生物柴油生产及应用技术(精)/现代生物质能高效利用技术丛书

本书为“现代生物质能高效利用技术丛书”中的一个分册，全书围绕生物柴油的最新生产技术和应用展开，首先介绍了生物柴油作为一种清洁、可再生能源的基本性质和用途，以及国内外研究与生产生物柴油的现状、发展趋势及制备方法，沿着产业链较为全面系统地阐述了原料来源、生物柴油生产工艺设计化工数据与基础理论、各种生物柴油反应器及生物柴油分离纯化生产工艺等，并详细介绍了生物柴油及其副产物甘油的高值化技术及产品质量标准；同时从生物柴油的政策氛围、产业现状以及生物柴油产业的社会效益、经济效益与环境效益等方面进行了概述与评价。 本书具有较强的技术应用性和针对性，可供化工、能源、环境等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校资源循环科学与工程、能源工程、化学工程、生物工程、环境工程及相关专业师生参阅。

吕鹏梅，中国科学院广州能源研究所，副主任，工学博士，研究员，博士生导师。全国生物质能专委会委员会员。《Sustainable Energy》编委会委员。广东省技术创新专家库专家，广州市科技计划项目专家。广州市女科技工作者协会会员。 主要研究领域：生物柴油连续生产新工艺；生物柴油固体酸碱催化剂；生物柴油深度转化制备航空煤油；生物柴油结晶机理与降凝剂合成；生物柴油高产脂肪酶菌种筛选、脂肪酶分子改造、脂肪酶固定化工艺与高效发酵。

