第二代生物柴油及其关键技术
地沟油加氢脱氧制备第二代生物柴油技术
地沟油加氢脱氧制备第二代生物柴油技术李继涛;张晓燕;沈健;孙殿成;刘金龙【摘要】采用分步浸渍法制备了催化剂NiMoW/γ-Al2O3.以地沟油为原料,通过固定床反应器对NiMoW/γ-Al2O3催化剂的性能进行了评价.地沟油经加氢脱氧等反应得到C15~C18的直链柴油烷烃,即第二代生物柴油.考察了不同反应温度、反应压力、液态空速下产物的质量收率、脱氧率和选择性.实验结果表明,适宜的反应条件为:反应温度380 ℃反应压力5.0 MPa液态空速1.0 h-1,在该反应条件下,生物柴油的质量收率为84.63%,脱氧率不低于99.98%【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】4页(P80-83)【关键词】催化剂;地沟油;加氢脱氧;第二代生物柴油【作者】李继涛;张晓燕;沈健;孙殿成;刘金龙【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺 113001;中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳 471003;中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳 471003;辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺 113001;中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳 471003;中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TS229第二代生物柴油是指在一定条件下经过加氢脱氧等工艺技术将动植物油脂转化为具有类似石化燃料品质的碳氢燃料。
与石化柴油相比，第二代生物柴油原料来源更丰富，原料中的硫含量更低，燃烧后对环境污染小，油品具有较低的密度和运动黏度，较高的十六烷值[1]，是石化柴油最具潜力的替代燃料之一，目前已逐渐开始工业化推广，如美国UOP公司和巴西Petrobras公司等已研发出成熟的动植物油催化加氢工艺[2]。
目前制约第二代生物柴油工业化发展的主要问题是成本过高，据统计，生物柴油制备成本的80%是原料成本[3]，若以油料农作物等为原料的工艺成本普遍较高，且大量种植油料农作物会与粮食作物抢地，因此采用廉价的原料是第二代生物柴油实用化的关键。
生物质连续化制备高品质生物柴油关键技术
生物质连续化制备高品质生物柴油关键技术生物质能作为可再生的资源，其利用不仅可实现资源的再生利用，也可以减少对环境的污染。
其中，生物柴油是利用生物质资源生产的一种清洁能源，可以替代传统柴油使用，具有重要的应用价值。
生物质连续化制备高品质生物柴油是目前研究的热点之一，需要攻克以下几个关键技术。
1.生物质前处理技术生物质前处理是将原生物质转化为易于催化转化的中间产物或基础化合物的过程。
在生物质连续化制备高品质生物柴油中，生物质的前处理对于提高生物柴油的品质和生产效率起到了至关重要的作用。
目前，常用的生物质前处理技术包括浸泡、碱处理、酸处理、微波处理等。
2. 催化剂研究与开发生物柴油是通过催化转化将生物质转化为柴油的过程中，催化剂是至关重要的因素。
因此，在生物质连续化制备高品质生物柴油的过程中，研究和开发高效、低毒、长效的催化剂具有重要的意义。
当前，以酸性离子液体催化剂、钠亚麻油酸盐催化剂、离子交换树脂等为代表的新型催化剂吸引了广泛的关注。
3. 反应条件优化反应条件也是影响生物质制备生物柴油质量和效率的重要因素。
反应条件的优化能够进一步提高生物柴油的产率和抗氧化性能，降低其产量成本。
现有研究指出，温度、催化剂的用量、反应时间等是影响反应条件的重要因素。
4. 加氢技术在生物质连续化制备高品质生物柴油的过程中，加氢技术是一种重要的手段。
加氢工艺能够使生物柴油的分子量提高，同时也能够提高生物柴油的抗氧化性能和储存稳定性。
近年来，以固体酸-金属催化剂、纳米钛金属催化剂为代表的新型加氢技术在研究和应用中取得了显著的进展。
总之，生物质连续化制备高品质生物柴油是一个非常复杂的过程，需要攻克多项关键技术。
随着技术的不断发展和完善，相信生物质连续化制备高品质生物柴油将会越来越广泛地应用于替代传统柴油，降低能源消耗和污染 emissions。
生物柴油技术3篇
生物柴油技术生物柴油技术——现状与发展随着全球油价的不断攀升和环境保护意识的提高，生物燃料作为一种可再生燃料，逐渐受到越来越多的关注。
生物柴油是其中的一种，它是由生物质或废弃物转化而成的一种可再生燃料，具有良好的环保性、可再生性和安全性等优点。
本文将从生物柴油的定义、生产技术、应用前景等方面介绍生物柴油技术的现状与发展。
一、生物柴油的定义生物柴油是一种由植物油、动物油或废弃物经过化学反应制成的可再生燃料，通常采用的反应是酯化反应，生成甲酯或乙酯。
生物柴油具有与石油柴油相近的燃烧性能和可靠性，但其排放物少、环保、可再生，是一种节能环保的新型燃料。
二、生物柴油的生产技术1. 原料准备生物柴油的原料主要包括植物油、动物油和废弃物等。
