国内外生物柴油技术进展
微藻生物柴油的现状与进展
微藻生物柴油的现状与进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强,寻找可再生、环保的替代能源已成为全球科研和工业领域的热点。
微藻生物柴油作为一种新兴的绿色能源,其独特的优势与潜力正逐渐受到人们的关注。
本文旨在全面概述微藻生物柴油的当前发展状况、技术进步、应用前景以及面临的挑战,以期对微藻生物柴油的研究与应用提供有益的参考和启示。
文章将首先介绍微藻生物柴油的基本概念、特点及其作为可再生能源的重要性,然后重点分析微藻生物柴油的生产技术、产业链构建、市场应用等方面的现状与进展,最后探讨其未来发展趋势和可能遇到的问题。
通过本文的阐述,读者可以对微藻生物柴油有一个全面而深入的了解,为相关研究和产业发展提供有益的参考。
二、微藻生物柴油的基础知识微藻生物柴油是一种由微藻经过特定培养和处理过程后提取出的可再生能源。
微藻,作为一类微小的水生植物,具有生长迅速、光合作用效率高、生物量产量大等特点,因此被视为生物柴油生产的理想原料。
微藻生物柴油的生产过程主要包括微藻的培养、收获、油脂提取和生物柴油的合成等步骤。
在微藻培养阶段,需要选择适合的培养基和光照条件,以促进微藻的生长和油脂的积累。
收获阶段则采用离心、过滤等方法将微藻从培养液中分离出来。
油脂提取则利用有机溶剂或物理方法将微藻细胞内的油脂提取出来。
通过酯化或酯交换反应,将提取出的油脂转化为生物柴油。
与传统的化石柴油相比,微藻生物柴油具有可再生、环保、可持续等优点。
微藻生物柴油的原料来源广泛,生长周期短,不受地域限制,因此具有巨大的生产潜力。
微藻生物柴油的燃烧产物主要是二氧化碳和水,对环境影响小,有利于减缓全球气候变化。
微藻生物柴油的燃烧效率高,动力性能良好,能够满足现代交通工具的需求。
然而,微藻生物柴油的生产也面临一些挑战和限制。
微藻生物柴油的生产成本较高,主要包括微藻培养的成本、油脂提取和生物柴油合成的成本等。
微藻生物柴油的生产过程中会产生一些废弃物和废水,需要进行有效的处理和处置。
生物柴油研究与应用现状
生物柴油研究与应用现状摘要:随着环境污染问题的日益严重和能源危机的日益紧迫,迫使人们急需寻找一种不仅清洁的、对环境友好的、而且可再生的能源。
生物柴油的可再生性和清洁性引起了世界各国的重视。
综述了生物柴油在国内外的生产应用现状、发展趋势以及发展生物柴油对我国的意义。
并对生物柴油生产方法的研究进展进行详细的介绍,重点介绍了酯交换反应,对生物柴油目前还存在的问题进行了分析。
石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。
但近年来,石油供应出现紧缺,石油价格居高不下,各国从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展一些可以再生、清洁的对环境友好的能源。
生物柴油作为优质的柴油代用品,对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。
我国是一个石油短缺的国家,石油资源数量较少,生产能力增长缓慢。
但随着生活水平的提高,石油的需求急剧增长,供应缺口越来越大。
2005年我国生产原油1.815亿t,进口原油1.27亿t,成品油净进口1742万t,石油对外依存度已达42.9%。
这种状况不仅给石油供应带来很大的压力,而且也危及到国家能源安全。
另一方面我国环境状况也不容乐观,而能源使用过程中带来的污染是一个重要方面。
因此,在我国发展生物柴油具有更大的意义。
1国内外生物柴油应用情况1.1美国美国是最早研究生物柴油的国家之一,原料是以大豆油为主。
生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初,但直到近几年才逐渐形成规模,并已成为该国发展最快的替代燃油,产量从1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。
目前美国已有4家生产厂家,总生产能力达30万t/a,预计到2011年美国生物柴油的生产能力将达115万t/a。
美国在生产柴油的研制过程中,生产成本的合理化,适宜原料的选择及理化特性的改进方面都取得了突破性的进展。
为促进生物燃料的发展,美国政府采取了有力的补贴措施。
1.2欧洲生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油的5%,2001年生物柴油产量已超过100万t,主要以油菜为原料,目前在欧盟各国以前通常被用来做饲料用的废食用油脂,现在也正转向生产生物柴油。
柴油机燃用生物柴油的研究进展
源 。为此 , 对 国内外 生物 柴 油研 究 出 现 的一 些 新 对 象 和 新 方 法 进 行 了综 述 , 要 介绍 了 生物 柴油 含 量 对 生 物 针 主 柴油 一 柴油 混 合燃 料 物性 参 数 的影 响规 律 、 用 数 值 模 拟 和 高 速 摄 影 研 究 生 物 柴 油 的喷 雾 特 性 及 其 影 响 因 素 、 采 采用 内窥 镜 高 速摄 影 研究 生 物柴 油 的燃 烧 过 程 、 生物 柴 油发 动 机尾 气 中 颗粒 物 质 的 特性 等 方 面 的 国 内外 研 究 进
料大 规模 生 产 替代 液 体燃 料一 生 物 柴 油 , 增强 国家 对
