[发明专利]以甘蔗作为原料生产生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明属于可再生生物能源领域，涉及以甘蔗作为原料生 产生物柴油的方法。

背景技术

随着全球原油价格的不断攀升以及温室效应的加重，近几 年各国纷纷加大对生物燃料的研发力度和推广应用。生物柴油 作为一种清洁的替代燃料，它可生物降解、无毒、几乎不含硫 和芳香类化合物，并且使用方便，不需要对发动机进行改造或 者只做微小改动就可以直接使用生物柴油或者将生物柴油与石 化柴油按任意比例调和后使用(Palligarnai T et al.Biodiesel production-current state of the art and challenges.J Ind Microbiol Biotechnol.2008)。

生物柴油是一种生物质能，其生产原料十分广泛，既可用 玉米、木薯、高粱等淀粉类作物以及甘蔗、甜菜等糖类作物， 还可以用大豆、蓖麻、油菜籽、麻风树等油料作物，不受地理 等影响，可以因地制宜种植生物柴油原料植物，形成绿色能源 储备库，加上生物柴油的生产不受地理环境的影响，可免去勘 探、钻井、采矿及长途运输等环节，利于普及和推广(M.Canakci and H.Sanli.Biodiesel production from various feedstocks and their effects on the fuel properties.J Ind Microbiol Biotechnol. 2008，35：431-441)。因此，生物柴油的布局更合理，在能源上 更加独立，使得各国的能源不易受到别国的干涉和控制，减少 对石油市场的依赖。

生物柴油的生产技术和使用技术已经比较成熟。早期利用高温 裂解生产汽油、柴油，但是转化率低、能耗高、经济性差，现在生 物柴油生产技术主要可以分为物理法和化学法。其中酯化/酯交换是 生物柴油的主要生产方法，即用含或不含游离脂肪酸的油脂和醇等 进行酯化或转酯化反应，生成相应的脂肪酸低碳烷基酯，再经分离 甘油、水洗、干燥等适当后处理即得生物柴油。通过化学转化得到 的脂肪酸低碳烷基酯完全具有石化柴油几乎相同的流动性和粘度范 围，同时具有与石化柴油的完全互溶性，是一种良好的柴油内燃机 动力燃料(庄静，周熙荣，孙超才，王伟荣，李延莉，顾龙弟， 钱小芳。利用植物油脂生产生物柴油技术和方法的研究进展。 上海农业学报。2006年，04期；王晓东。生物柴油的制备技术 及应用现状。工业催化。2008年，08期；黄世丰，陈国，方柏山。 酯化及转酯化法制备生物柴油过程中催化剂的研究进展。化工进展。 2008年，27卷4期)。

经过国内外多年的探索，从众多能源原料作物中脱颖而出 的能源甘蔗备受关注，20世纪70年代后期就已经利用甘蔗的热 带种S.officinarum同热带斑茅属植物杂交育并筛选出了高生物 量的甘蔗品种，其特点在于生长快、生物量高、可发酵糖的含 量高以及纤维含量高(Edme SJ，Miller JD，Glaz B，Tai PY-P， Comstock JC.Genetic contribution to yield in the Florida sugarcane industry accross 33 years.Crop Science.2005， 45：92-97)，并且甘蔗是作物中对太阳能利用率最高的作物之 一，因而能充分转化太阳能为贮藏能。最有说服力的就是巴西 经验，为应对上世纪以来的几次世界石油危机，减少对石油进 口的依赖，巴开充分利用本国的甘蔗种植优势，制定了以甘蔗为 主要原料的燃料乙醇计划。目前该国已经掌握了生产酒精燃料 的成熟技术，成为世界上最大的酒精出口国之一，也是以酒精 为汽车燃料最为成功的国家之一(Gisella M.Zanin et al. Brazilian Bioethanol Program.Applied Biochemistry and Biotechnology.2000，Vol.84-86：1147-1161)。上述这些事实证明 甘蔗是一种优质的生物燃料生产原料。