生物液体燃料丁醇培训课件
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生物丁醇ppt
生物丁醇是一种极具潜力的新型生物燃料
汽油 丁醇 114,000 110,000 热值
Btu/gallon
乙醇 甲醇 84,000 64,000 91
• 亲水性弱，腐蚀性小，便于管道输送 亲水性弱，腐蚀性小，
• 能与汽油任意比混合 • 可替代或部分替代汽油做发动机燃料， 替代或部分替代汽油做发动机燃料， 缓减化石燃料的紧张 • 含氧量与甲基叔丁基醚 含氧量与甲基叔丁基醚(MTBE)相近 相近 • 生物丁醇的生产原料 生物丁醇的生产原料——淀粉、纤维素 淀粉、 淀粉 等价格低廉。 等价格低廉。并且燃烧产物仅为二氧化碳 和水 • 丁醇作为汽油的高辛烷值组份，可提高 丁醇作为汽油的高辛烷值组份， 点燃式内燃机的抗暴震性， 点燃式内燃机的抗暴震性，使发动机运行 更平稳。
3 随机突变和功能基因组重测
转录组分析 丁醇耐受 能力提高
进行传统 化学诱变
耗糖能力 提高
生长 速度提高
利用恒化器进行 动力学筛选
系列突变 株
基因组重 测
展望
丁醇作为一种重要的化学品和新一代的生物燃料， 丁醇作为一种重要的化学品和新一代的生物燃料，其生物法制备方 法已逐渐成为世界范围内的研究热点。 法已逐渐成为世界范围内的研究热点。当前迫切需要解决的是进一步降 低生物丁醇的制造成本，以获得相对于石化合成路线的市场竞争优势。 低生物丁醇的制造成本，以获得相对于石化合成路线的市场竞争优势。 传统丁醇发酵中最常用的底物主要是玉米、薯干、 传统丁醇发酵中最常用的底物主要是玉米、薯干、谷物等淀粉质 这些农产品一定程度上可作为日常口粮， 料，这些农产品一定程度上可作为日常口粮，也用作禽畜饲料和工业用 目前， 粮。目前，生物丁醇产业发展在于非粮类底物的高效利用以及木质纤维 素用于溶剂发酵并达到工业化规模生产的水平。 素用于溶剂发酵并达到工业化规模生产的水平。而纤维丁醇生产工艺尚 难产业化，有待完善的条件下，以木薯、 难产业化，有待完善的条件下，以木薯、菊芋等非粮作物替代玉米进行 溶剂发酵也是一条可供选择的措施。 溶剂发酵也是一条可供选择的措施。
液体燃料ppt课件
原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，沸
点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油)。
常压重油和减压重油两者统称直馏重油。
Heavy Oil
重油
常压渣油(常压重油)
重 直熘重油
油
减压渣油(含沥青质多，粘度大)
的
来
源
裂化重油(不饱和烃多、游离碳多，粘度大，不易燃烧)
Heavy Oil
重油
重
C+H约占重油可燃成分的95%
柴油
着火性(Ignitability)：柴油机在压缩过程终了时，柴油由喷油泵
燃料油的性质
当燃料油加热至一定温度时，其中分子量较小，
沸点低的成分将先由油的表面气化逸出，形成油
蒸气。油温升高，油蒸气越多，油表面附近的油
着
蒸汽浓度越大。在无外来火源的情况下，在油面 上形成的持续燃烧。
火
点
温度
此时的油温即着火点
（Flare Point）
持续燃烧
重油的着火点为 500～600℃
Fuel Oil
Fuel Oil
燃料油的性质
闪火点是燃油受热时的安全防火指标
油的比重越小，其中轻质组分越多，闪点就越低
在开式储油罐中，最高加热温度应低于闪火点
闪
10~20℃；在闭式压力容器中，允许加热温度超过
点
闪火点，但是温度越高，防火安全性越低，一旦
管道破裂，就会发生着火，甚至爆炸。
开口杯法－－闪火点较高(重油、润滑油) 闭口杯法－－闪火点较低(汽油、柴油等)
流动或 半流动 石 的粘稠 油 液体
相对密 度一般 小于1
Petroleum
石油的组成
组成石油的元素主要是碳、氢、氧、氮、
《生物质液体燃料》PPT课件
意图。 ❖ 与矿物柴油相比，生物柴油有哪些特点和使
用特性？
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20