石油安 全 具有重 要 的 战略意 义 。
1 )密度 、 度 随生物 柴 油体积 百分 含量 的增 加而 粘
上升 ;
目前 , 界各 国都在 积 极 开 展 生物 柴 油 的研 究 工 世
作 。大量 研 究发 现 , 用 生物 柴 油 及 其 与柴 油 的混 合 燃 燃 料 , O、 P 和 C 的排放 量均 较燃 用 纯柴 油 有 C HC、M O 不同程 度 的降低 ,N 排 放 略有升 高 。 以前 对 生物 柴 O 油 的研究 主要集 中在生 物 柴 油 的制 备 工 艺 和方 法 , 以
力、 十六烷 值 、 闪点 、 滑 性 、 含 量 、 滤 点 、 固点 润 硫 冷 凝 等理化 性质 的测 试 和研 究 , 步 探 讨 了生 物 柴 油含 量 初
抗 暴性 好 、 烧 充 分 等 优 良 的使 用 性 能 和 可 再 生 性 , 燃 其 环境 友好 性 及 良好 的替 代性 能 , 是最 具 发 展 潜 力 的 大 宗生 物基 液体 燃 料… 。前 不 久 , 中国工 程 院专 家 在
生物质燃料技术的现状和前景
生物质燃料技术的现状和前景能源问题一直是人类面临的难题,尤其是在当今社会,全球能源需求不断上升,而且环境问题也越来越引起人们的关注。
为此,许多国家开始在生物质燃料技术方面加大投入,寻求对人类未来能源的可持续发展。
一、生物质燃料技术现状生物质燃料技术是利用植物、生物废弃物等生物质资源燃烧而获得的清洁能源。
目前,全球已经开始对生物质燃料技术进行研究和开发,并取得了相当的进展。
生物质燃料技术主要分为液体生物质燃料(如生物柴油、生物乙醇等)、固体生物质燃料(如木材颗粒、生物质炭等)和气体生物质燃料(如沼气、生物气体等)等。
其中,生物柴油和生物乙醇是目前应用最为广泛的液体生物质燃料。
生物柴油是从油料植物中提取的轻质油脂经过酯化反应,形成的一种清洁燃料。
而生物乙醇则是用淀粉类和糖类物质发酵后获得的一种可替代汽油的清洁燃料。
固体生物质燃料主要指的是作为燃料的木材、秸秆等颗粒和生物质炭。
它们不仅具有高能量密度、低成本,而且还可以减少燃煤污染等环境问题。
气体生物质燃料包括沼气、生物气体等。
在农村地区,生物气体一般是通过饲料废弃物和污水等废弃物质经过厌氧发酵产生的,利用人和动物排泄物和农业废弃物等物料可获取大量沼气,以其为燃料,也可节省传统能源,防止污染。
二、生物质燃料技术前景1.生物质燃料可替代石化燃料,达到环保减排的目的生物质燃料作为清洁燃料,不仅能够缓解全球石化资源的短缺问题,而且可以有效减轻排放的温室气体,达到环保减排的目的。
在生产过程中,生物质燃料的集成利用,可有效地化解农业枯余物,减少热害病虫害、降低土壤糜烂度和肥料损失,同时减少农田通气阻断、提升土壤性质。
此外,生物质燃料是一种可再生资源,想要保护我们的星球,就必须使用可再生资源。
2.生物质燃料具有广泛应用的前景与传统化石燃料相比,生物质燃料具备资源广泛、特性多样、生产可控、入手门槛低等优势,应用场景也越来越多,目前主要用于发电、汽车、烧烤等领域。
未来,随着相关技术的不断发展和应用领域的不断扩展,生物质燃料的使用场景将更加广泛,为可再生能源的利用创造更多的机会。
生物柴油生产现状及技术进展
柴油。
法 国 20 0 5年 生产 4 0×1 t 物 柴油 , 2 0 0 生 到 08 年生产 3 0×1 t 0 0 生物 燃料 中 ,2 2 0×1 将 为生 物 0t
1 世 界 发展 进 展
据 美 国 S I 询 公 司 分 析 , 物 柴 油 销售 额 的 R咨 生 年增 长率 将超 过 2 % 。据 美 国 Fedna咨 询公 司 0 reoi 研究 分析 , 国生 物 柴 油需 求 将 快 速 增 长 , 20 美 到 06 年增 速 为 3% , 物 柴 油 市 场 价 值 将 从 20 0 生 0 3年 35o Y 元增 长到 20 o 7美 0 6年 13亿美 元 。 .
1 1 欧 洲 .
柴油 。使 用 标 准 是 在 普 通 柴 油 中掺 加 5 生 物 柴 % 油 , 生物 柴 油 的税 率 为 零 。法 国道 达 尔 公 司 和 芬 对
兰纳斯特( e e 公司合作 , Ns ) t 在欧洲道达尔公司一炼
厂 建设 新一 代 生物 柴 油 装 置 , 采 用 纳斯 特公 司加 将
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第2 5卷 第 3期 20 0 7年 6月
天
然 气 与 石 油
Vo . 5. . 1 2 No 3
Na u a s An l t r lGa d Oi
Jn. 0 7 u 20
生 物 柴 油生 产 坝 状 及 技 市 进 展
指出 , 生物柴油排放 的 C 比矿 物柴油大 约少 5 % 。 O 0
鲁 齐公 司将 为 德 国 N ce n ekr n可再 生 资 源公 司 建 ma 设 世界 上最 大 的 生物 柴 油 装 置 , 从 菜 籽 生 产 超过 将 2 0×1 ta 生物柴 油 。另 2套 装 置位 于 德 国 R s 0 /的 o-
国内外生物柴油发展现状
国内外生物柴油发展现状随着全球能源需求的不断增加,石油资源日益枯竭,能源安全和环境保护问题日益突出。
生物柴油作为一种可再生能源,具有较低的碳排放和环境友好性,得到了全球范围内的和重视。
在国内外政策的支持下,生物柴油产业发展迅速,不断替代传统石油能源。
