作為一種生物柴油生產工藝，生物酶法具有反應條件溫和、甲醇定量投放、副反應少、轉化率高、甘油不含鹽、生物重油粘度小等優勢；但是同時也有反應時間長、催化劑成本高、產品尚未完全達標等不足；為了更好的引領我國生物柴油行業技術向低污染、無污染方向進步，本文將生物酶法與傳統化學法（酸堿法及酸催化法）做一對比，供大家參考。

01、原料適應性

 這一點是所有生物柴油工藝都必須首先考慮的問題，所謂原料適應性是指工藝技術對于原料品種的覆蓋程度。

1. 酸堿法(fa)：對于地(di)溝油、潲水油適(shi)應，也適(shi)用(yong)于進口工業棕櫚(lv)油及(ji)其副產品，不適(shi)用(yong)于酸化(hua)油。

2. 酸(suan)催(cui)化(hua)法(fa)：適(shi)用(yong)于(yu)所有廢棄油脂原料，對于(yu)酸(suan)化(hua)油效(xiao)果明(ming)顯，這一點(dian)是(shi)酸(suan)催(cui)化(hua)法(fa)至今還(huan)有生命力的(de).大依托，該法(fa)也適(shi)用(yong)于(yu)進口(kou)工業棕(zong)櫚油。

3. 生物酶法：原(yuan)則上(shang)適(shi)應(ying)不含(han)硫酸(suan)根的廢棄油(you)脂，因此對(dui)于(yu)酸(suan)化油(you)以及(ji)硫酸(suan)處理過的地溝油(you)不適(shi)應(ying)，另(ling)外對(dui)于(yu)工(gong)業棕櫚油(you)（凝固(gu)點大(da)于(yu)44℃）及(ji)其副(fu)產品脂肪酸(suan)不適(shi)應(ying)（原(yuan)料(liao)熔化溫度超過生物酶耐(nai)受(shou)溫度）。

小(xiao)結：由此可見(jian)，與(yu)化(hua)學法相比，生(sheng)物(wu)酶(mei)法的(de)原料(liao)適應性(xing)還(huan)是(shi)略遜(xun)一籌，原料(liao)適應性(xing).好的(de)是(shi)酸(suan)催(cui)化(hua)法，其次是(shi)酸(suan)堿法，再次是(shi)生(sheng)物(wu)酶(mei)法；不(bu)過，隨著原料(liao)預(yu)處(chu)理(li)技術(shu)的(de)不(bu)斷進步，相信這個差(cha)距會逐漸縮小(xiao)，也就是(shi)說預(yu)處(chu)理(li)技術(shu)進步會彌補(bu)生(sheng)物(wu)酶(mei)法原料(liao)適應性(xing)差(cha)的(de)一些不(bu)足。

02、反(fan)應時間

亦(yi)稱(cheng)反(fan)應(ying)周(zhou)期，嚴格(ge)(ge)的(de)說是從原料進入反(fan)應(ying)器到(dao)合格(ge)(ge)粗甲酯全部離開(kai)反(fan)應(ying)器結的(de)時間；

1. 酸堿法：關于這個(ge)工藝(yi)的反應(ying)時(shi)(shi)間各有說辭(ci)，由于酯(zhi)化反應(ying)、酯(zhi)交換(huan)反應(ying)以及甘(gan)油沉降(jiang)分(fen)離分(fen)為(wei)三個(ge)單元，因此很(hen)多(duo)人僅(jin)僅(jin)把(ba)酯(zhi)化時(shi)(shi)間作(zuo)為(wei)酸堿法的反應(ying)時(shi)(shi)間，而(er)實際上后續的甘(gan)油沉降(jiang)分(fen)離要(yao)占用很(hen)多(duo)時(shi)(shi)間；因此這個(ge)工藝(yi)的反應(ying)時(shi)(shi)間有反應(ying)時(shi)(shi)間不(bu)大(da)于8小(xiao)時(shi)(shi)和反應(ying)時(shi)(shi)間約20小(xiao)時(shi)(shi)兩種意(yi)見。