生物质成型
生物质与煤混烧 酵制生物乙醇 生物质裂解制液体燃料 酯交换制生物柴油
生物质制沼气
生物质制合成气 FT合成 汽油、柴油
完整版课件ppt
3
合成燃料一体化
天然气 Natural Gas
天然气制油
GTL
气化过程 GGaassiiffiiccaattiioonn
PPrroocceessss
煤制油
煤
下降80%。 4. 安全性。无毒、闪点高、生物降解率是矿物油的2倍。 5. 润滑性。1%掺烧，润滑性能提高30%。
完整版课件ppt
17
六、汽车生物柴油的优缺点
❖ P.153-155 自学
完整版课件ppt
18
六、德国生物柴油标准
❖ P.156页 表6-2
完整版课件ppt
19
习题
❖ 生物质能的利用形式有哪些？ ❖ 简述生物质热解裂化的定义及工艺流程。 ❖ 生物柴油制备的基本原理是什么？ ❖ 简述生物柴油制备的两级酯交换反应流程示
合成气 SyngasFra bibliotek费托流程 Fischer-Tropsch process
同样的产品 Identical products
完整版课(2件np+p1t )H2 + n(CO) -> CnH2n+2 + nH2O 4
完整版课件ppt
5
一、 分类
❖ 生物质乙醇
❖ 生物质热解油
❖ 生物柴油
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8
流化床热解工艺
500-600 oC <1s
用特性？
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20
生物质成型
生物质与煤混烧 酵制生物乙醇 生物质裂解制液体燃料 酯交换制生物柴油
生物质制沼气
生物质制合成气 FT合成 汽油、柴油
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3
合成燃料一体化
天然气 Natural Gas
天然气制油
GTL
气化过程 GGaassiiffiiccaattiioonn
PPrroocceessss
煤制油
煤
下降80%。 4. 安全性。无毒、闪点高、生物降解率是矿物油的2倍。 5. 润滑性。1%掺烧，润滑性能提高30%。
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17
六、汽车生物柴油的优缺点
❖ P.153-155 自学
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18
六、德国生物柴油标准
❖ P.156页 表6-2
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19
习题
❖ 生物质能的利用形式有哪些？ ❖ 简述生物质热解裂化的定义及工艺流程。 ❖ 生物柴油制备的基本原理是什么？ ❖ 简述生物柴油制备的两级酯交换反应流程示
合成气 SyngasFra bibliotek费托流程 Fischer-Tropsch process
同样的产品 Identical products
完整版课(2件np+p1t )H2 + n(CO) -> CnH2n+2 + nH2O 4
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5
一、 分类
❖ 生物质乙醇
❖ 生物质热解油
❖ 生物柴油
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8
流化床热解工艺
500-600 oC <1s
新型能源生物丁醇 (2)
生物酶法
利用酶催化反应将淀粉、 纤维素等物质转化为生物 丁醇。
合成气发酵法
将合成气（一氧化碳和氢 气的混合物）通过微生物 发酵转化为生物丁醇。
生物丁醇的生产原料
糖类物质
合成气
葡萄糖、木糖等糖类物质是生物丁醇 生产的主要原料，可从淀粉、纤维素 等物质中提取。
一氧化碳和氢气的混合物，可通过煤 化工或天然气转化获得，再用于生产 生物丁醇。