生产情况国外生物柴油生产技术成熟,生产规模较大,多采用酯交换反应生产生物柴油,产品纯度高,质量稳定。
而国内生产工艺多样化,多以酸酯交换法和直接混合法为主,生产规模较小,产品纯度较低。
生物柴油作为一种替代能源,在国内外应用领域不断扩大。
在国外,生物柴油主要应用于交通燃料领域,而在国内,则多用于化工、建材等领域。
各国政府为了促进生物柴油产业的发展,均出台了相应的政策支持。
在国外,多以税收优惠、补贴等形式为主;而在国内,则多以产业政策、能效标准等为主。
市场前景随着环保意识的不断提高和能源结构的调整,生物柴油市场需求不断扩大。
预计未来几年,国内外生物柴油市场将保持快速增长态势。
为了提高生物柴油的产量和纯度,各国不断加强技术创新。
未来,生物柴油生产工艺将更加环保、高效、低成本,不断提高生物柴油的市场竞争力。
技术路线目前生物柴油生产技术多样化,但各技术路线均有优缺点。
因此,选择适合国情的生物柴油技术路线是当前需要解决的重点问题。
生产工艺是影响生物柴油质量和产量的重要因素。
优化生产工艺,提高产品质量和降低成本是当前生物柴油产业需要解决的关键问题。
生物柴油作为一种可再生能源,具有较高的环保效益,但生产成本较高,需要提高其经济效益。
通过优化生产工艺、降低成本、拓展应用领域等方式,提高生物柴油的经济竞争力。
本文对国内外生物柴油发展现状进行了详细的分析和对比,指出了存在的问题和发展趋势。
目前,生物柴油产业在政策支持、市场需求和技术创新等方面均呈现良好的发展态势。
但同时也存在生产成本高、应用领域有限等问题。
未来,需要进一步优化生产工艺降低成本、拓展应用领域提高经济效益、推动政策支持加大产业发展力度,促进生物柴油产业的可持续发展。
生物柴油的应用现状及技术进展
生物柴油的应用现状及技术进展张 静1,唐恩凌2(11中国石油锦西石化公司研究院,辽宁葫芦岛 125001;21沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳 110168) 摘 要:介绍了生物柴油的主要特性、原料来源及生产工艺;评述了国际上现有的各种生物柴油生产方法;给出了国内外生物柴油应用现状及技术进展;对我国生物柴油发展应解决的技术问题进行了概述,展望了我国生物柴油的发展前景。
关键词:生物柴油;可再生能源;酯交换反应 中图分类号:TE626.24 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)0820023208 生物柴油是生物质能的一种形式,其主要成分为通过动植物油脂转化而来的高级脂肪酸的低碳烷基酯混合物,因其物化性能与石化柴油相近,并可以直接代替石化柴油或与普通石化柴油以任意比例互溶代替石化柴油使用而得名。
与来自于石油的石化柴油相比,生物柴油具有环境友好、在使用过程中可降低有害废弃物排放等多方面环保优点,加之占世界能源消耗量40%的石油因资源量极为有限,造成原油和燃料油市场价格巨幅波动,生物柴油作为一种优质生物质可再生能源,自20世纪90年代以来在世界范围内形成了研究开发热潮,并已经形成快速发展的产业。
我国是世界上经济发展最为迅速的国家之一,对能源的需求量长期持续高速增长,在现在的能源消耗构成中,除煤炭能够满足自给外,石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要,特别是石油。
我国2003年消耗石油215亿t,从国际市场上进口高达9100万t,国际依存度高达3614%,从各种渠道得到的数据表明,2004年我国石油进口量将突破亿t大关,达到112亿t,石油的国际依存度也将突破40%。
国际石油价格的高企,不仅增加了购买石油的外汇消耗,而且给我国经济的稳定发展造成不容忽视的负面影响。
与矿物柴油相比,生物柴油具有环境友好的特点,其柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10,颗粒物为20%,CO2和CO排放量仅为10%。
生物柴油的现状及合成方法
1.2 美国
美国是最早研究生物柴油的国家。生物柴油在美国的 商业应用始于20世纪90年代初,联邦政府、国会以及有 关州政府通过政令和法案,支持生物柴油的生产和消费, 并采取补贴等措施,使生物柴油产业迅速发展起来。目 前,美国已经有多家生物柴油生产厂和供应商,生产原 料主要以大豆油为主,年生产生物柴油30万t以上,并且 生物柴油的税率为零。美国在生产大豆生物柴油的同时, 也积极探索其它途径生产生物柴油,美国可再生资源国 家实验室通过现代生物技术制成“工程微藻”。实验室 条件下可以使其脂质含量达到40%~60%,预计每英亩 “工程微藻”可年产6400L~16000L生物柴油,为生物 柴油的生产开辟了一条新途径。
精制装置图
大豆油国家标准
密度 0.919-0.925 碘值(g/100g) 124-139 皂化值(mg/g) 189-195 酸值(mg/g) < = 4.0
酸值的测定
皂化值的测定
