源永續(xù)的可再生能源，而石油資源是可耗盡的，它和傳統(tǒng)的柴油相比，具有潤滑性能好，儲存、運輸、使用安全，抗爆性好，燃燒充分等優(yōu)良性能。生物柴油不僅具有可再生的特點，而且生物柴油可生物降解，發(fā)展生物柴油有益于保護生態(tài)環(huán)境，更重要的是發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)對我國綜合國力的提升有著重大的意義。而石油產(chǎn)品消費達2億多t左右。我國今后長期大量進口石油已成定局。發(fā)展生物柴油對我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展和增加農(nóng)民收入具有重要意義。[11]生物柴油生產(chǎn)技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是有潛力的，因而它是有前途、有希望的一種代用燃料。 制取生物柴油經(jīng)濟上可行與否最主要取決于原料，不僅要求具備充足資源，而且要求價格低廉，方有經(jīng)濟競爭能力，所用原料不能與居民食用油“爭嘴”，要極力開發(fā)野生植物，結(jié)合林業(yè)建設(shè)發(fā)展木本油料植物資源。應(yīng)因地制宜考慮地域條件及人民生活習(xí)慣、生產(chǎn)需要，發(fā)展當(dāng)?shù)赜土腺Y源，采用當(dāng)?shù)卦掀贩N。生物柴油的生產(chǎn)既可建具有一定規(guī)模生產(chǎn)能力的工廠，又適于目前我國農(nóng)村個體、聯(lián)營小規(guī)模生產(chǎn)的形式。棕櫚油是單位面積產(chǎn)量最高的油料作物，由于方便面等油炸食品的發(fā)展，種植和生產(chǎn)迅速提高。棕櫚硬脂作為棕櫚油物理精煉的主要副產(chǎn)品蒸餾棕櫚脂肪酸（PFAD），是棕櫚油的固體餾分，其來源充足，是生產(chǎn)生物柴油最廉價的原料。表1 棕櫚硬脂的理化分析特性[13]參數(shù)棕櫚硬脂范圍平均值熔點/℃～比重~折射率 nD60℃~(n=41)碘價（韋氏）～皂化價193～206(n=41)不皂化物含量/%~水分含量/%~游離脂肪酸(以C16:0計)含量/%~60℃密度/(g/ml)