第1章生物柴油概述001 1.1生物柴油的性质002 1.1.1生物柴油的主要优点002 1.1.2生物柴油的主要缺点003 1.1.3生物柴油和石化柴油的性能比较003 1.2生物柴油的用途005 1.2.1燃料005 1.2.2化工产品或化工中间体006 1.3国内外生物柴油发展008 1.3.1全球生物柴油基本概况008 1.3.2美国生物柴油发展概况012 1.3.3欧盟生物柴油发展概况016 1.3.4其他国家生物柴油发展022 1.3.5我国生物柴油发展状况026 参考文献029 第2章生物柴油生产原料033 2.1油料作物035 2.1.1草本油料作物036 2.1.2木本油料作物039 2.2废油脂045 2.2.1废弃食用油脂046 2.2.2酸化油046 2.2.3油脂精炼下脚料047 2.2.4废弃动物油048 2.2.5粮食加工副产油脂049 2.3微藻及微生物油脂050 2.3.1产油微藻050 2.3.2其他微生物油脂概述055 2.4油脂理化性质对生物柴油品质的影响058 2.4.1脂肪酸059 2.4.2色泽059 2.4.3水分060 2.4.4不皂化物061 2.4.5皂化值061 2.4.6碘值062 2.4.7酸值063 2.4.8硫含量064 2.4.9凝固点及熔点064 2.5生物柴油原料、能源植物选择原则064 2.5.1根据本国国情选择生物柴油原料065 2.5.2根据本国生物柴油标准选择原料065 2.5.3充分考虑生产成本066 2.6我国潜在的生物柴油原料资源069 2.6.1我国能源植物资源概况069 2.6.2我国废弃油脂资源概况071 2.6.3我国生物柴油原料资源潜力073 参考文献075 第3章生物柴油制备方法079 3.1生物柴油制备基本原理080 3.1.1酯化反应081 3.1.2醇解反应081 3.2技术方法082 3.2.1化学法082 3.2.2酶法091 3.2.3生物化学耦合法101 3.2.4生物柴油制备新技术102 3.2.5生物柴油生产技术的发展趋势104 3.3催化剂108 3.3.1酸催化剂109 3.3.2碱催化剂119 3.3.3酶催化剂124 3.4反应动力学139 3.4.1化学反应动力学139 3.4.2酶促反应动力学151 参考文献154 第4章生物柴油制备工艺169 4.1原料预处理170 4.1.1脱色170 4.1.2脱杂、脱胶172 4.1.3脱水173 4.2间歇法生物柴油生产工艺173 4.2.1预酯化工艺174 4.2.2间歇催化工艺176 4.3连续法生物柴油生产工艺178 4.3.1均相连续催化工艺178 4.3.2非均相连续催化工艺182 4.4生物法生物柴油生产工艺184 4.5其他新型生物柴油生产工艺185 4.5.1超临界生物柴油制备工艺185 4.5.2离子液体制备工艺186 4.5.3加氢裂化制备工艺187 4.5.4反应精馏耦合制备工艺187 4.5.5反应膜分离耦合制备工艺188 4.5.6鼓泡床反应制备工艺189 4.6生物柴油工艺的主要反应器189 4.6.1搅拌式反应釜190 4.6.2管式反应器191 4.6.3固定床反应器192 4.6.4静态混合反应器192 4.6.5水力空化反应器193 4.6.6塔式反应器194 4.6.7微反应器194 4.6.8环流反应器195 4.6.9旋转填料床反应器195 4.7生物柴油精制工艺197 4.7.1低沸点物质含量的影响197 4.7.2蒸馏温度和真空度的影响198 4.7.3真空设备的选择198 4.7.4冷却温度的影响199 4.8甲醇分离回收工艺199 4.9甘油分离回收工艺201 4.9.1离子交换工艺202 4.9.2减压蒸馏工艺202 4.9.3分子蒸馏工艺202 4.9.4离子交换-管道薄层蒸发工艺203 4.9.5甘油分离精制流程203 参考文献207 第5章生物柴油标准及评价指标211 5.1欧盟生物柴油标准212 5.1.1奥地利生物柴油标准214 5.1.2法国生物柴油标准216 5.1.3德国生物柴油标准217 5.1.4捷克生物柴油标准218 5.1.5瑞典生物柴油标准219 5.1.6意大利生物柴油标准220 5.2美国生物柴油标准222 5.3我国生物柴油标准224 5.4国内外生物柴油标准对比226 5.5生物柴油评价指标229 5.5.1密度229 5.5.2运动黏度229 5.5.3闪点230 5.5.4残炭230 5.5.5硫含量231 5.5.6硫酸盐灰分231 5.5.7机械杂质231 5.5.8馏程232 5.5.9冷滤点232 5.5.10凝点233 5.5.11十六烷值233 5.5.12水分233 5.5.13酸值234 5.5.14铜片腐蚀234 5.5.15氧化安定性234 5.5.16脂肪酸甲酯235 5.5.17甲醇含量236 5.5.18甘油含量236 5.5.19磷含量236 5.5.20碱性金属含量237 5.5.21微量金属含量237 5.5.22碘值237 5.5.23冷浸过滤实验237 5.5.24热值237 参考文献238 第6章生物柴油及副产物甘油生产高值产品241 6.1脂肪酸甲酯生产润滑油242 6.2脂肪酸甲酯生产航空煤油243 6.2.1脂肪酸甲酯生产航空煤油介绍243 6.2.2脂肪酸甲酯生产航空煤油技术245 6.3脂肪酸甲酯生产工业溶剂248 6.4脂肪酸甲酯的间接利用249 6.4.1生产脂肪醇249 6.4.2生产脂肪酸甲酯磺酸盐250 6.4.3生产蔗糖聚酯251 6.5生物柴油副产品甘油的高值利用252 6.5.1生产1，3-丙二醇253 6.5.2生产环氧氯丙烷255 6.5.3生产聚羟基脂肪酸酯257 参考文献258 第7章中国生物柴油产业政策与现状265 7.1中国生物柴油产业政策环境分析266 7.1.1中国开发生物质能的有利政策266 7.1.2国家鼓励生物柴油发展的相关政策267 7.1.3国家对生物柴油产业的财税政策扶持268 7.1.4中国生物柴油产业发展的法律对策269 7.2中国生物柴油产业化分析270 7.2.1中国生物柴油产业化发展进程270 7.2.2国内生物柴油生产状况271 7.2.3生物柴油产业化发展的障碍274 7.3生物柴油产业经济效益分析277 7.3.1成本构成277 7.3.2经济性分析概要277 7.3.3基础数据278 7.3.4生物柴油经济性分析280 7.4生物柴油产业社会效益分析282 7.4.1缓解能源压力，增强国家石油安全282 7.4.2转化餐饮废油，保障人民身体健康282 7.4.3调整农业结构，刺激油料林业发展283 7.4.4增加农民收入，开辟乡镇企业财源283 7.4.5促进西部开发，增加更多就业机会284 7.5生物柴油产业发展对环境的影响分析284 7.5.1生物柴油燃烧过程环境评价284 7.5.2生物柴油全生命周期的环境排放评价291 7.5.3生物柴油生态效应分析294 7.5.4不同原料生产的生物柴油环境性能评价294 7.5.5清洁发展机制的应用297 参考文献300 附录303 附表1损益表304 附表2现金流量表305 附表3年销售收入与销售税金及附加结算表306 附表4原辅材料及公用工程费用估算307 索引308