测定步骤:油脂样品3.000~5.000g置于250mL锥形瓶中,准确放 入50mL0.5moL/L氢氧化钾乙醇溶液,接上回流冷凝管,置于沸 水浴中加热回流0.5小时以上,时期充分皂化。停止加热,稍冷, 加酚酞指示剂5~10滴,然后用0.5moL/L盐酸标准液滴定至红色消 失为止。同时吸取50 mL0.5moL/L 氢氧化钾乙醇溶液按同法做空 白实验。 结果按下式计算: 皂化值=[c(V0-V1)*56.1]/m C——盐酸标准溶液的实际浓度(moL/L) m——样品质量,g 56.1——氢氧化钾的摩尔质量,g/moL V0——空白实验消耗盐酸标准溶液的体积,mL V1——试样消耗盐酸标准溶液的体积,mL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 微乳化法 微乳化法是利用乳化剂将植物油分 散在黏度较低的溶剂中制成微乳状液, 以降低动植物油高黏度。 优点:除辛烷值较低外,与2号柴油相似。 缺点:出现了积炭和使润滑油黏度增加 等问题。 适应性:此方法与环境的关系很大, 环 境的变化易出现破乳现象。
国内外生物柴油研究进展
Ke ywo d bo is lme i; rp r t n; v lpme t tt s me s r s ol un o r e eg rs ide e ; rt p e a ai de eo o n au ; a u e ;i f we ; n r ypln s s l at
能源 是 人 类社 会 发 展 的 支柱 , 着 世 界经 济 的快 速 发 随 展 , 能源 的需 求量 也飞速 增 加 。 B 对 据 P公 司 的预 测 , 按照 目 前 的开 采 量计 算 , 世 界石 油 储 量 只能 开 采 4 全 0年 . 然 气 天 为 6 5年 , 煤炭 为 1 5年 I 能 源短 缺 已经 成 为 制约 世 界经 济 6 l I 。 发 展 的 重 要 因 素 。 此 , 求 可 再 生 能源 倍 受 世 界 各 国 关 为 寻 注 。 物质 能源 作 为可 再生 能源 , 目前世 界 能源 消耗 总 量 生 是 仅次 于煤 炭 、 油 和天然 气 的 第四大 能源 , 石 在整 个 能源 系统 中 占有 重 要 的地 位 。 为生 物 质 能源 最 重 要 的可 再 生 液 体 作 燃料 之 一 , 生物 柴 油 具 有能 量 密 度高 、 滑性 能 好 、 运 安 润 储 全 、 爆性 好 、 抗 燃烧 充 分等 优 良使 用性 能 , 具有 可 再 生性 、 还 环境 友 好 性及 良好 的 替代 性 等 优点 , 最 具发 展 潜 力 的 大 是 宗生 物基 液体 燃料 翻 合理 开发 利 用生 物柴 油对 l t o e nd br ad s a c Pr gr s o od e e a H m a A o
生物柴油应用技术进展
( 胜利油田石油管理局 ,山东滨州 260 ; 2 泰山医学院 ,山东泰安 211) 1 . 550 . 70 6 摘要 在 石油资源 日 紧张以及环保 法规 日 趋 趋严格的今 天,生物柴油作为 内燃机代 用燃料的 研究受到广泛 的关注。 简要介绍生物柴油的原料 、工 艺及其和柴油的理化特性对比,对国内外
关键词 :生物柴油 替代燃料 柴油机
K ywo d : i- is lat r a ie f e, is l n ie e r s bo de e , l n t lde e gn e v u e
生物柴油即脂肪酸甲酯 。由可再生的油脂原料 是一种可以替代普通柴油使用的 汽车作为石油产品的主要用户 ,在汽车消费市 经过合成而得到 。 场不断扩大、车用燃料消耗量 日趋增长的同时 。石 清洁的可再生能源。其原料来源丰富.可以是任何
r n e t r t c in a e a t a ig t e e r h i t r ssf rb o d e e u l wh c e a d o m n a p o e to r c v t l i n her s ac e e t o i - i s l e, i h i r g r - n f s
性以及环保方面的优势而引起人们的广泛关注和研 物柴油;后者利用生物酶法合成生物柴油,这种工 究 ,其在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油 ,而且 艺生产的生物柴油具有条件温和、醇用量少 、无污
可 以直接用于柴油机 ,被认为是石化 柴油的替代
染物排放等优点 。但 由于低碳醇对酶有毒性 ,致使 酶法转化率低 ( 低于 9%) O ,目前 尚未工业化 。
生物柴油 以其丰富的原料来源、良好 的可再生
及经过精炼或酯化处理 的生物油。
生物柴油的应用和研究现状及进展
源 的理 想 替 代 品 。本 文 综 述 了生 物 柴 油 的优 点 以 及 目前 国 内外 的 生产 应 用现 状 。 点 介 绍 了 生物 柴 油 的 生产 方 法 以及 当前 国 内对 于 生 物 柴 油 重 原料的研究方向。
【 键词】 关 生物 柴 油 ; 制备 方 法 ; 备 原 料 制
生 物 柴 油 相 对 于 普 通 柴 油 . 点非 常 明 显 : 先 生 物 柴 油 以 可 再 设 备要 求 高 . 耗 大 , 阻碍 其 进 一 步 推 广 的 障碍 之 一 。 催 化 交 换法 优 首 能 是 酶 因其 环 境 友 好 , 应 性 强 , 分 离 , 耗 低 , 适 易 能 生 的 动 植 物 脂 肪 酸 单 酯 为原 料 , 减 少 对 石 油 的依 赖 性 , 供 可 再 生 是 近 年来 的研 究 热 点 之一 , 可 提 能 源 。其 次 生 物 柴油 环 境 友 好 , 物柴 油 的尾 气 中有 毒 有 机 物 、 粒 物 是 目前 最经 济 , 有 优 势 的方 法 之 一 。例 如 北 京 化 工 大 学 对 于 以 小桐 生 颗 最 就 和 C .C 的 含量 分 别 仅 为 普 通 柴 油尾 气 含 量 的 1%、0 O O O 2 %和 1%, 0 无 子 油 为原 料 生 产 生 物 柴 油 的试 验 , 很 好 的 体 现 了酶 催 化 对 与 酸碱 催
