生物柴油意義教案資料

1、生物柴油意義 生物柴油是動植物油脂與甲醇反應生產的一種生物柴油是動植物油脂與甲醇反應生產的一種質量性質類似于柴油、并可以替代柴油使用質量性質類似于柴油、并可以替代柴油使用的優(yōu)質清潔燃料。的優(yōu)質清潔燃料。 生物柴油生物柴油甲醇CH2OOCCHCH2R1OOCR2OOCR3CH2CHCH2OHOHOH三甘酯甘油+3CH3OH+CH3OOCR1CH3OOCR3CH3OOCR2甲醇脂肪酸甲酯油脂油脂美國對生物柴油性能的評價美國對生物柴油性能的評價美國對生物柴油的評價美國對生物柴油的評價 研究證明兌入研究證明兌入20%生物柴生物柴油的車用燃料（油的車用燃料（B20）與相應）與相應純石油柴油相比可減少：純

2、石油柴油相比可減少：v 顆粒物排放顆粒物排放14%v 總碳氧化物排放總碳氧化物排放13%v SO2排放排放70%以上以上 生物柴油（生物柴油（B100）及）及B20是美國環(huán)保是美國環(huán)保局和能源部認可的一種替代燃料，滿足局和能源部認可的一種替代燃料，滿足下列法規(guī)要求下列法規(guī)要求v Clean Air Act Amendments (CAAA 90)v Environment Protection Act of 1992(EPACT) 生物柴油具備下列優(yōu)點：生物柴油具備下列優(yōu)點：v 無毒無毒v 能生物降解（與食糖相當）能生物降解（與食糖相當）v 基本無硫和芳烴基本無硫和芳烴v與石油柴油具有良好的調

3、合性，可以任意比例混兌。與石油柴油具有良好的調合性，可以任意比例混兌。進入進入2121世紀生物柴油迅猛發(fā)展世紀生物柴油迅猛發(fā)展成為新興產業(yè)成為新興產業(yè)年年 份份產量產量,萬噸萬噸2011年全年全球生物柴球生物柴油產量突油產量突破了破了2000萬噸，已萬噸，已建和在建建和在建生物柴油生物柴油裝置年產裝置年產能接近能接近4000萬噸萬噸生物柴油的用途生物柴油的用途直接用作車用優(yōu)質柴油生物柴油，即直接用作車用優(yōu)質柴油生物柴油，即100%100%生物柴油生物柴油（B100B100）與石油柴油調配使用，品種有與石油柴油調配使用，品種有2%2%、5%5%、10%10%和和20% 20% ，即即B2B2、B

4、5B5、B10B10、B20B20柴油柴油車用燃料潤滑調合組分，能改善低硫柴油的潤滑性車用燃料潤滑調合組分，能改善低硫柴油的潤滑性非車用柴油的替代品，如船用、家用、農用；非車用柴油的替代品，如船用、家用、農用；機械加工潤滑劑，脫模劑機械加工潤滑劑，脫模劑優(yōu)質的溶劑油，優(yōu)質的溶劑油，用于代替脂肪酸生產精細油脂化學品用于代替脂肪酸生產精細油脂化學品發(fā)展生物柴油的關鍵在原料發(fā)展生物柴油的關鍵在原料! 各國和地區(qū)依據(jù)自己的特點選定生物柴油原料各國和地區(qū)依據(jù)自己的特點選定生物柴油原料 歐盟歐盟菜籽油菜籽油 阿根廷、巴西、美國阿根廷、巴西、美國轉基因大豆油轉基因大豆油 馬來西亞、印尼馬來西亞、印尼棕櫚油棕