废弃物、纤维质等作为原料。
生物丁醇的分子式：C4H9OH。
03
生物丁醇的特性
物理性质
与乙醇相似，具有较高的能量密度（约21MJ/kg），沸点约 117.7°C，不溶于水，易溶于有机溶剂。
化学性质
具有醇羟基，可发生氧化、酯化等反应。
安全性
低毒，但大量摄入可能对肝脏产生毒性。
生物丁醇的用途
01
02
03
05
生物丁醇的挑战与解决 方案
生物丁醇的生产成本问题
总结词
生产成本高昂是生物丁醇推广应用的主要障碍之一。
详细描述
生物丁醇的生产需要大量原材料和能源，导致其成本较高。此外，生物丁醇的生 产过程还需要专业的设备和工艺，进一步增加了生产成本。
生物丁醇的储存和运输问题
总结词
生物丁醇的储存和运输存在安全隐患 和困难。
技术进步推动
生物丁醇技术的不断进步和创新，将进一步降低 生产成本，提高产量和纯度，为大规模应用奠定 基础。
生物丁醇的技术创新
提高发酵效率
通过优化菌种、改进发酵工艺和提高设备效率等手段，提高生物 丁醇的发酵效率，降低生产成本。
分离提纯技术改进
改进生物丁醇的分离提纯技术，提高产品纯度，降低杂质含量，满 足不同应用领域的需求。
培训2-醇基燃料
醇基燃料醇基燃料就是以醇类（如甲醇、乙醇、丁醇等）物质为主体配置的燃料。
它是以液体或者固体形式存在的。
它也是一种生物质能，和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源；面对石化能源的枯竭，醇基燃料是最有潜力的新型替代能源，深受各国企业组织的青睐。
醇基燃料来源广泛——醇类物质既可来源于石化燃料（如煤、石油、天然气可以生产甲醇），也可由生物质生物发酵生产（如乙醇、丁醇等），所以，醇基燃料也可以是生物质能。
现已有新技术从海水电解成氢与氧与二氧化碳合成醇，改性成醇基燃料。
此技术的推广与应用对新能源的发展贡献将是巨大的！醇基燃料形式多样——可做成液体燃料，也可做成固体燃料（如固体酒精），还可产生气体燃料（如由甲醇合成二甲醚）。
醇基燃料可以用于餐饮、可以用于工业窑炉，还可以与汽油、柴油合成全新的燃料。
醇基燃料有明显的经济可比性——和汽油、柴油、液化气相比，热效率高是它最佳的特点，目前甲醇燃料的优势已引起业内的重视。
但它的技术难度大，要合成与汽油、柴油相媲美的燃料需要更高深的技术研究与实践，目前掌握此技术者凤毛麟角。
醇基燃料是绿色环保能源——和煤、煤焦油、重油、柴油、汽油相比，醇基燃料燃烧最完全彻底，热转换效率最高，排放是水与二氧化碳为主，是未来最清洁、最环保、最有潜力的燃料。
为了促进和规范醇基燃料的推广，1996年中国颁布了醇基液体燃料的国家标准——GB16663-1996，车用燃料甲醇的国家标准——GB/T 23510-2009也将在2009年12月1日起实施。
目前，在我国醇油、生物醇油、醇化油、复合生物醇油，其实就是醇基燃料对于不同商家各自叫法。
新型环保醇基燃料特点及优势环保性。
新型醇基环保水性燃料的燃烧产物主要是H2O、CO2，具有无烟尘、无味、无压力、无污染、使用无需烟道、无残留物等特点。
新型环保醇基水性燃料若与研制的专用灶具配合使用，各项指标能达到国家安全与环保的相关标准。
《醇类燃料》课件
化工原料
醇类燃料在化学工业中可作为 原料，用于生产其他化学品。
04
醇类燃料的优缺点分析
醇类燃料的优点
环保性
醇类燃料主要由生物质制成，燃烧后 产生的二氧化碳可被植物吸收，实现 碳循环，减少温室气体排放。
可再生性
由于醇类燃料来源于生物质，因此它 是可再生的，长期使用有助于减少对 化石燃料的依赖。
高热值
原料处理
原料在生产前需要进行预处理，如 净化、干燥、压缩等，以确保其质 量和可加工性。
生产工艺
工艺流程
醇类燃料的生成需要经过一系列 的化学反应过程，包括转化、合 成、精制等。这些反应过程需要 在特定的条件下进行，以确保产
品的质量和产量。
工艺控制
生产过程中需要对温度、压力、 流量等工艺参数进行精确控制， 以确保反应的顺利进行和产品的
《醇类燃料》ppt课件
目录 Contents
• 醇类燃料的概述 • 醇类燃料的生产与制备 • 醇类燃料的应用 • 醇类燃料的优缺点分析 • 醇类燃料的安全使用与环保问题