S 铅 等 有 毒物 质 的排 放 ;混 合 生 物 柴 油 可 将 尾 气 的 含 硫 体 积 分 数 化 的 优 越性 。 于小 桐 子 油 是 高 酸值 的油 , 先 用 酸做 催 化 剂 , 小 酸 O和 由 要 减 值. 之后 再 用 碱 做 催 化剂 , 应 工 艺 复 杂 , 染 环 境 。 而 用 生 物 酶 催 化 反 污 从 50 14降低 到 5 l- 。 0 ̄0 x 0q “ 1 应 用 现 状 就 可 以 将酯 化 反 应 和 转酯 化 反应 一 步 进 行 , 大简 化 了工 艺 流 程目 大 。
生物柴油研究与开发进展
Th e e r h pr g e so o is l o er s a c o r s n bi d e e duc i n pr to
缺陷, 需要设计专 门柴油 机。酯交换后得到 脂肪酸 甲
酯, 分子量降至 20 0 , 0  ̄3 0 与柴油相近 , 性能 也接近于 柴油 , 可按任意 比例 混合 , 也无需专门柴油机。 生物柴油 主要是 由 C、 o三种元素组成 。其主 H、 要成份是棕榈酸 、 硬脂 酸、 油酸、 亚油酸等长链饱 和或 不饱和脂 肪酸与 甲醇或 乙醇 等醇类物 质所 形成 酯类 化合物 。如以大豆油为原料生产 生物柴油化学组成与 原料大豆油区别见表 1 。
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8
粮 食 与 油脂
20 第 4期 07年
生 物 柴 油 研 究 与 开 发 进 展
孙 尚德 , 兴国 。 王 单 良
摘
( 江南 大学食品 学院 , 苏无锡 2 4 3 ) 江 10 6 要: 该文论 述 生物柴 油 国内外研 究现 状 、 究发 展 、 研 生产方 法 、 存在 问题及 其 可能解 决 方案 ; 生
国内外生物柴油技术进展
美 国主要 采 用大 豆油 、欧洲 主要 使用 菜 籽油 、亚 太
地 区主要 使 用棕 榈油 。 据专 家 考察 分析 ,中 国生物 柴油 原 料将 主要 来
种 植一 资 源一 能源 一体 化 系统 出发 ,选 育适 合不 同
地 域 生长 的优 良燃 料 油植 物种植 ,建立 燃料 油植 物 种 植 资源 发展 基地 和生 物燃 料 油生 产示 范工 程 ,采 用基 因工 程等 现 代技术 改 良物种 性 状 ,培育 高产 燃 料油 植物 新 品种 ;开展 优 良种 源及 无性 系 速成 丰产 栽培 示 范 ,对 有 重要 经 济价值 的 国外 油料 植物种 类 和优 良无性 系进 行 引种 、驯化 和 小面 积栽 培实 验 。 由于原 料来 源有 明 显 的地 域 差别 ,各 个 国家都
数 据 来 源 :S I 询 公 司 R 咨
约 3 0种 ,并 能利 用荒 山 、沙地 等 宜林 地进 行造 林 , 建 立起 规模 化 的 良种 供 应基 地 的生物 质燃 料油 植物 在 l 0种左 右 。科 技 部 在 “ 五 ” 攻 关 计 划 中 ,从 十
世 界不 同地 区生 产 生 物 柴油 所 用 的原 料不 同 ,
2 技 术 转 让
目前 ,欧美 生物 柴油 生产 技术 已 比较 成熟 ,有
借 鉴价 值 。
、
表 2 生物柴油技术转让公 司
2 , 仅 / - . 1 7 . I 、
生产 过程 可 以采 用酸 性催 化剂 或 碱性 催化 剂 ,其 中 后 者应用 更 为广 泛 ,原 因是碱 性 催化 剂反 应 速度 比 较快 ,而且 不会 腐蚀 设 备 。 目前 国外 应用 比较多 的
・
1 ・ 4
生物柴油生产技术的研究进展
摘
要: 生物 柴 油作 为一 种 新 兴 的 生物 能 源 , 其 可 降 解 性 、 再 生 性 等 优 良品 性 受到 A 4 极 大 的 关 注 。生 物 柴 油 以 可 -N
生产 技 术 从 最 初 的 直 接 使 用 法 、 释 混 合 法等 到 后 来 的酸 / 催 化 法 、 物 酶 法 、 临界 法 , 历 了 漫 长 的 发 展 过 程 。 综 稀 碱 生 超 经 述 了 国 内 外生 物 柴 油 生 产技 术 的 优 缺 点 及 其研 究 进展 。 关键词 : 生物 柴 油 ; 产技 术 ; 理 法 ; 学 法 ; 物 酶 法 ; 临界 法 生 物 化 生 超
微 乳化法 是用 甲醇 、 乙醇 、 丁醇 等表 面活性 剂和 助
表 面活性 剂对 植物 油进 行 微 乳 化 , 以降 低植 物 油 的 高
粘度 。1 8 9 4年 , i e k 等 [ 用 5 碱 提 取 的冬 季 Ze ws i 6 j 3
葵花 油 、 3 3 的 10P o f 1 . 9 一 ro 乙醇 以及 3 . 的正 丁 34
1 1 直 接 使 用 法 .
油 直接 注入发 动机 只 能作 为 短 期 燃料 , 而不 能 长 期使 用 。总 之 , 由于植 物油 的高粘 度及 其酸性 成分 、 游离脂
肪 酸成 分 , 接使 用植 物油或 者与 石化 柴油混合 使用 , 直
效果 都 不能令人 满 意 。
1 3 微 乳 化 法 .