2. 酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)法(fa)(fa)：甘油酯(zhi)在(zai)(zai)酸(suan)(suan)性(xing)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑存(cun)在(zai)(zai)下(xia)發生酯(zhi)交(jiao)換比(bi)較慢(man)，但(dan)是(shi)(shi)酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)酯(zhi)交(jiao)換反應(ying)(ying)(ying)沒有皂化(hua)(hua)風(feng)險且沉降迅速，這(zhe)就是(shi)(shi)酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)法(fa)(fa)的立足點；由(you)于(yu)酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)下(xia)酯(zhi)交(jiao)換反應(ying)(ying)(ying)速度(du)比(bi)較慢(man)，所以(yi)酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)法(fa)(fa)反應(ying)(ying)(ying)時(shi)間比(bi)較長，一(yi)般在(zai)(zai)20—24小時(shi)，不(bu)過(guo)整個(ge)(ge)反應(ying)(ying)(ying)是(shi)(shi)在(zai)(zai)同一(yi)反應(ying)(ying)(ying)器內進行，結束時(shi)既是(shi)(shi)得到粗甲酯(zhi)，因此個(ge)(ge)人覺得酸(suan)(suan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)法(fa)(fa)的反應(ying)(ying)(ying)時(shi)間僅僅是(shi)(shi)略高于(yu)酸(suan)(suan)堿法(fa)(fa)而已(yi)。

3. 生物(wu)酶法：注(zhu)意，以上反應(ying)時(shi)間都是以得(de)(de)到(dao)合格粗甲酯為目標（經過(guo)真空(kong)精餾可以得(de)(de)到(dao)符合標準的(de)(de)(de)生物(wu)柴油(you)）；相比之下，生物(wu)酶法.大的(de)(de)(de)不(bu)足就(jiu)是反應(ying)時(shi)間長(chang)，一般在36—48小時(shi)，且(qie)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)只是基本(ben)不(bu)含(han)甘油(you)酯的(de)(de)(de)高(gao)酸值(zhi)（5—10）的(de)(de)(de)粗甲酯，還需(xu)要進(jin)一步降低酸值(zhi)才行。因此(ci)整體來說，生物(wu)酶法的(de)(de)(de)反應(ying)時(shi)間大于化學法（需(xu)延長(chang)12小時(shi)以上），這是生物(wu)酶法.大的(de)(de)(de)不(bu)足之一。

小結：總的來說，生(sheng)物(wu)酶法(fa)的反(fan)應(ying)(ying)(ying)機理和溫度決定(ding)了其反(fan)應(ying)(ying)(ying)時間(jian)(jian)較長，不(bu)過由(you)于對反(fan)應(ying)(ying)(ying)器材質要(yao)求較低，因此在一(yi)(yi)定(ding)意義上抵消了這(zhe)一(yi)(yi)點不(bu)足；另外，酸催化、堿(jian)催化如果采(cai)用連續反(fan)應(ying)(ying)(ying)器則可(ke)(ke)以(yi)進一(yi)(yi)步縮(suo)短(duan)反(fan)應(ying)(ying)(ying)時間(jian)(jian)，可(ke)(ke)以(yi)說在反(fan)應(ying)(ying)(ying)時間(jian)(jian)這(zhe)個(ge)環(huan)節上，生(sheng)物(wu)酶法(fa)是望塵莫及(ji)了。 

03、甲醇使(shi)用量

這項(xiang)指標是生物(wu)柴油生產成本的(de)重要分項(xiang)，因為(wei)甲醇使用量決(jue)(jue)定(ding)了(le)甲醇回收量，而甲醇回收量則決(jue)(jue)定(ding)了(le)能耗高低；相比之下(xia)，生物(wu)酶法(fa)甲醇使用量低于(yu)酸堿法(fa)及酸催化法(fa)。

1. 酸堿(jian)法(fa)(fa)：酸堿(jian)法(fa)(fa)需要經(jing)過(guo)獨立的(de)兩(liang)個(ge)反(fan)應(ying)器、兩(liang)步化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)（酸催(cui)化(hua)(hua)酯化(hua)(hua)和(he)堿(jian)催(cui)化(hua)(hua)酯交換），因此(ci)(ci)其(qi)甲醇(chun)使用量(liang)一(yi)般都在50—60%（按(an)照原料質(zhi)量(liang)比(bi)），應(ying)該(gai)是甲醇(chun)使用量(liang).大(da)的(de)方法(fa)(fa)，因此(ci)(ci)很多企業研究(jiu)了很多甲醇(chun)及(ji)其(qi)熱量(liang)套(tao)用的(de)辦法(fa)(fa)來抵消這一(yi)成本的(de)升高(gao)。