01
醇类燃料的概述
醇类燃料的定义与分类
定义
醇类燃料是指以醇类为主要成分 的生物燃料，可由生物质转化而 来。
分类
按照醇类的碳链长度，醇类燃料 可分为甲醇、乙醇、丙醇等。
混合使用
醇类燃料可以与汽油混合使用 ，逐步替代纯汽油，实现燃料
多元化。
发动机适应性
经过改造的发动机可以更好地 适应醇类燃料，提高燃烧效率
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
醇类燃料在航空行业的应用
燃料替代
航空业正在寻求替代传 统航空燃油的方案，醇 类燃料是潜在的替代品
之一。
安全性考虑
与传统的航空煤油相比 ，醇类燃料具有更高的 闪点，提高了飞行的安
醇类燃料在化学工业中可作为 原料，用于生产其他化学品。
04
醇类燃料的优缺点分析
醇类燃料的优点
环保性
醇类燃料主要由生物质制成，燃烧后 产生的二氧化碳可被植物吸收，实现 碳循环，减少温室气体排放。
可再生性
由于醇类燃料来源于生物质，因此它 是可再生的，长期使用有助于减少对 化石燃料的依赖。
高热值
原料处理
原料在生产前需要进行预处理，如 净化、干燥、压缩等，以确保其质 量和可加工性。
生产工艺
工艺流程
醇类燃料的生成需要经过一系列 的化学反应过程，包括转化、合 成、精制等。这些反应过程需要 在特定的条件下进行，以确保产
品的质量和产量。
工艺控制
生产过程中需要对温度、压力、 流量等工艺参数进行精确控制， 以确保反应的顺利进行和产品的
《醇类燃料》ppt课件
目录 Contents
• 醇类燃料的概述 • 醇类燃料的生产与制备 • 醇类燃料的应用 • 醇类燃料的优缺点分析 • 醇类燃料的安全使用与环保问题
01
醇类燃料的概述
醇类燃料的定义与分类
定义
醇类燃料是指以醇类为主要成分 的生物燃料，可由生物质转化而 来。
分类
按照醇类的碳链长度，醇类燃料 可分为甲醇、乙醇、丙醇等。
混合使用
醇类燃料可以与汽油混合使用 ，逐步替代纯汽油，实现燃料
多元化。
发动机适应性
经过改造的发动机可以更好地 适应醇类燃料，提高燃烧效率
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
醇类燃料在航空行业的应用
燃料替代
航空业正在寻求替代传 统航空燃油的方案，醇 类燃料是潜在的替代品
之一。
安全性考虑
与传统的航空煤油相比 ，醇类燃料具有更高的 闪点，提高了飞行的安
6液体燃料的燃烧课件
（4）滴间气体燃烧加液滴蒸发式燃烧：
油滴均匀性差、油滴群密度大，较小油滴预蒸发式燃烧，滴 间蒸发燃烧的大油滴在到达火焰区时未完全蒸发，应避免。
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
（四）油滴群燃烧速度常数 与单油滴燃烧速度常数不同，油滴群燃烧速度常
数与压力有关且有所增大；
（五）油滴群燃烧的特点 油滴群燃烧的火焰传播主要借助于油滴的不断着
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
液体燃料雾化主要有两种方式：机械雾化和介质雾化，还有兼有 这两种方式特点的组合型雾化方式。
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
完全燃烧，油滴的燃尽时间：
b
d02 k
油滴燃尽时间与液滴初始直径的平方成正比。
（6-16）
可见，液体燃料雾化质量（液滴尺寸）对燃烧过程具有决定性影响 。
油滴与空气间有相对速度时，燃烧速度常数为：
k2 k(1 0.3Sc0.33 Re0.5 )
（6-17）常
将喷油嘴出口处喷雾炬外包络线的两条 切线之间的夹角定义为出口喷雾角。
雾化角是油喷嘴雾化性能的主要指
标之一。
一般应根据燃烧室的尺寸和燃料
与空气的混合条件来合理选择雾化角。
6.2.2 雾化性能及质量的评定
6.2.2 雾化性能及质量的评定
喷雾锥角和喷孔锥角
dt
dr
RTV
分子扩散项 对流扩散项
dm/dt—单位时间内油滴对周围介质的扩散量（质交换）；