进展 。
l 物 理 法
物理 法是指通过物理 机械的作用 , 动植物 油脂与 将
的粘度 在 4 ℃ 为 4 8 S , 于 美 国材 料 试 验 学 会 0 . 8et高
( TM) 定 的最 高粘度 值 ( . S ) 故 将这 种 混合 AS 规 4 0e t ,
生物柴油生产及性质研究进展
生物柴油生产及性质研究进展一、本文概述Overview of this article随着全球能源需求的日益增长以及环境保护意识的日益加强,生物柴油作为一种清洁、可再生的替代能源,正受到越来越多的关注。
生物柴油是由可再生生物质资源(如动植物油脂、废弃餐饮油等)通过酯交换或酯化反应得到的脂肪酸甲酯或乙酯,具有良好的环保性、可再生性和生物降解性。
本文将对生物柴油的生产方法、性质及其研究进展进行概述,旨在探讨生物柴油的应用前景及面临的挑战。
With the increasing global energy demand and the increasing awareness of environmental protection, biodiesel, as a clean and renewable alternative energy, is receiving more and more attention. Biodiesel is a fatty acid methyl ester or ethyl ester obtained through ester exchange or esterification reactions from renewable biomass resources (such as animal and plant fats, waste cooking oil, etc.), which has good environmental friendliness, renewability, and biodegradability. Thisarticle will provide an overview of the production methods,properties, and research progress of biodiesel, aiming to explore the application prospects and challenges faced by biodiesel.本文首先介绍了生物柴油的生产方法,包括酯交换法和酯化法,并详细阐述了各种方法的原理、优缺点及适用范围。
生物柴油生产技术研究一、国内外发展现状与开发意义1、国内外发展
生物柴油生产技术研究一、国内外发展现状与开发意义1、国内外发展现状生物柴油既可作为一种生物燃料,又可作为柴油机燃料的添加剂。
近20年来,由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物,已引起了世界各国的广泛关注。
目前,欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油.而日本则通过回收废食用油来制备生物柴油。
欧洲已建文了数家生物柴油工厂.规模最大的生物柴油工厂在意大利.生产能力达250 000t/年。
1982年前后,德国和奥地利首次在柴油机引擎中使用菜籽油甲酯。
1985年奥地利建立了以新工艺(常温、常压)生产菜籽油甲酯的中试装置,并从1990年起以菜籽油为原料工业化生产生物柴油。
同年.生物柴油在拖拉机中广泛试用、得到了一致的好评及认可。
成为生物柴油成功走向市场的里程碑。
1996年德国和法国建立了生物柴油的工业化生产装置。
并在V olkswagen、Aud i等小轿车中使用生物柴油作为发动机燃料;同年,欧洲还成立了以生产生物柴油为主的生物柴油委员会,这表明了又一个新兴工业的形成。
1991年奥地利标准局首次发布了生物柴油的标准,之后,世界上其他—些国家,如法国、意大利、捷克、瑞典、美国和德国,也相继建立了生物柴油标准。
生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品燃料油市场的5%。
欧洲生产生物柴油的原料主要为菜籽油,目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的品质制定的。
1999年,欧盟共生产了3.9亿升生物柴油。
2000年初德国的生物柴油生产总量已达45万吨.并有逐年上升的趋势。
德国凯姆瑞亚·斯凯特公司自1991年起开发研制了生产生物柴油的工艺和设备。
目前已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂,最大产量达300吨/日。
在美国,生物柴油的产量由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。
目前已有纯态形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料、在汽车上的试验已超过1600万公里。
纯态形式的生物柴油又称为净生物柴油,已经被美国能源政策法正式列为一种汽车替代燃料。
第二代生物柴油研究进展
第二代生物柴油研究进展摘要:介绍了第二代生物柴油的优势,叙述了第二代生物柴油的制备原理,概括了3种主要的生产工艺,即油脂直接加氢脱氧工艺、加氢脱氧再异构工艺和柴油掺炼工艺。
对制备过程中涉及的加氢脱氧催化剂和加氢异构催化剂进行了总结,指出了第二代生物柴油发展面临的问题及解决方向。
关键词:第二代生物柴油加氢脱氧加氢异构目前,国内外生物柴油厂家大多采用酸--碱催化两步法间隙反应工艺生产第一代生物柴油,生产过程会产生大量的含酸、碱、油工业废水,产品是混合脂肪酸甲酯,含氧量高,热值相对比较低,其组分化学结构与柴油存在明显的不同。
近年来,一些研究者提出了基于催化加氢过程的生物柴油合成技术路线,即动植物油脂通过加氢脱氧、异构化等反应得到与柴油组分相同的异构烷烃,形成了第二代生物柴油制备技术。
第二代生物柴油是高质量柴油,不影响柴油储运,不影响发动机和尾气处理。
为避免与食用油竞争,使用非食用油如麻疯果油和海藻油及废油脂生产。
2007年夏,第一套工业规模的可再生柴油(第二代生物柴油)装置在荷兰Neste石油公司Provoo炼厂投产,还有几套工业装置处于可行性研究阶段。
埃克森美孚、BP等跨国石油公司都在大力发展第二代生物柴油生产技术。
中国石化集团公司也非常重视生物柴油技术开发,石油化工科学院目前正在加紧开发第二代生物柴油技术。
1 第二代生物柴油的优势从产品性能上看,与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比,第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同,具有与柴油相近的黏度和发热值,具有较低的密度和较高的十六烷值、硫含量较低、倾点低以及与柴油相当的氧化安定性等优势。