其中最常用的是植物油，如大豆油、棕榈油、菜籽油等。
2. 酯化反应在酯化反应中，将原料通过与醇（甲醇或乙醇）在催化剂（如氢氧化钠或氢氧化钾）作用下进行酯化反应，生成甲酯或乙酯。
该反应产生大量的热量，需要在反应过程中进行冷却。
3. 精制处理精制处理包括脱水处理、酸洗纯化和蒸馏等过程，旨在去除水分、杂质和未反应的醇等成分，提高生物柴油的纯度和成品率。
三、生物柴油的应用前景生物柴油作为一种可再生燃料，其应用前景非常广泛。
一方面，生物柴油可以替代传统的石油柴油、汽油等化石能源，减少对化石能源的依赖，降低能源消耗和环境污染；另一方面，生物柴油可以直接应用于个人轿车、商用车、农用车以及城市公交车、出租车等交通工具，还可以应用于船舶、航空器等各类运输工具和农机具等机械设备。
总之，生物柴油技术已经成熟，其应用前景非常广阔，可以为促进能源转型和环境保护事业做出重要贡献。
生物柴油技术——优点和局限生物柴油是一种由生物质或废弃物转化而成的可再生燃料，可以替代传统的石油柴油，具有优良的环保性、可再生性和安全性等优点。
然而，生物柴油在应用中也存在一些局限性，限制了其在能源转型中的应用。
本文将从优点和局限两个方面来介绍生物柴油技术。
地沟油制备生物柴油的技术方法
同时使0号柴油的闪点提高，凝点和冷滤点降低，使储运过程更加安全，低温性能得到改善，有利于在更宽的温度范围内使用，可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应，生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。
姚亚光等以酸作为催化剂，首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理，在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油，通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验，实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为：甲醇温度为70 ℃，油醇摩尔比为1∶40，催化剂浓度为7%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度；乙醇温度为80 ℃，油醇摩尔比为1∶30，催化剂浓度为5%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。
通过该方法制备出性质优良的生物柴油。
主要优点有：良好的可燃性（十六烷值）、蒸发性（馏程及馏出温度）、安全性（闪点），黏度和冷凝点温度，对发动机的腐蚀性（酸度和酸值），热值。
该实验制备的生物柴油在很多方面具有普通柴油无法比拟的优越特性。
付严等以地沟油为原料，研究了地沟油和甲醇在三段式反应器中固定化脂肪酶上合成生物柴油。
对地沟油的酸值、皂化值以及水含量进行了检测。
考察了进料流速、溶剂、水含量对反应的影响。
在40 ℃，正己烷作溶剂，添加水含量为地沟油质量的20%，每一段反应器中添加的甲醇与地沟油的摩尔比为1∶1时，生物柴油产率为94%。
陈英明等将地沟油通过过滤、脱胶、脱色、脱水等预处理后，与甲醇、正己烷、水等按一定比例通过搅拌器混合均匀，用蠕动泵输送到填充片状固定化酶的反应器顶部，滴入反应器内，恒温循环水浴。
将三支反应器串联起来形成一个三级反应系统，每一级反应器进料的油醇摩尔比均为1∶1，每级反应的产物及时去除副产物甘油。
将反应产物通过水洗、蒸馏等除去甲醇、水和正己烷，得到粗制生物柴油。
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%。
二代生物柴油能量密度
二代生物柴油能量密度
【原创实用版】
目录
1.二代生物柴油的概述
2.二代生物柴油的能量密度
3.二代生物柴油的优缺点
4.二代生物柴油的发展前景
正文
【1.二代生物柴油的概述】
二代生物柴油，也被称为生物柴油燃料，是一种由生物质资源制成的可再生能源。
与传统的化石燃料相比，二代生物柴油具有可再生、低碳排放和可生物降解等优点，被认为是一种对环境友好的替代能源。
【2.二代生物柴油的能量密度】
二代生物柴油的能量密度是指单位体积的生物柴油所能释放的能量。
一般来说，二代生物柴油的能量密度高于传统的柴油，可以满足甚至超过柴油机的能量需求。
【3.二代生物柴油的优缺点】
二代生物柴油的优点包括：可再生、低碳排放和可生物降解。
与传统的化石燃料相比，二代生物柴油的使用可以大大减少温室气体的排放，有利于环境保护。
此外，二代生物柴油的使用也有助于提高能源利用率，促进农业发展。
然而，二代生物柴油也存在一些缺点。
例如，其生产成本较高，可能会影响其市场推广。
此外，二代生物柴油的生产和储存也需要一定的技术支持，以保证其质量和稳定性。
【4.二代生物柴油的发展前景】
尽管二代生物柴油存在一些问题，但其作为一种可再生能源，具有广阔的发展前景。
随着技术的进步和生产规模的扩大，二代生物柴油的生产成本有望降低。