Tv、Pv、ρv—油滴表面附件的燃油蒸汽温度、压力和质量浓度；
D—扩散系数；
r、F—油滴半径和表面积；
u—油蒸汽离开油滴表面的对流速度。
油滴均匀性差、油滴群密度大，较小油滴预蒸发式燃烧，滴 间蒸发燃烧的大油滴在到达火焰区时未完全蒸发，应避免。
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
（四）油滴群燃烧速度常数 与单油滴燃烧速度常数不同，油滴群燃烧速度常
数与压力有关且有所增大；
（五）油滴群燃烧的特点 油滴群燃烧的火焰传播主要借助于油滴的不断着
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
液体燃料雾化主要有两种方式：机械雾化和介质雾化，还有兼有 这两种方式特点的组合型雾化方式。
6.2.3 雾化的方式及常用雾化装置
6.1.3 液体燃料的燃烧过程
完全燃烧，油滴的燃尽时间：
b
d02 k
油滴燃尽时间与液滴初始直径的平方成正比。
（6-16）
可见，液体燃料雾化质量（液滴尺寸）对燃烧过程具有决定性影响 。
油滴与空气间有相对速度时，燃烧速度常数为：
k2 k(1 0.3Sc0.33 Re0.5 )
（6-17）常
将喷油嘴出口处喷雾炬外包络线的两条 切线之间的夹角定义为出口喷雾角。
雾化角是油喷嘴雾化性能的主要指
标之一。
一般应根据燃烧室的尺寸和燃料
与空气的混合条件来合理选择雾化角。
6.2.2 雾化性能及质量的评定
6.2.2 雾化性能及质量的评定
喷雾锥角和喷孔锥角
dt
dr
RTV
分子扩散项 对流扩散项
dm/dt—单位时间内油滴对周围介质的扩散量（质交换）；
Tv、Pv、ρv—油滴表面附件的燃油蒸汽温度、压力和质量浓度；
D—扩散系数；
r、F—油滴半径和表面积；
u—油蒸汽离开油滴表面的对流速度。
《生物质液体燃料》课件
对策
为了克服这些挑战，政府、企业和研究机构需要共同努力。政府可以出台相关政策，鼓 励生物质液体燃料产业的发展；企业可以加大研发投入，提高生产效率，降低成本；而 研究机构则可以通过技术创新，解决生物质液体燃料产业面临的技术难题。同时，加强
国际合作，共同推动生物质液体燃料产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
02
中国政府对生物质液体燃料的发展给予了政策支持，
促进了市场的快速发展。
03
中国生物质液体燃料市场存在较大的发展空间，未来
有望成为全球最大的生物质液体燃料市场。
生物质液体燃料市场发展趋势
01
生物质液体燃料市场将朝着多元化、高效化和可持续化的方向 发展。
02
新型生物质液体燃料技术不断涌现，提高了生产效率和能源转
化率。
生物质液体燃料市场将与可再生能源市场相互融合，形成完整
03
的可再生能源产业链。
04
CATALOGUE
生物质液体燃料的环保与经济 效益
生物质液体燃料的环保特性
减少温室气体排放
有利于废弃物资源化利用
生物质液体燃料燃烧产生的二氧化碳 可被生长过程中的植物吸收，实现碳 循环，从而减少温室气体排放。
投资机会
对于投资者来说，生物质液体燃料产业是一个充满机遇的领域。从原料种植、加 工生产到终端销售，每一个环节都存在着投资机会。此外，随着技术的不断创新 和市场的逐步扩大，生物质液体燃料的投资前景也更加广阔。
生物质液体燃料面临的挑战与对策
挑战
虽然生物质液体燃料具有许多优点，但在其发展过程中也面临着许多挑战。例如，原料 供应不足、生产成本高、技术成熟度不够等问题都制约着生物质液体燃料产业的发展。
生物质废弃物如秸秆、废弃动植物油 脂等可用于生产生物质燃料，实现废 弃物的资源化利用。
为了克服这些挑战，政府、企业和研究机构需要共同努力。政府可以出台相关政策，鼓 励生物质液体燃料产业的发展；企业可以加大研发投入，提高生产效率，降低成本；而 研究机构则可以通过技术创新，解决生物质液体燃料产业面临的技术难题。同时，加强
国际合作，共同推动生物质液体燃料产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
