主题：【原创】再谈生物柴油（1） -- 橡树村

这个更加便捷便宜的方法，就是酯交换方法。

酯交换方法是目前最成功的方法。植物油的酯交换反应最早是1853年发现的，这个时候，柴油发动机还没影呢，自然得不到应用。1937年，比利时批准了一项专利，内容是将植物油与甲醇乙醇反应，使用的词是醇解，实际上就是酯交换反应，得到的液体可以在内燃机使用。这是最早的接近目前生物柴油工艺的记载。

1977年，巴西批准了使用乙醇进行酯交换得到生物柴油的专利，这就和现代意义上的生物柴油完全一样了。现在拥有这项专利的公司在琢磨生物航空燃料，研究的合作伙伴是波音。

南非也在1979年开始了这方面的研究。南非的向日葵资源丰富，研究工作就以葵花油为重点。1983年，南非的研究人员公布了研究成果，声称得到的燃料完全符合燃料要求。一家奥地利公司购买了这个技术，在1987年开始兴建第一个生物柴油厂，1989年投产，年处理油菜籽三万吨。

替代燃料方面，巴西和南非是一直走在前列的，原因不是什么环保，而是能源安全问题。当时巴西是军政府，南非是种族隔离政府，都不大受国际社会待见，能源随时处在可能断粮的状态，不着急不行呀！

研究总是要进步的。有人开了头，就会有人跟着来玩。1984年，美国人德国人就使用了很多的方法得到这个生物柴油，发现可以使用的生物油来源多多，并且不仅仅是甲酯，乙酯也不错。所以呢，这个时候生物柴油的定义就扩展了，成为了以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂，还有动物油脂，废餐饮油等为原料的，通过酯交换反应工艺得到的甲酯或者乙酯燃料，可以供内燃机使用，就是生物柴油。定义总是要尽可能地说的严谨一些，所以总是很啰嗦的。不过这个定义，还算简单吧？

酯交换反应非常重要。因为这个反应的原料很容易得到，甲醇乙醇都是价格比较低廉的化工原料，几乎是随处可见，而且使用的催化剂，也是很常见的化工原料。反应只需要一点温度，六七十度就够了，也不需要什么压力，其实压力也没什么用处。所以的，这个反应就比较简单。工艺也相对简单，操作也简单，后处理也简单，是个很方便的生产方法。

酯交换反应已经得到了成功的工业应用。在欧洲，美国，日本，巴西等等，都有了规模不小的生物柴油生产，使用的都是酯交换反应。虽然纯的生物柴油还没有在市场推广，但是掺加一定比例生物柴油的燃料已经很常见了。

于是就又有人预言了：50年内，液体燃料的80%来源会是生物！这个其实还包括生物乙醇什么的，不过，这个预言，也许会成真呢。

酯交换方法也有自己的缺点。有人还是嫌工艺麻烦。有人发牢骚，就是技术进步的动力。不过酯交换反应的确有弱点。比如使用醇的量比较大，醇需要过量很多倍还可以，然后醇回收重复使用的时候，就需要消耗很多能量。得到的产品颜色也有一些重，六七十度对于工业实现来讲虽然是低温，但是对于油来讲，温度已经不低了，可能会变质。最麻烦的，就是那个催化剂。目前的工艺使用的催化剂基本上回收不了，这就是污染。

所以又有更加清洁的方法提出来，就是生物方法。微生物，特别是酶，本身就是催化剂，不过叫做生物催化剂。有一种酶，叫脂肪酶，干的工作就是把动物油脂和低碳醇变成酯的。生物催化剂有很多的好处，条件温和，醇用量小，污染也少等等，不过这个方法还没有达到工业化的水平，主要是转化率还不够。特别麻烦的是，我们原料里面使用的这个低碳醇，会导致酶中毒，酶的寿命就有限。原料能让催化剂中毒，自然是个很讨厌的事情。得到的副产物甘油也会让酶中毒，这就更麻烦了。所以这个方法还没有工业化。

所以，下面我们讲的，就都是那个具有工业价值的酯交换反应。

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