2. 酸催(cui)化(hua)法(fa)：酸催(cui)化(hua)法(fa)由(you)于只(zhi)在(zai)一個反應器內進行，甲(jia)醇可(ke)以連(lian)續加入(ru)，因此其使用量略低，一般在(zai)40—50%之(zhi)間，低壓泄(xie)壓甲(jia)醇或者高溫通入(ru)的(de)甲(jia)醇都可(ke)以直接進入(ru)甲(jia)醇精餾塔回收(shou)甲(jia)醇。

3. 生(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶(mei)法(fa)(fa)(fa)：生(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶(mei)法(fa)(fa)(fa)不(bu)同于(yu)化學(xue)法(fa)(fa)(fa)的特色之一就(jiu)是反(fan)應物(wu)(wu)(wu)無(wu)需過量來(lai)推動化學(xue)平(ping)衡移動（至少(shao)不(bu)是主要因(yin)素），因(yin)此其(qi)甲醇投(tou)放(fang)量比較(jiao)低，基本(ben)可(ke)以(yi)是按(an)照略高于(yu)反(fan)應摩爾比定量投(tou)放(fang)即可(ke)（13—15%）；不(bu)過這是針對前(qian)段液(ye)酶(mei)反(fan)應段而言的，對于(yu)目前(qian)正在(zai)開發的固酶(mei)催化降低酸值技術(shu)，甲醇的使(shi)用量無(wu)疑是增加了，不(bu)過總體來(lai)說(shuo)，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶(mei)法(fa)(fa)(fa)的甲醇使(shi)用量應該(gai)是低于(yu)化學(xue)法(fa)(fa)(fa)。

小結：甲(jia)(jia)醇(chun)使(shi)用量(liang)(liang)低是(shi)生物酶法(fa).大的(de)優(you)勢，其直接結果(guo)就(jiu)是(shi)降(jiang)低了酯化段的(de)能耗（回收(shou)(shou)甲(jia)(jia)醇(chun)量(liang)(liang)大大降(jiang)低），不(bu)過(guo)也正是(shi)因為使(shi)用量(liang)(liang)（過(guo)量(liang)(liang)）很(hen)少，因此殘余(yu)微量(liang)(liang)甲(jia)(jia)醇(chun)回收(shou)(shou)效果(guo)差，其甲(jia)(jia)醇(chun)消耗量(liang)(liang)沒有優(you)勢甚至可能略高于化學法(fa)。 

04、副反應及轉化率

之(zhi)所以把這兩(liang)個因(yin)素(su)合并在(zai)一起，是(shi)因(yin)為(wei)副反應少則意味(wei)著轉化率高，這是(shi)互為(wei)因(yin)果的兩(liang)個因(yin)素(su)。

1. 酸(suan)堿(jian)(jian)法(fa)：其(qi)酯(zhi)化段如果采用低溫法(fa)，則副反(fan)應(ying)較少，主(zhu)要(yao)的(de)副反(fan)應(ying)發生(sheng)在堿(jian)(jian)催化酯(zhi)交換段，即(ji)堿(jian)(jian)性催化劑(ji)與(yu)油脂（甲酯(zhi)）發生(sheng)皂(zao)化反(fan)應(ying)形成皂(zao)并夾帶(dai)油脂（甲酯(zhi)），也就(jiu)是說皂(zao)化反(fan)應(ying)是酸(suan)堿(jian)(jian)法(fa)主(zhu)要(yao)的(de)副反(fan)應(ying)，其(qi)表象就(jiu)是甘油層含油率可達30%以上。

2. 酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)：由于(yu)酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)是在較高(gao)溫度(du)（100—120℃）下進(jin)行，因此難(nan)免會發生聚(ju)合、焦化(hua)(hua)、碳(tan)化(hua)(hua)、磺化(hua)(hua)（硫酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)劑時）等副反(fan)(fan)應，與酸(suan)堿法不同的是，皂化(hua)(hua)副反(fan)(fan)應具(ju)有很好(hao)的可(ke)逆(ni)性(xing)，酸(suan)化(hua)(hua)即可(ke)以回收油脂，而(er)酸(suan)催(cui)化(hua)(hua)副反(fan)(fan)應基本不具(ju)有可(ke)逆(ni)性(xing)，形成的膠質、瀝青質等沒有回收價值，只能(neng)是進(jin)入生物重油成。

3.生物酶法：相比之下，生物酶催(cui)化首先具有強烈的“定向性”，即(ji)只(zhi)對(dui)于(yu)酯(zhi)(zhi)化、酯(zhi)(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)、水(shui)解這些“有用”的反應(ying)起到催(cui)化左右，而對(dui)于(yu)其(qi)他反應(ying)基本(ben)上“無(wu)動于(yu)衷”，因(yin)此很少副反應(ying)；另外就是(shi)液體酶催(cui)化酯(zhi)(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)反應(ying)比較徹底(di)，不(bu)同(tong)于(yu)化學(xue)法的“先酯(zhi)(zhi)化、后酯(zhi)(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)”的次序(xu)。