02
中国政府对生物质液体燃料的发展给予了政策支持，
促进了市场的快速发展。
03
中国生物质液体燃料市场存在较大的发展空间，未来
有望成为全球最大的生物质液体燃料市场。
生物质液体燃料市场发展趋势
01
生物质液体燃料市场将朝着多元化、高效化和可持续化的方向 发展。
02
新型生物质液体燃料技术不断涌现，提高了生产效率和能源转
化率。
生物质液体燃料市场将与可再生能源市场相互融合，形成完整
03
的可再生能源产业链。
04
CATALOGUE
生物质液体燃料的环保与经济 效益
生物质液体燃料的环保特性
减少温室气体排放
有利于废弃物资源化利用
生物质液体燃料燃烧产生的二氧化碳 可被生长过程中的植物吸收，实现碳 循环，从而减少温室气体排放。
投资机会
对于投资者来说，生物质液体燃料产业是一个充满机遇的领域。从原料种植、加 工生产到终端销售，每一个环节都存在着投资机会。此外，随着技术的不断创新 和市场的逐步扩大，生物质液体燃料的投资前景也更加广阔。
生物质液体燃料面临的挑战与对策
挑战
虽然生物质液体燃料具有许多优点，但在其发展过程中也面临着许多挑战。例如，原料 供应不足、生产成本高、技术成熟度不够等问题都制约着生物质液体燃料产业的发展。
生物质废弃物如秸秆、废弃动植物油 脂等可用于生产生物质燃料，实现废 弃物的资源化利用。
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中都会有所下降]
生物液体燃料丁醇
11
• Qureshi 等将液- 液萃取、膜萃取、气提和渗透汽 化与ABE 发酵过程耦合, 比较了四种不同的分离 耦合技术对发酵过程的溶剂产率和生产效率的影 响.
• 结论：
他们认为气提和渗透汽化是与ABE 发酵耦合 最有前景的分离技术, 气提分离技术对ABE 溶剂 的选择性可达6~ 23, 而渗透汽化技术由于操作简 单、分离效率高, 可成为替代精馏作为ABE 的后 续提浓方法.
生物液体燃料丁醇
13
• 美国绿色生物有限公司( GBL) 和专业级公司EKB 公司合作,投资8515 万欧元创新丁醇发酵工艺技 术,计划开发生产生物燃料丁醇用于交通运输,将 其生产成本降低1/ 3.
• 2007 年2 月,英国Oxfordshire2based Biotechnology公司接受英国贸易部和工业引导技 术部投资25 万英镑,其他股东和商业人士投资31 万英镑,计划开发新一代低成本生物燃料———丁 醇[17 ] 。
生物液体燃料丁醇
2
原理以及该领域的进展
• 利用细菌，藻类，非粮纤维素（我国因为 粮食生产无法自给自足需要进口，所以禁 用粮食生产）制造丁醇
• 以一定比例与化石燃料调和或100%丁醇， 减轻或代替化石燃料的危机以及减少化石 燃料带来的污染
生物液体燃料丁醇
3
• 丙酮-丁醇发酵( 产物中含有大量的丁醇、丙 酮和少量的乙醇, 简称为ABE 发酵).
• GS 精油、SK建设、三星综合技术院(SAIT) 和汉 城大学(Hansung University) 等29 个企业和研究 机构共同参与。一阶段研发结束时,将开发出生产 能力3 万L/ a 生化丁醇、35 桶生物合成柴油和20 t 固化天然气的成套设备。
生物液体燃料丁醇
4
目前用于 ABE 发酵耦合的分离技术包括：
• 吸附( Adsorption) • 液液萃取( Liquid-liquid extract ion) • 气提( Gas st ripping ) • 膜蒸馏( Membrane dist illat ion) • 渗透汽化( Pervapo ration, PV)
在传统的ABE 发酵过程中, 由于丁醇对 微生物具有严重的抑制作用, 发酵液中丁醇 的浓度一般都低于13 g / L, ABE 浓度不超 过20 g / L[ 3]
改良：将化工分离技术与发酵过程耦合的新 工艺, 将ABE 从发酵液中快速而连续移出, 减少发酵产物的抑制作用, 从而提高整个发 酵过程的经济性.
• 2) 渗透汽化亲水膜用于丁醇/ 水共沸物 的脱水, 替代传统的共沸精馏过程, 高效节 能环保.