同时,第二代生物柴油的CO2排放量比柴油低,可以减少限制的和非限制的污染物排放(包括SO x,NO x),还可以减少颗粒物排放量,并且可以大大减少发动机的积炭,噪声明显下降。
表1是第二代生物柴油、第一代生物柴油和0#柴油主要性能对比[1]。
表1 不同柴油的主要性能对比指标名称第二代生物柴油第一代生物柴油0#柴油密度(20℃)/kg.m-3775~785 885 835 黏度(40℃)/mm2.s-1 2.9~3.5 3.2~4.5 3.5浊点/℃-35~-5 -5 -5硫含量(质量)/mg.kg-1≤1 ≤1 150 氧含量(质量)/mg.kg-10 11 0馏程/℃265~320 340~355 200~350低发热值/MJ.kg-144 38 43浊点/℃-10~20 -5~15 -5十六烷值70~90 50~65 40 由于第二代生物柴油具有多方面的优势,因此可在柴油中添加较大的比例。
藻中提取生物柴油
生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻 等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交 换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生 物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂 肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合 物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种 类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
国内外研究现状
2、澳大利亚现状 2009年底,笔者有幸从澳大利亚墨尔本获得澳大利亚的 “富基绿色 新能源生物柴油(Fulifuelblodiese1)”项 目的资料,从中得知,该项目进 行了大量的藻类优良品种筛选工作,在5×10多种海藻中,最终精选出脂 质含量高的3个优秀品种,a)微拟球藻(Nannochloropsissp),其脂质含量 为净重的31%~68%;b)裂殖壶菌(Schizochytriumsp),其硅藻脂含量为 净重的50%~77%;C)布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii),其硅藻脂质含 量为净重的25%~75%。这3种微藻中,以微拟球藻最优,因为其抗菌力 强,生命力顽强;易于生养,培育简单,处理方便;咸水物种;高脂质含 量(脂质达净重的70%)。
•
•
海藻生产和海藻油提取
• 藻类的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁,会阻碍对细胞内生物质的提取。 因此在提取海藻油前,必须对海藻细胞进行破壁处理。超声波法或超 微加超声法是目前实验室对藻细胞进行破壁的常用方式,且破壁效率 高,一般细胞破壁率都可以达到95% ~ 98%。在海藻生物柴油工厂采用 这类破壁方法存在两个主要问题,一是设备昂贵,二是能耗高。 • 采用机械破壁法、物理法和酶解法对螺旋藻进行破壁试验证实,机构 法的破壁效果较好且易操作,而研磨法是螺旋藻细胞的最佳破壁方法 ,在胶体磨和匀质机上进行螺旋藻细胞的破壁试验效果更理想。
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( Lurg i) 公 司 的 两 级 连 续 醇 解 工 艺、 斯 科 特 ( Scott) 公司的连续脱甘油醇解工艺、汉高 ( H en kel) 公司的碱催化连续 高压醇解工艺、美国生物 柴油工业公司的模块化生产装置 ( MPU ) 等。
法国石油研究院开 发出 Esterfip - H 工艺生产 生物柴油。 E sterfip - H 工艺用尖晶石结构的固体 碱作催化剂, 采用多相催化反应来制备生物柴油。 与以氢氧化钠或甲醇钠为催化剂的液相反应相比, 新工艺中不使用酸碱中和步骤和洗涤步骤, 废水和 废渣排放较少。同时, 副产品甘油纯度很高, 超过 98% , 而均相催化反应得到的甘油纯度仅为 80% 左右。在该工艺中, 酯交换温度比均相反应高, 加 入过量甲醇, 采用两段连续反应法。植物油和甲醇 经过第一段固定床反应器后, 部分闪蒸甲醇, 并进 行甘油沉降和分离, 上层粗酯和补充的甲醇一起进 入第二段固定床反应器, 然后再闪蒸甲醇, 进行甘 油沉降和分离, 对上层粗酯进行减压蒸馏脱甘油, 最后得到纯度超过 99% 的生物柴油, 油酯转化率 接近 100% 。法国 D iester Lndustrie公司正利用这项 技术建设一套 16万 t / a的生产装置。
换公司, 有预酯化步骤
澳大利亚 1200万 ga l/a。正计 划在奥 地
利再建一套 4500万 g al/ a新装置
间歇法
在美国建有 1000万 g al/ a的商业化装置 植物油、废油
专利 技 术 Esterfip。使 用 非 均
相催化剂的连续工艺, 温度高 有 7万 t/ a商业化装置
废食用油
行酯交换反应, 短链脂肪酸 酯与油脂的摩 尔比为
3 1~ 20 1, 反应温度 20 ~ 60 , 反应时间 4 ~ 20小时。所用脂肪酶为 Novozym435。该专利基于
实验室研究, 还未进行中试和工业化实验。同一研
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行业述评
国际化工信息 2006年 4月
究 小 组 围 绕 该 工 艺 申 请 的 其 他 专 利 还 有 CN 1436834A、 CN 1557913A和 CN 1687313A。
型装置通常采用间歇法, 大型采用连续法。连续法 与间歇法相比, 有以下优点: 设备占地面积和体积 减小、能源和原材料消耗相对较低、产品稳定性提
高、过程中所需库存减少, 因此现在的技术发展趋 势是连续化和大型化。此外, 超临界、生物酶催化 等技术均可用于生物柴油生产, 但目前尚未实现工 业化。
目前比 较 成熟 的 生 物 柴 油生 产 工 艺 有 鲁奇
间歇法 带有甘油回收步骤的连续法工 艺
专利连续酯交换技术
3套商业化装置 两套商业化装置正处于工 程阶段
产能为 1500万 g al/ a的商业化装置
植物油
3 生产技术
生物柴油生产工艺的原理比较简单, 是用动植 物油脂中的主要组分三甘油酯与甲醇或乙醇发生酯 交换反应, 生成对应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
到 1000万 g al/ a
在奥 地 利、 捷 克 共 和 国、德 国、 苏 格 兰、美国 和 英国 建 有 产 能 在 150 万 ~ 1500万 ga l/a之间的生产装置 。