小結：由于生物酶催(cui)化機理先天的(de)(de)優勢，因此生物酶法(fa)的(de)(de)副(fu)反應很少(shao)，另外(wai)由于其特有的(de)(de)“定向性”，其轉化率也比較高，尤其是對于酯交換反應，生物酶法具有無皂化風險且轉化率高并先于酯化反應的特色和優勢。

05、催(cui)化(hua)劑成(cheng)本(ben)

價格昂貴(gui)是(shi)生物(wu)酶催(cui)化劑.大的(de)不(bu)足之一，如何提高循(xun)環利用率是(shi)降低生物(wu)酶催(cui)化劑成本(ben)的(de)關(guan)鍵，因為.終(zhong)只有(you)較低成本(ben)的(de)催(cui)化劑才具(ju)有(you)產業(ye)化優勢(shi)，否則只能是(shi)實驗室成果(guo)；相比之下，化學法的(de)優勢(shi)之一就是(shi)催(cui)化劑價格低廉、生產成本(ben)低。

1.酸(suan)堿法：所使用(yong)的(de)(de)典(dian)型(xing)催化(hua)劑是0.5—2%的(de)(de)硫(liu)酸(suan)和0.5%的(de)(de)氫氧(yang)化(hua)鉀（質量百分數），硫(liu)酸(suan)核計(ji)約3—12元(yuan)/噸(dun)生物柴(chai)油(you)，氫氧(yang)化(hua)鉀核計(ji)約30—40元(yuan)/噸(dun)生物柴(chai)油(you)，總成(cheng)本不(bu)高(gao)于50元(yuan)/噸(dun)生物柴(chai)油(you)。

2.酸催化(hua)：所使用(yong)的典型催化(hua)劑是0.8—1.2%硫(liu)酸（質量百分數），成(cheng)本(ben)不超過(guo)10元(yuan)/噸生物柴油(you)；如(ru)果使用(yong)有機酸，則成(cheng)本(ben)較高(gao)（100元(yuan)左右(you)）。

3.生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)法(fa)：目(mu)前據(ju)比較(jiao)權威的(de)說法(fa)有(you)兩(liang)個(ge)，其一是(shi)(shi)(shi)(shi)諾維(wei)信中(zhong)國分公(gong)司給出的(de)數據(ju)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)大于(yu)200元/噸(dun)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)柴(chai)油(you)，另(ling)一個(ge)是(shi)(shi)(shi)(shi)清華大學給出的(de)不(bu)(bu)大于(yu)150元/噸(dun)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)柴(chai)油(you)，二者共同的(de)就是(shi)(shi)(shi)(shi)提高回收量和循(xun)(xun)環(huan)(huan)次數以(yi)(yi)降低成本(ben)；不(bu)(bu)過(guo)，由于(yu)目(mu)前生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)法(fa)的(de)催化劑是(shi)(shi)(shi)(shi)采用(yong)“一次加入、多(duo)次循(xun)(xun)環(huan)(huan)”的(de)方式，因(yin)此在生(sheng)(sheng)產過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)存在萬一誤操作而造成“崩(beng)潰”致使催化劑全部(bu)失活的(de)風險(xian)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)法(fa)的(de)不(bu)(bu)足；還有(you)一個(ge)風險(xian)就是(shi)(shi)(shi)(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)法(fa)反應(ying)過(guo)程(cheng)(cheng)只適合于(yu)攪拌而不(bu)(bu)適合于(yu)循(xun)(xun)環(huan)(huan)，因(yin)為(wei)(wei)循(xun)(xun)環(huan)(huan)泵的(de)葉輪(lun)處容易(yi)形成局部(bu)高溫，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)容易(yi)失活；還有(you)就是(shi)(shi)(shi)(shi)雖然可(ke)以(yi)(yi)使用(yong)碳鋼設備，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)由于(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)對重(zhong)金屬離子敏感，因(yin)此還是(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)(yi)不(bu)(bu)銹鋼或者搪(tang)玻璃設備為(wei)(wei)好。

小結：從(cong)催化(hua)劑成(cheng)本的(de)角度來看，生物酶法(fa)(fa)催化(hua)劑成(cheng)本高于化(hua)學法(fa)(fa)，而化(hua)學法(fa)(fa)又以(yi)酸催化(hua)法(fa)(fa).低。