5、櫚油 中國發(fā)展生物柴油要中國發(fā)展生物柴油要“不與糧爭地，不與人爭不與糧爭地，不與人爭油油”，依據(jù)國情制訂了生物柴油原料的發(fā)展戰(zhàn)略，依據(jù)國情制訂了生物柴油原料的發(fā)展戰(zhàn)略 當前當前廢棄地溝油廢棄地溝油 中期中期林木油脂林木油脂 中長期中長期微藻油脂微藻油脂廢棄油脂廢棄油脂油腳和皂腳油腳和皂腳泔水油泔水油煎炸余油煎炸余油肉聯(lián)廠余雜肉聯(lián)廠余雜指植物油和動物脂肪在加工、儲運和食用消費過指植物油和動物脂肪在加工、儲運和食用消費過程中產生的、失去食用價值的油脂廢棄物。程中產生的、失去食用價值的油脂廢棄物。資源量：1000萬噸/年以上廢棄油脂最好的利用廢棄油脂最好的利用生物航煤生物航煤廢棄油脂廢棄油脂采用廢棄

6、油脂生產生物柴油的優(yōu)勢采用廢棄油脂生產生物柴油的優(yōu)勢v采用廢棄油脂生產生物柴油，具有全年不分季節(jié)供應、采用廢棄油脂生產生物柴油，具有全年不分季節(jié)供應、不需要培養(yǎng)木本油料樹的早期投入；不需要培養(yǎng)木本油料樹的早期投入；v生產生物柴油對廢棄油脂質量生產生物柴油對廢棄油脂質量要求要求不象生產油脂化學產不象生產油脂化學產品那么嚴格，更多種類廢棄油脂可以得到應用；品那么嚴格，更多種類廢棄油脂可以得到應用；v廢棄油脂價格為油脂食用油的廢棄油脂價格為油脂食用油的70%，原料成本相對較低，原料成本相對較低，（但總是高于原油）；（但總是高于原油）；v生物柴油作為石油燃料的替代品在國內市場缺口大，銷生物柴油作為石油

7、燃料的替代品在國內市場缺口大，銷售前景好。售前景好。中期中期非食用林木種植，非食用林木種植，實現(xiàn)實現(xiàn)“林、油、環(huán)境一體化林、油、環(huán)境一體化”山地丘陵多，山地資源豐富，樹種資源豐富山地丘陵多，山地資源豐富，樹種資源豐富我國幅員遼闊，地域跨度大，生存環(huán)境條件多樣，我國幅員遼闊，地域跨度大，生存環(huán)境條件多樣，適于各種植物生存，現(xiàn)有含油木本植物約適于各種植物生存，現(xiàn)有含油木本植物約1500種，實種，實現(xiàn)現(xiàn)“不與糧爭地、不與人爭油不與糧爭地、不與人爭油”維護生態(tài)環(huán)境，生態(tài)和經濟價值同顯維護生態(tài)環(huán)境，生態(tài)和經濟價值同顯 木本油料植物的開發(fā)主要以種樹為主，具有一次木本油料植物的開發(fā)主要以種樹為主，具有一次栽

8、、多年受益的特性，能很好地維護生態(tài)環(huán)境，防止栽、多年受益的特性，能很好地維護生態(tài)環(huán)境，防止水土流失和涵養(yǎng)水源，具有不可替代的生態(tài)價值。水土流失和涵養(yǎng)水源，具有不可替代的生態(tài)價值。利用微藻生產油脂，前途不可限量利用微藻生產油脂，前途不可限量中長中長微藻技術與油脂微藻技術與油脂利用微藻進行生物固碳，生產生物能源生物固定CO2是地球上最主要、最有效和最原始的固碳方式每年可以從大氣中固定1000億噸CO2低碳問題低碳問題環(huán)境問題環(huán)境問題資源問題資源問題微藻微藻微藻地球上最簡單的一種生物，有可能成為地球上最簡單的一種生物，有可能成為世界最復雜問題的解決方案世界最復雜問題的解決方案制氫尾氣燃燒爐煙氣煙氣冷