动 物 油、 废 食 用 油、动物油脂
连续法
建有产能为 1000万 g al/ a的示范工厂
动植物油脂、废油 脂
使用共溶剂的专利技术
( 1) 炒菜和 煎炸 食品 过程产 生的 煎炸 废油, 如麦当劳、肯德基等快餐店产生的煎炸废油, 以及 我国传统煎炸食品如油条、方便面和饼干加工过程 中产生的煎炸废油;
( 2) 烤制食品过 程中产生的动物 性油脂, 如 烤鸭、烤羊肉过程中从动物体中烤出的油脂;
( 3) 动物制品常温加工过程 中产生的下脚料 经处理得到的动物性油脂, 如用废猪皮等下脚料熬 制的油品;
( 4) 餐饮废油, 也称泔水油, 主要指 从剩余 饭菜中经过油水分离得到的油脂;
( 5) 地沟油, 主要指在 餐具洗涤过程 中流入 下水道中的油品;
( 6) 厨房通风系统的凝析 油, 如家庭 与餐馆 抽油烟机冷凝的油脂;
( 7) 酸化油脚。 野生油料树木主要包括黄连木、文冠果和麻风 树等。我国含油植物种类丰富, 共有 151 科 1553 种, 其中种子含油量在 40% 以上的植物为 154种, 可用作建立规模化生物质燃料油原料基地乔灌木种 约 30种, 并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林, 建立起规模化的良种供应基地的生物质燃料油植物 在 10种左右。科技部在 十五 攻关计划中, 从 种植 资源 能源一体化系统出发, 选育适合不同 地域生长的优良燃料油植物种植, 建立燃料油植物 种植资源发展基地和生物燃料油生产示范工程, 采 用基因工程等现代技术改良物种性状, 培育高产燃 料油植物新品种; 开展优良种源及无性系速成丰产 栽培示范, 对有重要经济价值的国外油料植物种类 和优良无性系进行引种、驯化和小面积栽培实验。 由于原料来源有明显的地域差别, 各个国家都 在开发适合自己的生物柴油工艺路线。尽管已经有 很多成熟的生物柴油技术提供转让服务, 但投资者 在引进技术时, 应首先考察该技术是否有良好的原
美国帝国西方产品公司
美国 A xens
连续酯交换
商业化装置产能已达 6000万 gal/ a
植物油、废油
连续两段碱催化酯交换, 反应 已实现商业化 器容积 20立方英尺
动植物油、黄油
模块 化生 产 装 置, 容 积 为 40 有 3套商业化装 置, 产能从 15万 ga l/ a 动植物油脂
立方英尺的标准反应器
术
技术进展及推广 情况
原料
意大利 Ba llestra 奥地利 Bdt生 物柴油 技术 公司 美国生物柴油工业公司
奥地利生物柴油国际公司
美国生物能源燃料公司 加拿大 B IOX 公司 德国 C im bria Sket公司 美国 C rown Iron W o rks公 司
奥地利 Energea生 物柴 油 技术公司
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行业述评
国际化工信息 2006年 4月
料适应性。
2 技术转让
目前, 欧美生物柴油生产技术已比较成熟, 有
很多公司提供生物柴油技术转让服务, 见表 2。但 是, 这些公司提供的技术不一定适宜于加工中国的 原料油, 反而是目前国内几家知名企业的技术更有 借鉴价值。
表 2 生物柴油技术转让公司
公
司
技
生产过程可以采用酸性催化剂或碱性催化剂, 其中 后者应用更为广泛, 原因是碱性催化剂反应速度比 较快, 而且不会腐蚀设备。目前国外应用比较多的 催化剂是均相碱性催化剂, 如氢氧化钠、氢氧化钾 和甲醇钠, 其中又属甲醇钠应用最广泛, 所占份额
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国际化工信息 2006年第 4期
行业述评
约为 60% 。 生物柴油生产工艺路线分间歇法和连续法, 小
注。对生物柴油生产技术的 研究和探索也 成为热
门, 申请的相关专利已有几十个, 下面选编其中有 代表性的 6个专利进行简要介绍。
( 1) 利用废动植物油生产生物柴油的工艺 专利号: CN 1382762A 申请人 /公司: 叶活动 /福建龙岩卓越
公布日期: 2002年 12月 4日 摘要: 以废动植物油为原料生产生物柴油。在
后进行加热蒸馏, 收集气相温度为 22 馏分, 即为生物柴油产品。
( 2) 一种制备生物柴油的方法
~ 320 的
专利号: CN 1436834A 申请人 /公司: 杜伟、徐圆圆、刘德华 /清华大 学
公布日期: 2003年 8月 20日 摘要: 以蓖麻油、菜籽油、大豆油、鱼油等动 植物油脂为原料生产生物柴油。步骤是, 以短链脂 肪酸酯为酰基受体, 利用生物酶催化动植物油脂进
( 3) 一种生产生物柴油的方法 专利号: CN 1473907A 申请人 /公司: 俞建秋、陈德裕、李俊雄、陈 自端 /四川古杉 公布日期: 2004年 2月 11日 摘要: 利用植物油精炼过程中产生的下脚料及 废弃食用油为原料生产生物柴油。原料首先进行真 空脱水, 使含水量降低到 0 2% 以下。脱水后的原 料与甲醇以质量百分比 1 0 15~ 1 0 35的比例混 合, 催化剂比例 3% , 混合后投入酯化反应器, 用 泵强制混合, 强化加热与混合, 反应温度 60 ~ 80 。反应过程中产生的水不断从甲醇回收塔底部 除去, 塔顶甲醇循环回反应器。反应结束后, 得到 的粗产品在去除催化剂、甲醇和水份后进行连续减 压蒸馏, 压力控制在 1~ 6mmH g, 最后分离出生物 柴油产品。所用催化剂为无机酸和有机酸的复配, 无机酸可为硫酸、盐酸、磷酸, 有机酸可为对甲苯 磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸等。 ( 4) 利用高酸值动植物油脂生产生物柴油的 方法 专利号: CN 1556174A 申请人 /公司: 黄庆德、黄凤洪、夏伏建等 /农 科院油料作物研究所 公布日期: 2004年 12月 22日 摘要: 以高酸值动植物油脂为原料生产生物柴 油, 步骤为: 将酸价 在 10 ~ 150m gKOH / g 油的 高酸值动植物油脂与甘油在带有冷凝回流装置的反 应设备中进行混合 ( 甘油与游离脂 肪酸摩尔比为 0 8~ 1 3) , 同时加入强酸 ( 98% 浓硫酸, 加入量 0 8% ~ 1 2% ) 作为 催化剂, 再加 入二元 或三元 共沸蒸 馏溶剂 ( 苯、甲苯、二 甲苯、环己 烷、戊 烷或乙酸乙酯 ); 搅拌加热进行 常压回流脱水, பைடு நூலகம்应生成的水份被共沸蒸馏溶剂带出, 温度 60 ~ 120 ; 将酯化混合物与催化剂分离后, 采用脱 色剂 ( 活性白土或活性碳 ) 对混合物进行脱色处 理; 在混合物中加入 15% ~ 30% 甲醇, 0 5% ~ 1 2% 强碱 催化剂 ( 甲醇钠、氢氧 化钠 或氢 氧化 钾 ) , 在 60 ~ 80 下进行酯交换反应; 反应后 的混合物用离心机分离出粗甘油, 粗甘油经酸化分 离后, 部分含游离脂肪酸的甘油回酯化反应器进行