同时，随着环境保护意识的提高，二代生物柴油的市场需求也将进一步增加。
生物柴油生产工艺技术概述
生物柴油生产工艺技术概述史国强;李军;邢定峰【摘要】随着国际原油价格的持续走高和二氧化碳减排压力的增加,许多国家都在积极发展可再生能源.20世纪90年代以来,生物柴油作为可再生能源的一个重要发展方向得到了广泛的发展.生物柴油原料既有动植物油脂、废弃油脂和微生物油脂,也有秸秆类等废弃生物质,由于原料类型不同,生物柴油产品的组成也有所区别,可分为酯类和烃类等,相应的生产技术主要有酯交换(第一代)、催化加氢(第二代)和气体合成(第三代)等.论述了第一代和第二代生物柴油生产技术及其典型工艺,简单介绍了第三代生物柴油和藻类生物柴油生产技术,并提出了相应的建议.【期刊名称】《石油规划设计》【年(卷),期】2013(024)005【总页数】6页(P29-34)【关键词】生物柴油;工艺技术;酯交换;催化加氢;气体合成;藻类【作者】史国强;李军;邢定峰【作者单位】中海油新能源投资有限责任公司;中国石油天然气股份有限公司规划总院;中国石油天然气股份有限公司规划总院【正文语种】中文【中图分类】TE667随着国际原油价格的持续走高和二氧化碳减排压力的增加，许多国家都在积极发展可再生能源。
生物柴油是以油脂为原料，通过一定的物理和化学方法将油脂加工为可替代石化柴油的燃料，具有环境友好和可再生等优点。
20 世纪90 年代以来，生物柴油作为可再生能源的一个重要发展方向得到了广泛的发展。
目前，全球生物柴油产量达到了2 000×104～3 000×104t/a，我国生物柴油产量约为100×104t/a。
发展生物柴油对于保障我国能源安全、促进农业发展和提高农民收入有着非常重要的作用和意义。
1 生物柴油的原料特点生物柴油成本的主要决定因素是其原料成本，原料成本一般占生物柴油总成本的70%～85%［1］。
世界各国都选择自身有优势的油脂原料来发展生物柴油。
油脂原料来源广泛，主要有动植物油脂、废弃油脂、微生物油脂和农林废弃物等［2-6］。
第一代和第二代生物柴油的技术路线
第一代和第二代生物柴油的技术路线第一代生物柴油的技术路线主要是利用玉米、甘蔗、大豆等作物的油脂成分作为原料，经过脱脂、酯化等反应制得生物柴油。
具体步骤包括：1. 原料准备：选择合适的农作物，采集油脂含量高的种子或果实。
2. 脱脂：将油脂经过压榨或溶剂提取的方式进行脱脂，去除杂质。
3. 碱催化酯化：将脱脂后的油脂与碱催化剂（如氢氧化钠）进行酯化反应，将油脂转化为酯类化合物。
4. 中和酯化产物：将酯化产物中的酸性物质进行中和处理，以确保生物柴油的稳定性。
5. 精炼：对中和后的酯化产物进行精炼处理，以去除杂质和水分。
6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油的技术路线主要是利用生物质（如农作物秸秆、木材碎屑、食物废弃物等）中的纤维素和木质素等成分制得生物柴油。
具体步骤包括：1. 生物质预处理：将生物质进行粉碎、干燥等预处理，以提高其可降解性和转化效率。
2. 析解：采用热解、酸解、酶解等方法将纤维素和木质素等成分分解为糖类或单体糖。
3. 发酵：将糖类或单体糖与适当的微生物（如酵母、细菌）进行发酵，产生酒精（如乙醇）。
4. 混合醇：将酒精与适当的催化剂（如氢氧化钠）进行催化合成，生成混合醇。
5. 精炼：对混合醇进行精炼处理，去除杂质和水分。
6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油相比第一代生物柴油更具可持续性和环保性，因为它利用生物质废弃物作为原料，不需要为了生产生物柴油而种植额外的农作物，减少了对食品资源的竞争。
此外，它还可以有效利用农作物废弃物和食品废弃物等生物质资源，减少了废弃物处理的负担。
生物柴油生产技术的优化与创新
生物柴油生产技术的优化与创新柴油是一种重要的燃料，广泛应用于交通运输、农业机械和工业生产等领域。
然而，传统的石油柴油使用对环境造成了严重污染，如大气污染和温室气体排放。
因此，生物柴油作为一种可再生能源，逐渐受到人们的关注和重视。
本文将探讨生物柴油生产技术的优化与创新。
一、生物柴油的定义与发展生物柴油是以植物油或动物脂肪为原料制成的柴油替代燃料。
相比传统柴油，生物柴油具有较低的温室气体排放、生物降解性好以及资源可再生等优点。
随着环境保护意识的提高和清洁能源需求的增加，生物柴油的市场需求逐渐增加。
目前，生物柴油生产技术的优化和创新成为该领域研究的热点。
二、生物柴油生产技术的优化1.原料选择与优化生物柴油的制备原料包括动物脂肪、植物油和废弃食用油等。
不同的原料具有不同的特性，对生物柴油质量和产量有影响。
优化原料的选择是提高生物柴油生产效率的重要环节。
通过对原料的分析评价，选择适合生物柴油生产的优质原料，可以减少废品率和能源消耗，提高生产效益。
2.催化剂的改进催化剂在生物柴油生产中起到重要作用。
优化催化剂的类型和性能，能够提高反应速率和转化效率。
目前常用的催化剂包括碱式催化剂和酸式催化剂。
研究人员通过改进催化剂的载体、添加助剂以及调控催化剂的微观结构等手段，提高催化剂的稳定性和活性，降低生产成本。
3.反应工艺的优化反应工艺的优化对于生物柴油生产的效率和质量具有重要影响。
