摘 要：自20世纪90年代以来，生物柴油作为可再生能源的重要发展方向，使得许多国家学者都在研究。本文主要综述了生物柴油的生产技术及其典型工艺。
关键词：生物柴油；酯交换；催化加氢；气体合成；微波法
生物柴油是一种可再生能源，很少或没有环境污染。最初制备生物柴油的方法主要是化学法，化学法制备生物柴油从反应原理上分类，主要包括酯化反应、高温热裂解反应和酯交换反应三大类。目前国内外应用最多的方法是酯交换法。
1 第一代生物柴油生产技术—酯交换法
1.1 酸碱均相催化法
首先在酸催化剂的作用下，将脂肪酸转化为脂肪酸甲酯，再在碱催化剂作用下，将甘油三酯转化为脂肪酸甲酯。酸、碱复合催化法既减少了脂肪酸和水对碱催化剂造成的失活，又可使游离的脂肪酸得以充分利用。该工艺减少了催化剂用量，但对原料需求高，而且排放的废液也较大。
1.2 酸碱非均相催化法
非均相催化剂法大多数采用固体酸与固体碱，避免了液体酸、碱的难分离问题和废水、废渣排放问题。酸碱非均相催化法中，法国石油研究院使用固体碱催化技术的Esterfip-H固体碱两段反应工艺具有代表性。该工艺使用尖晶石型的混合金属氧化物固體碱催化剂在高温度下进行反应，并采用两段式反应提高转化率。
1.3 超临界法
超临界酯交换法能很好解决该反应产物和催化剂难分离问题，因此，它受到更大重视。该方法具有的要求相对较低的原材料的优点，它可以在一定程度上能够将游离脂肪酸和水含量较高的油脂都转化为生物柴油，提高了收率。它缺点是，反应必须在高温和高压下进行，能耗比较高。
1.4 生物酶法
生物酶法是使用脂肪酶催化醇与甘油三酯进行酯交换反应制备生物柴油。用于生物柴油生产的脂肪酶主要有：曲霉脂肪酶、酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、猪胰脂肪酶等。生物酶法的优点有：醇用量小、副产物少、使用条件温和、无污染物排放、稳定性高、反应过程受游离脂肪酸和水的影响小、可重复使用。然而，反应中低碳醇对酶有毒性，容易使脂肪酶失活，反应产率低，反应时间长。
2 第二代生物柴油生产技术------催化加氢法
2.1 加氢脱氧异构
加氢脱氧异构指油脂经过加氢脱氧和临氢异构化两步来制备生物柴油。
加氢脱氧异构技术，代表性的工艺有美国环球油品公司（UOP）的Ecofining （绿色柴油）工艺。
2.2 直接加氢脱氧
直接加氢脱氧技术：在高温高压下将油脂进行深度加氢，羧基中的氧和氢生成水，本身还原成烃。主要用Co-Mo和Ni-Mo等加氢催化剂。反应产物主要是长链的正构烷烃，十六烷值较高，但部分工艺生产的生物柴油浊点较高，低温流动性差。
3 第三代生物柴油生产技术-----气体合成
第三代生物柴油生产技术是将秸杆类农林废弃物等生物质原料气化后再合成柴油。目前，采用生物质气化路线生产生物柴油的公司主要为国外公司。我国第三代生物柴油生产技术原料来源广泛，产品品质相对较好，对于解决秸秆等农业废弃物具有重要的实际意义，应用前景广阔。但是，由于我国农作物秸秆种类多、分布广，生物柴油项目的装置规模和经济性都受到一定的限制。
4 藻类生物柴油工艺技术
藻类通过开放式池塘、光-生物反应器和厌养发酵器进行培植，长成后，从中提取油脂质，再将细胞生物质进行分离，生产藻类油。利用甲醇和催化剂将藻类油进行酯交换，生产出粗制生物柴油，最后精制，得到生物柴油产品。
5 微波法制生物柴油
在非均相催化转脂化的方法上，微波法制生物柴油已经有好多研究成果。研究者们主要研究内容如下：以植物油和甲醇为原材料，以水滑石、负载氟化钾、氟化钙、氟化钠的水滑石作为催化剂，进行酯交换反应；以氧化镁，氧化钙，氢氧化钠，碳酸钠，氧化锆或者其混合物组成作为催化剂；以3种不同结构的固体酸为催化剂，油菜籽油为原料，进行微波促进下的间歇转酯化反应。众多研究结果表明，微波法制生物柴油具有反应速率快，转化率高的优点。总而言之，利用微波法制备生物柴油，生产工艺简单，使用安全可靠，生产效率高。
6 结语
第一代生物柴油的生产工艺比较成熟，在生产生物柴油的应用中也比较多，其原料主要是油脂类。第二代和第三代生物柴油技术将分别成为油脂和有机废弃物生产生物柴油的发展重点。农林废弃物和城市固体有机废弃物等原料生产生物柴油，只能选择第三代生物柴油技术。而藻类油脂生产生物柴油成本较高，发展尚不成熟。以微波为促进手段进行的化学催化法制备生物柴油过程近几年受到了广泛关注。
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通讯作者：张健伟。
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