生物液体燃料丁醇
7
目前用于低浓度丁醇回收或提浓的疏水 性渗透汽化膜主要有:
• 聚二甲基硅氧烷( poly dimethy lsiloxane,PDMS) 及其共聚、改性和掺杂膜
• 液膜( liquidmembr ane)
生物液体燃料丁醇背景 Nhomakorabea• 全球变暖、化石能源日渐 • 消耗国际局势紧张，能源 • 争端频发，导致国际原油 • 价格急剧上涨，能源紧缺， • 直接影响到城乡居 民的生 • 活，乃至国家的经济腾飞。 • 开发廉价、清洁的替代能 • 源已迫在眉睫。原油价格 • 的不断攀升,让人们对生物
质能源寄予了更
多希望。
生物液体燃料丁醇
12
案例及案例分析
• 埃克森美孚公司(Exxon Mobil)决定进入先进生物 燃料领域，与Synthetic Genomics生物技术公司 联合研发藻类原料生物燃料。
• 美国政府和军方正与企业合作，研究藻类燃料生 产技术，希望这种可再生燃料帮助部队减少依赖 进口能源。 海军眼下与美国可再生能源技术公司 Ｓolazyme合作，研究将藻类转化为油料技术。
化与传统的共沸精馏相比也具有明显的技 术上和经济上的优势.
生物液体燃料丁醇
6
• 关键问题之一是开发和制备高性能( 高的渗 透通量和选择性)的渗透汽化膜.
• 渗透汽化膜可以分为疏水膜和亲水膜, 分别 对应着渗透汽化技术在燃料丁醇制备过程 中的两个关键部分的应用:
• 1) 渗透汽化疏水膜与ABE 发酵过程耦 合, 原位移出发酵产物ABE, 降低产物抑制 作用, 提高发酵产率;
• 为应对高油价,韩国产业资源部2007 年表示,
• 计划大力研发生化丁醇(Bio2butanol ,
生物液体燃料丁醇
14
• 直接替代汽油的生物燃料) 、生物合成石油等下一 代新能源技术和天然气固化储存和运输技术。第 一阶段从2007 年至2010 年3 年内,计划投入200 亿韩元开发上述技
• 术,其中政府投资113 亿韩元,由韩国化学研究院、
• 反渗透( Reverse osmosis) 等
生物液体燃料丁醇
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渗透汽化技术
• 作为一种新型的膜分离技术, 与其它分离技 术相比, 不仅具有高效、节能和环保的优点, 而且在与发酵过程耦合的过程中, 不会移除 培养基中的营养物质, 并且对微生物没有毒 害作用.
• 对于后续的丁醇- 水共沸物的分离, 渗透汽
（耦合：物理学上指两个或两个以上的体系或两 种运动形式间通过相互作用而彼此影响以至联合 起来的现象）
• 不足：耦合工艺中的膜污染[在ABE 发酵- PV 耦
合过程中, 由于真实发酵液的密度、黏度、pH 值
等物性参数的差异以及存在的无机盐、葡萄糖、
其它代谢产物、微生物细胞等复杂成分, 导致渗
透汽化膜的性能相比在模拟的丁醇或ABE 水溶液
• 聚三甲基硅丙炔膜( poly [- 1-( t rimethy lsilyl)- 1- propyne] , PTMSP)
• 聚醚酰胺嵌段共聚物膜( Poly ( ether block amide ) , PEBA)
• 聚丙烯膜( PP)
• 聚四氟乙烯膜( PTFE)等
生物液体燃料丁醇
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此外, 还有学者研究 了PTMSP 膜 .PEBA膜、PP 膜、PTFE 膜在丁 醇- 水溶液中的渗透 汽化性能。
缺陷：PTMSP 膜材
料本身存在稳定性 差的问题。
PEBA 膜、PP 膜和
PT FE 膜对丁醇的
选择性都比较低。生物液体燃料丁醇
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ABE 发酵- 渗透汽化耦合工艺
• 采用各种分离技术与发酵过程相耦合, 原位移出 发酵产物ABE, 降低产物抑制作用, 提高葡萄糖的 转化率和溶剂产率,从而提高整个发酵过程的经济 性.