通过改进反应温度、压力、反应时间等操作条件，可以提高收率和选择性。
一种常用的反应工艺是催化酯交换反应。
通过优化反应温度和催化剂用量，可提高柴油的产量和质量。
三、生物柴油生产技术的创新1.生物质废弃物利用生物质废弃物是生物柴油制备的潜在原料。
利用废弃农作物秸秆、木屑等生物质废弃物，可以减少资源浪费和环境污染。
当前，通过对生物质的预处理和催化裂解技术的创新，实现了废弃农作物废弃物高效转化为生物柴油的过程。
2.微生物发酵技术利用微生物发酵技术生产生物柴油是一种新型的技术路径。
第二代生物柴油及其生物炼制关键技术
第二代生物柴油及其生物炼制关键技术
第二代生物柴油是利用非食用部分生物质（如木屑、秸秆等）或
微生物（如藻类、细菌等）炼制的生物柴油。
相对于第一代生物柴油，第二代生物柴油可以更加有效地利用资源，减少对粮食等食品资源的
竞争，同时也有更好的环保性能。
生物炼制关键技术包括以下几个方面：
1. 生物质预处理技术。
非食用部分生物质中的纤维素、半纤维素
等难以降解的成分需要经过预处理（如切碎、蒸煮、化学处理等）来
降低其阻碍生物炼制过程的影响。
2. 微生物筛选与培养技术。
利用藻类、细菌等微生物炼制生物柴
油需要选择合适的生物种类，并进行优化培养条件，提高其产油能力。
3. 生物转化技术。
生物质经过预处理后，需要通过发酵、重整等
技术将其转化为合适的初级产物，再进行后续的炼制。
4. 催化裂解技术。
生物炼制初级产物需要通过催化裂解技术将其
转化为燃料油，包括酸催化、碱催化、热解等不同方式。
5. 精制技术。
生物柴油作为燃料需要进行精制处理，例如脱水、
脱硫、脱氮等，以符合国家的燃料标准。
这些关键技术的发展和创新可以提高第二代生物柴油的炼制效率、减少成本、提高品质和环保性能，促进其在未来能源领域的应用。
生物柴油的生产方法与技术
生物柴油的生产方法与技术生物柴油是一种以生物质为原料制成的、与传统石油柴油具有相似化学性质的燃料。
相比于石油柴油，生物柴油具有绿色环保、可再生资源等优点，而且它的使用无需改变现有的发动机设计，最大程度地保证了汽车的使用便利性。
本文将探讨一下生物柴油的生产方法与技术。
1. 原料的选择制备生物柴油需要选取适合的原料，常见的原料有油菜籽、大豆、棉籽、花生等高油量作物。
此外，生物柴油的原料也可以是动物脂肪、油脂废弃物等，这些原料的使用可以做到废物利用的效果。
不过，值得注意的是，原料的选择需要考虑到能源效益和环境效益等多方面的因素。
2. 原料的处理原料的处理对生物柴油的质量和产量都有着极大的影响。
在处理原料时，需要进行去杂、去水、脱臭等工序。
同时，还需要进行磨碎、压榨等处理，以便将原料的油分离出来。
这些处理工序中，关键的环节是脱水，一般选择机械脱水法、热氧化法等方法脱除原料中的水分。
3. 酯化反应原材料处理好之后，就需要进行酯化反应。
酯化反应是将生物原料中的油脂或脂肪酸甲酯与甲醇反应生成生物柴油的一个过程。
在酯化反应中，需要添加催化剂，常见的有硫酸、盐酸等。
此外，反应物质的比例、反应温度和反应时间等也需要严格控制以保证反应的效果。
4. 精炼和加工酯化反应完成后，得到的生物柴油仍然含有一定的杂质和水分，需要进行精炼和加工。
精炼过程的主要工序有脱水、脱酸、脱色、脱臭等。
其中，脱水是最重要的环节之一，如果未能彻底脱除生物柴油中的水分，会导致产量下降、设备损坏等问题。
在加工的过程中，还需要进行掺配等操作，以使生物柴油的性能符合国家标准和客户需求。
5. 生产流程的自动化生物柴油的生产是一个比较复杂的过程，需要进行多个环节的控制和管理。
为了提高生产效率和生产质量，生产流程的自动化是非常必要的。
在自动化系统中，可以通过各种传感器来实时监测温度、压力、流量等参数，从而实现对生产过程的自动控制。
此外，还可以通过物联网、云计算等技术实现远程监控和管理。
第二代生物柴油及其关键技术
95
90
85
80 15
30
45
60
120
Sulphonation time (min)
磺酸化时间对酯化率的影响
③ 磺化温度的影响
Esterification rate (%)
100
95
90
85
80
75
70
20
40
60
80
100
Sulphonation temperature ( oC)
图2.7 磺酸化温度对催化剂活性的影响
Lignin-derived carbonaceous solid acid
炭质固体酸的制备条件优化——两步法
¾ 炭化过程
100 80
360 oC 420 oC
380 oC 440 oC
400 oC
100 80
60 60
40
40 20
Esterifiction rate (%)
Esterification rate (%)
Acetic acid
Acetoin
7
2,3-BD
1,3-PD
6
5
4
3
2
1
0
a
b
c
物料衡算
Cellulose to glucose Hemicellulose to xylose
Glucose to ethanol Xylose to ethanol Transesterification Crude glycerol to 1,3-
100
a