06、產品質量

在(zai)此我們(men)分別對比生物柴油(you)、生物重油(you)、甘油(you)三種產品(pin)。

1.截止(zhi)到2019年4月，實(shi)際產(chan)品(pin)情況顯示化(hua)學法(fa)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)柴(chai)油可以滿足(zu)歐盟(meng)標準EN14214和國家標準GB 25199附錄(lu)C（BD100），而生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶法(fa)得到的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)柴(chai)油在酸值(zhi)、硫含(han)量二項關(guan)鍵指標還無法(fa)達(da)到要求(qiu)，需要進(jin)(jin)一(yi)步(bu)改進(jin)(jin)；至(zhi)少是至(zhi)今為止(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)酶法(fa)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)柴(chai)油還沒有(you)出口(kou)產(chan)品(pin)。

2.酸(suan)堿法(fa)得(de)到(dao)的生(sheng)物重(zhong)油由于(yu)含皂，因此粘(zhan)度較(jiao)大(da)；酸(suan)催(cui)化法(fa)由于(yu)聚合的原(yuan)因，其(qi)生(sheng)物重(zhong)油粘(zhan)度也較(jiao)大(da)；而生(sheng)物酶(mei)法(fa)得(de)到(dao)的生(sheng)物重(zhong)油粘(zhan)度小，流動性好，是非常優異的燃料油調(diao)合組分。

3.酸堿法(fa)得到(dao)的(de)甘油(you)由于(yu)反(fan)復中(zhong)和而含(han)有大(da)量的(de)鹽(yan)(yan)，難于(yu)精制且產生不好處(chu)理的(de)鹽(yan)(yan)類；酸催化法(fa)甘油(you)基本進入污水(shui)處(chu)理成為沼氣；而生物(wu)酶法(fa)得到(dao)的(de)甘油(you)由于(yu)不含(han)鹽(yan)(yan)，經過技術處(chu)理應該可以(yi)得到(dao)質量優異的(de)精甘油(you)（目前還沒有生物(wu)酶法(fa)精甘油(you)的(de)產品信息）。

小結：生(sheng)(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)、生(sheng)(sheng)物(wu)重油(you)、甘(gan)油(you)三種產品，按照本(ben)文發表(biao)時間為截止時間，生(sheng)(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)產品質量是化學法優(you)于(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)酶法，而相關(guan)副產品生(sheng)(sheng)物(wu)重油(you)、甘(gan)油(you)則是生(sheng)(sheng)物(wu)酶法優(you)于(yu)化學法；這(zhe)一(yi)點需要等待生(sheng)(sheng)物(wu)酶法能夠得(de)到合格(ge)的生(sheng)(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)產品后再(zai)統一(yi)對比。

結論：以上對酸(suan)(suan)堿法、酸(suan)(suan)催化(hua)法與(yu)生(sheng)物酶法生(sheng)物柴油技(ji)術從(cong)幾個(ge)方面進行(xing)了簡(jian)單(dan)對比，由于(yu)作(zuo)者水平所(suo)限，一些觀點難免(mian)有失偏頗，歡迎(ying)大家爭鳴。

全國生物柴(chai)油行業協作組..委員會常務(wu)副主任

寧守儉

2019年5月13日星(xing)期一

為適應國內(nei)外市場能(neng)源(yuan)結構的變化，以及油脂工(gong)業以規(gui)模效益為顯著特征(zheng)的發展趨勢，河南恒天久(jiu)大實業有(you)限(xian)公司率先開(kai)發出(chu)了利用不適合人類食用的(de)和廢棄的(de)動、植物(wu)(wu)油(you)脂制造燃料(liao)用生物(wu)(wu)柴油(you)項目，并使工廠(chang)生產能力(li)擴(kuo)展，成本(ben)降低，以綠(lv)色、健康概(gai)念引導(dao)企業品(pin)牌效益，順應(ying)了市場發展的(de)需求。截(jie)止目前，公司已經成功完成多個大中(zhong)型(xing)生物柴(chai)油項目的工程總(zong)承包，具有豐富的工(gong)藝(yi)設計和施(shi)工(gong)指導經驗，竭誠歡(huan)迎新(xin)老(lao)客戶及(ji)技術(shu)大咖參與交(jiao)流(liu)合(he)作和參觀(guan)考(kao)察！咨詢熱(re)線：0371-86561186   15617916515