80
60
40
20
0
0
1
b
1% 3% 5% 7%
加氢二代生物柴油的制备实验报告
加氢二代生物柴油的制备实验报告
实验目的：通过加氢反应制备出二代生物柴油，并对其性质进行分析。
实验原理：二代生物柴油是指通过加氢反应将生物质转化为柴油燃料。
首先将生物质进行热解，得到生物油；然后通过加氢反应使生物油中的不饱和化合物转化为饱和化合物，从而提高其稳定性和燃烧性能。
实验步骤：
1.将生物质（如杂草、秸秆等）进行热解，得到生物油；
2.将生物油加入加氢反应器中，加入催化剂（如镍铝催化剂），并加入氢气；
3.在适当的温度和压力下进行加氢反应，反应时间根据反应条件而定；
4.反应结束后，将反应产物进行分离和纯化，得到二代生物柴油。
实验结果：得到的二代生物柴油经过性质测试，其性质与传统柴油相似，具有较好的燃烧性能和稳定性，同时还具有低碳排放和可再生等优点。
实验结论：通过加氢反应制备的二代生物柴油具有良好的性能和环保特点，具有广阔的应用前景。
- 1 -。
利用生物柴油降低污染 第二代生物柴油带动投资办厂,推动技术进步
有毒气体 、黑烟和 固体颗 粒的排放将 急剧 增加 ，特 别
是老式发动机的排放。
生物 燃料 的发 展取决于 四个因素 ：石油价 格、原料价 格、生产
成 本 和 能 源 税 。 因 此 ， 欧 洲 、 美 国 、亚 洲 和 澳 大 利 亚 政 府 都 通 过 立 法和 （ ）税 收 优 惠 政 策 促 进 生 物 柴 油 的 生 产 。 或 生 物 柴 油 是 第 一 个 也 是 唯 一 符 合 美 国 《 洁 空 气 法 》 健 康 要 求 清
能和 扭 矩 曲线 ，而 其 润 滑 性 、效 率 和 耐 久 性 则 尤 过 之 。
ｐｏ ｕ ｔ ｎｖａｌ ｉａｉｎａ ｄｏ ｘｉｄ ｃｍｅ ｔ． ｒｄ ｃｉ ｉ ｅ ｓ ｔ ｎ ／ｒａ ｕ ｅ ｎｓ ｏ ｇ ｌ ｏ ｔ ｎ
Ｂ ｏ ｉｓ Ｉｉ ｔ ｅ ｆｒｔ ａ ｄ Ｏ ｌ ｓ ｃ ｒ ｄ ｃ ｏ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｉ ｄ ｅ ｅ ｓ ｈ ｎ ｎ Ｙ ｕ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔ ｔ ｅ ｈ ｉｓ
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Ｅ ｐ ｖ ｈ ｃ ｅ ． ｓｔａ ｓ ｏ ｔｍｕ ｈ ｏ ｍｓ ｓ Ｉｔ ｅｅ ｓ ｉ ｎ ｕ ｏ ｅｓ ｅ ｉ ｌｓ Ａ ｒ ｎ ｐ ｓ ｏ ． ｏｗｉ ｈ ｍｉ ｏ ＿ ｒ ｒ ｒ Ｉ ｓ ￣ ｏ ｏ ｉ ｕ ａ ｅ ． ｌｃ ｍｏ ｅａ ｄ ｐ ｒｉｕｌｔ ｓ ｅ ｐ ｃａ ｌ ｆｏ ｒ ｆｎ ｘ ｏ ｓｇ ｓ ｓ ｂ ａ ｋｓ ｋ ｎ ａ ｔ ａ ｅ ， ｓ ｅ ｉｌ ｒ ｒ ｃ ｙ ｏｄ ｒ ｌｅ ｔ ｍｏ ｏ ｓ—ｕ ｌｓ ｏ ｕ ｉ ｎ ｉ ｆ ｕ ｄ ｉ ｂ ｏ ｕ ｌ ｒ ｎ ｅ ｓ ｓ ｌ ｔ ｏ ｎ ｎ ｉ ｆ ｅｓ ａ ｏ ｓ ．
中科院兰化所科技成果——油脂加氢制备第二代生物柴油新技术
中科院兰化所科技成果——油脂加氢制备第二代生
物柴油新技术
成果介绍
自20世纪70年代爆发第一次石油危机以来，西方发达国家开始了生物柴油的开发与应用研究。
形成了酯交换法制备脂肪酸甲酯为代表组分的第一代生物柴油产品。
兰州化学物理研究所开发的油脂加氢制备第二代生物柴油新技术，采用高选择性和高活性催化剂，生物油脂通过加氢技术生产生物柴油，生物柴油组成为与脂肪酸甘油酯长碳链（C12～C22）结构相似的烃、醇和酯。
该技术对生物柴油组分具有高选择性，副产物为可直接利用的生物基化工产品。
在反应温度240～260℃，压力为4.0-8.0MPa条件下，采用高压悬浮液相或固定床反应模式，生物油脂的转化率大于95％，生物柴油的选择性大于90％。
该技术正在进行的模式实验。
此项技术降低了现有生物柴油生产过程中的污染，简化了产物分离提纯方法，降低生产费用和能源消耗，将推动生物柴油产业向着连续化、无污染和低生产成本的方向发展。
该项技术可应用于生物油脂的下游产品开发。
通过油脂加氢产物的分离，可以同时得到脂肪酸酯、高碳醇和混合长碳烃类等油脂下游产品。
同时得到低碳醇如1,2-丙二醇等高附加值产品。
随着世界汽车车型柴油化趋势的加快，生物柴油作为替代能源具有巨大的市场开发潜力。
采用加氢技术简化了工艺，降低了生产成本，提高了生物柴油的经济性。
生物柴油生产技术与应用
生物柴油生产技术与应用生物柴油作为一种新型的可再生能源，近年来逐渐引起人们的关注和重视。
相较于传统的石油柴油，生物柴油更加环保、清洁、可再生，有着广泛的应用前景和市场需求。
本文将介绍生物柴油的生产技术及其应用情况，并对其未来发展趋势进行探讨。
一、生物柴油的生产技术生物柴油是通过植物油或动物油等生物质资源加工制成的替代石油柴油的清洁能源。
其生产技术主要包括生物质原料准备、转化反应、分离纯化等步骤。
首先，生物质原料准备是生产生物柴油的第一步。
生物柴油的原料包括植物油、动物油和废弃油脂等。
其中，大豆油、花生油、油棕油、甜菜油等植物油是生产生物柴油的主要来源。
废弃油脂包括餐厨垃圾、动物油脂等，也可用于生物柴油的生产。
其次，转化反应是生产生物柴油的关键步骤。
目前生产生物柴油主要采用酯化和加氢两种反应方式。
酯化反应是将植物油等生物质原料与甲酸或乙酸等催化剂进行酯化反应，生成甲酯或乙酯等生物柴油。
加氢反应则是将生物质原料在高压和高温的条件下进行氢化反应，生成生物柴油。
两种反应方式各有特点，选择哪一种方式取决于原料成分、生产要求等因素。
最后，分离纯化是生物柴油生产的最后一步。
生产中会产生大量的副产物和杂质，需要进行分离纯化，保证生产的生物柴油质量和纯度。
分离纯化方法包括相分离、萃取、蒸馏等。
二、生物柴油的应用情况生物柴油的应用领域广泛，涉及交通运输、工业、农业等多个领域。
在交通运输方面，生物柴油作为一种清洁能源被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具中。
生物柴油的引入可以大幅降低排放物的排放量，减少空气污染，保护环境。
在工业领域，生物柴油可以作为炉料或其他加工原料，降低生产成本，提高企业的竞争力。
在农业领域，生物柴油可以作为农机、渔船等农业工具的燃料，不仅提高了生产效率，而且大幅降低了农业生产对环境的污染。
三、生物柴油的未来发展趋势随着技术的不断进步和环保意识的提高，生物柴油的未来发展前景广阔。
未来生产生物柴油的重点将是提高绿色生产技术的创新能力，降低生产成本。
浅议第二代生物燃料技术及其发展
Ｗ ＡＮＧ ｎｇ ｓ ｎｇ ＬＩＭ ｉ ＲＥＮ ｏ ｓ Ｙｏ －ｈｅ ， ｎ， Ｂａ －ｈｉ
ＡＢＳ ＴＲＡ ＣＴ： ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｉ ｔ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｕ ｃ ｉｎ ｆＣ ， ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉｔｒ ｆ ｎ Ｃ ｉ ａ Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｏ ｃ ｐ ｓ ａ ｄ ｆ ｎ ｔ ｓｏ Ｉ ｄ ｓ ｒ ｓｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｓ ｙ ｏ ｉ ｈ ｎ ， ｎ ｏ ｈ ｏ ｂ ｈ ｏ ＣＩ ｅ ｐ ｕ ｄ ｅ ａｌ ｏ Ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｆｒ ｃ ｓｓ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ｓｏ Ｉ ｎ ｕ ｔ ｈ ｎ ・ ｘ ｏ ｎ ｓｉ ｄ ｔ ｉ ｓ ｍｅ Ｃ ａ ｙ ｉ ｍｅｈ ｄ ， ｎ ｅ ａ ｔ ｅｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｄ ｆ ｄ ｓｒ ｉ Ｃ ｉ ａ ｎ ａ ｏ ｔ ｔ Ｃ ｉ ｙ ｎ ＫＥＹ ＯＲＤ Ｓ Ｃ ； ｎ ｌ ｓｓｍｅ ｈ ｄ ＣＩ ｎ ｕ ｔ ； ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ； ｈ ｎ Ｗ ： Ｉ ａ ａｙ ｉ ｔ ｏ ； ｄ ｓ ｙ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｄ Ｃ ｉ ａ ｉ ｒ ｔ
科技情报开发 与经济
文章编号 ：０ ５ ６ ３ （０ ）５ ０ ６ — ３ １ ０ — ０ ３２ １ ３ — １ ６ ０ １
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｎ Ｃ— Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ ＭＥ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ ＣＮ Ｍ
２１ 年 ０ １
第２卷 １
全带来威 胁。
第二代生物燃料 的计划。Ｆｏｔ ｕｌ ａ 司是 全球 知名的增长 ｒｓ＆Ｓ ｌｖｎ公 ｉ 咨询公 司 ， 其研究报告指 出 ， 目前第二代 生物燃料 市场虽 面临许 多 问题 ， 市场规模也较小 ， 但其发展前 景非常诱人 。随着技术 的
第二代生物柴油技术现状及发展趋势
，但在商业化生产方面还面临一些挑战。
第二代生物柴油技术现状及发展趋势
- 生产成本：与第一代生物柴油技术相比，第二代生物柴油技术的生产成本较高，主要 是由于原料处理和转化过程的复杂性。
- 可持续发展：第二代生物柴油技术的发展趋势是更加注重可持续性，例如利用废弃物 和农作物秸秆等副产品作为原料，减少对土地和水资源的竞争，同时减少温室气体排放和环 境污染。
总体而言，第二代生物柴油技术在可持续能源发展和减少对化石燃料的依赖方面具有巨大 潜力。随着技术的不断改进和成本的降低，预计第二代生物柴油技术将逐渐成为生物燃料领 域的主流。
2. 发展趋势： - 技术改进：研究人员正在努力改进第二代生物柴油技术的原料处理、转化和催化等关
键环节，以提高生物柴油的产量和质量，并降低生产成本。 - 商业化规模化：随着技术的进一步成熟和成本的降低，第二代生物柴油技术有望实现
商业化规模化生产，以满足日益增长的生物柴油需求。
第二代生物柴油技术现状及发展趋势
第二代生物柴油技术现状及发展趋势
第二代生物柴油技术是指利用非食用植物原料或废弃物来生产生物柴油的技术，相比第一 代生物柴油技术（使用食用植物原料），具有更高的可持续性和环境友好性。目前，第二代 生物柴油技术的现状和发展趋势如下：
1. 现状： - 原料多样性：第二代生物柴油技术
第一、二代生物柴油的优缺点
第一、二代生物柴油的优缺点
何为二代生物柴油？首先，传统意义上的一代生物柴油是指由甘油三酯(地沟油主要成分)和甲醇经过酯交换(酯化)反应得到的脂肪酸甲酯。
一代生物柴油相比普通石化柴油其具有十六烷值高、闪点高、硫含量低、能利用废弃油脂作为原料等诸多优点。
但一代生物柴油存在缺陷，燃烧热值仅为普通石化柴油的额87%，不能完全替代石化柴油，只能按照一定比例进行添加使用，且凝固点高，冬季无法使用。
而鉴于以上缺点，采用深度加氢工艺进行油脂处理。
油脂在油脂在高温、高压条件下，通过催化加氢生成直链烷烃，这就是第二代生物柴油。
第二代生物柴油在国际上被称为绿色柴油，其成分是C12～C20的烷烃(大部分为C15～C18)，结构和性能更接近石化柴油，能以更大的比例添加在石化柴油中。
但因凝固点较高(由于其主要成分为正构烷烃，凝固点高于10℃)限制了使用范围，所以一般第二代生物柴油的工业化生产线都会配备异构化装置，用于降低产品的凝固点。
同样二代生物柴油虽然提高了其燃烧性，但缺点也是有的。
首先，二代生物柴油采用的加氢催化剂通常为硫化态的NiMo/Al2O3或CoMo/Al2O3，反应过程中硫易损失，需要不断添加含硫化合物保持催化剂活性，会导致含硫废气和含硫废液产生，需要增加配套废气及废水处理装置，增加投资及运营成本。
二是反应产物绝大多数为正构烷烃，凝固点较高，无法以很高比例掺入到石化柴油中，若增加异构化装置，则投资成本会进一步增加。
（注：整理于网络，有不妥之处，欢迎交流指正）。
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生物柴油具有更大的发展空间
万吨 万吨
国外生物柴油研究状况
250
233.2
200
150.0
150
100
83.3
50
6.7
0 2003
8.3
2004
25.0
2005 2006
年份
2007
2008
1800 1600 1400 1200 1000
40
50
60
2Theta (o)
两步法制备的生物基炭质
催化剂的XRD表征谱图
C 002
一步法制备的生物基炭质 催化剂的XRD谱图
② FT-IR 表征结果
S=O
C-O-S S=O
HO C O
C O SO3H
两步法制备生物基炭质催化剂 FT-IR表征谱图
③ 质构特性比较
一步法制备生物基炭质催化剂 FT-IR表征谱图
① 硫酸用量的影响
100
95
Esterification Rate (%)
90
85
1:2.5 g/ml
1:3.0 g/ml
1:4.0 g/ml
80
1:5.0 g/ml
75
0
1
2
3
4
5
Reaction Time (h)
硫酸用量对酯化率的影响
② 磺化时间的影响
100
Esterification rate (%)
Surface area (m2/g)
2.0 — 7.2 7.5 4.7
Acid density (mmol/g)
Total
1.4 4.13 1.97 2.04 1.71
SO3H
0.7 1.5 1.83 2.21 0.86
炭质催化剂催化酯化反应条件的优化
Esterification Rate (%)
最适条件为：
a，催化剂用量；b，醇油摩尔比；c，反应温度
文冠果油
精 饲 料 产 品
皂 苷 类 药 物
植 物 蛋 白 产 品
蛋白饮料 营养食品
油粕
种皮
种仁
果壳
（主含纤维素半纤维素） （含油、皂苷、蛋白、淀粉） （主含纤维素半纤维素）
用于生产 纤维素 乙醇
皂
苷
类
用于生产
药
纤维素
物
乙醇
• 文冠果生物炼制技术
SHF SSF SSCF CBP
一种以文冠果为
原料多产物联产
0
0
1
2
3
4
5
Reaction time (h)
炭化温度的影响
¾ 磺酸化过程
100
130 oC
150 oC
170oC
200oC
80
20
0
2
4
6
8
10
Carbonization time (h)
炭化时间的影响
100 80
Esterification rate (%)
Esterification rate (%)
60
60
40
40
20
20
0
0
1
2
3
4
5
Reaction time (h)
磺酸化温度的影响
0
0
2
4
6
8
10
Sulphonation time (h)
磺化时间的影响
酯化反应条件： 乙醇/油酸摩尔比10:1， 催化剂用量7.0 wt %， 温度80℃， 搅拌速度200 rpm， 反应5 h。
炭质固体酸的制备条件优化——一步法
• 固相：蛋白
2）70%乙醇萃取皂苷；
• 硫酸铵盐相：水
3）蛋白沉淀物。
2. 文冠果果壳、种皮制备纤维素乙醇
Concentration (g/L) Concentration (g/L)
45
40
E th a n o l
35
Reducing sugar
G lu co se
30
25
20
15
10
5
0
-20
M.Ratio 6:1 M.Ratio 9:1 M.Ratio 12:1 M.Ratio 15:1
20
40
60
80
100
120
t (m in)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
NaOH-0.50% NaOH-0.75% NaOH-1.00% NaOH-1.50%
20
组分
可溶物 半纤维素 纤维素 木质素 灰分
果壳
25.9 17.6 38.7 17.2 0.65
含量（%）
种皮
20.51 12.49 11.70 54.93 0.37
3.1 生物基炭质固体酸的制备及其性能
• 炭化-磺酸化制备生物基炭质催化剂
• 直接磺酸化制备生物基炭质催化剂
Lignin
Direct sulphonation
Acetic acid
Acetoin
7
2,3-BD
1,3-PD
6
5
4
3
2
1
0
a
b
c
物料衡算
Cellulose to glucose Hemicellulose to xylose
Glucose to ethanol Xylose to ethanol Transesterification Crude glycerol to 1,3-
本催化剂与其它原料经两步法制备的炭质催化剂的质构特性比较
Catalyst
Carbon (H2SO4) Sugar catalyst Starch-derived catalyst Sulfonated vegetable oil pitch In this study
Composition
CH0.45O0.39S0.01 CH1.14O0.39S0.03 CH0.85O0.23S0.032 —— CH0.78O0.50S0.027N0.033
最佳制备条件： 磺酸化温度为20℃； 浓硫酸用量为5ml/1g； 磺酸化时间为45 min。
炭质固体酸特性表征
① XRD表征结果
Intensity (a.u.)
200
160
C (002)
120
C (002): 2θ= 20 ～ 30° 层状芳环碳组成的多孔碳结构
80
C (004)
40
0
10
20
30
95
90
85
80 15
30
45
60
120
Sulphonation time (min)
磺酸化时间对酯化率的影响
③ 磺化温度的影响
Esterification rate (%)
100
95
90
85
80
75
70
20
40
60
80
100
Sulphonation temperature ( oC)
图2.7 磺酸化温度对催化剂活性的影响
的方法，中国专利
200910012133.X
16
文冠果果实各部位主要成分的含量
Composition of the different parts of Xanthoceras sorbifolia fruit
Component
Oil Protein Total Saponins Hemicellulose Cellulose Lignin
Kernel 57.42 27.68 0.88
Content ( % dry basis) Husk
1.26 19.60 38.70 15.20
Seed coat
15.49 18.20 54.93
文冠果生物炼制中的几个关键环节
1. 三液相萃取文冠果中主要成分
• 正己烷相：油脂 • 乙醇相：皂苷
传统提取方法： 1）正己烷萃取油脂；
3）副产物甘油的高值化利用
1，3-丙二醇、环氧氯丙烷
11
二、第二代生物柴油及其关键技术
第二代生物柴油及其关键技术
1. 中药活性成分提取 2. 纤维素乙醇制备
能源型 植物
3. 第二代生物柴油
1）催化剂的制备
2）反应条件优化
4. 副产甘油的利用：
生物柴油
①高产1,3-丙二醇菌种的改造 ②发酵工艺优化（代谢工程、发
• 资源、能源、环境、人口、粮食、气候
• 可再生能源：太阳能、风能、生物质能
• 液体生物燃料：燃料乙醇、生物柴油、丁醇 • 气体生物燃料：甲烷、氢气
未来世界会是什么样？
液体生物燃料的发展大趋势
• 汽油添加剂或替代品：乙醇、丁醇 • 柴油添加剂或替代品：生物柴油
• 随着太阳能电动车的发展，汽油有望逐渐被电能替代， 汽油替代品将向化学品发展；
3. 脂肪酸乙酯生物柴油的制备
Ethyl esters (%) Ethyl esters (%) Ethyl esters (%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
28℃ 60℃ 75℃
20
40
60
80
100
120
t (m in)
温度对酯交换反应的影响
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
第二代生物柴油 及其生物炼制关键技术
大连理工大学生命科学与技术学院 修志龙