9、卻器煙氣壓縮機羅茨風機粗濾及紫外消毒流量控制I型光生物反應器II型光生物反應器50m2跑道池反應器500m500m2 2智能溫室智能溫室石煉化微藻減排示范裝置石煉化微藻減排示范裝置微藻生物技術的優(yōu)勢微藻生物技術的優(yōu)勢1）光合效率高、固碳效率高，與農作物相比，單位面積的產率更高，微藻是自然界中生長最為迅速的一種植物，通常在24h內，微藻所含生物質可以翻倍；2）同步實現(xiàn)太陽能的轉化與固定，不但是能量的生產，也是物質的生產，是未來生物煉制的理想原料；3）不與農作物爭地、爭水，微藻可以生長在高鹽、高堿環(huán)境的水體中，可充分利用灘涂、鹽堿地等邊際土地或荒漠進行大規(guī)模培養(yǎng)，也可利用海水、鹽堿水、工業(yè)廢水等非

10、農用水進行培養(yǎng)；4）產油率高，微藻干細胞的含油量可高達70，微藻沒有高等植物的根莖葉等細胞分化，是最有前景的產油生物。5）NOx減排潛力，微藻的培養(yǎng)可以利用工業(yè)廢氣中的CO2 2，也可以吸收工業(yè)廢氣中的NOx；6）綜合利用價值高，生產微藻生物柴油的同時，還可以生產相當數(shù)量的蛋白質、多糖等產品，有潛力成為糧食的替代品。微藻生物技術的潛力n太陽能轉化效率太陽能轉化效率n生物體的最大太陽能轉化效率約為生物體的最大太陽能轉化效率約為10%10%左右左右11n大田作物一般不超過大田作物一般不超過1%1%n微藻可以達到微藻可以達到7%7%22n生物量的產率生物量的產率n大田作物：玉米（籽粒大田作物：玉米（

11、籽粒+ +秸稈）秸稈）30t/ha.y30t/ha.y33n微藻：小球藻微藻：小球藻100t/ha.y100t/ha.y22；螺旋藻；螺旋藻30t/ha.y30t/ha.y11陳俊武，陳俊武，石油替代綜論石油替代綜論；2J.Doucha,J.Appl.Phycol(2009)21:111-1172J.Doucha,J.Appl.Phycol(2009)21:111-11733石元春，石元春，決勝生物質決勝生物質；4B.Wood. Technoeconomic Analysis of oil Production. Arlington VA, Feb 4B.Wood. Technoeconomi

12、c Analysis of oil Production. Arlington VA, Feb 19,200819,2008踐行綠色低碳戰(zhàn)略，中國石化開展微藻生物能源技術的開發(fā)n中國石化與中國科學院中國石化與中國科學院2010年啟動了年啟動了“微藻生物柴微藻生物柴油成套技術的研發(fā)油成套技術的研發(fā)”項目，研發(fā)涵蓋產業(yè)鏈各個環(huán)項目，研發(fā)涵蓋產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)節(jié)n在我國境內廣大地區(qū)采集微藻藻種，進行了篩選，獲得了大量高產油微藻藻種資源，開展了藻種了基因改良，獲得了高產油藻種n開展了開放池規(guī)模養(yǎng)殖技術的開發(fā)，油藻產率可達到20g/m2.d，總脂含量達到25%，開發(fā)了規(guī)模養(yǎng)殖的病蟲害防治技術與CO2利用技術

13、n開展了新型光生物反應器的開發(fā)，形成了專利技術n開展了微藻高效絮凝采收技術的開發(fā)，形成了專利技術n開展了含水微藻藻油提取技術的開發(fā)，形成了專利技術石煉化微藻生物能源技術的開發(fā)n第一階段：煙氣第一階段：煙氣COCO2 2固定，產油微藻養(yǎng)殖固定，產油微藻養(yǎng)殖設計石家莊煉化分公司500m2微藻煙氣減排實驗裝置，完成了裝置建設，并開展了試運行；裝置規(guī)模：利用微藻直接減排煉廠CO2的40000L級光生物反應器綜合示范裝置，裝置年開工時間為 8400小時；煙道氣：常溫；0.2MPa；流量：100 KgCO2（設計）/d；煙道氣組成：二氧化碳含量16%；二氧化硫6ppm； 一氧化碳6ppm；氮氧化物36pp

14、m；氧氣6.4%；水蒸氣 12.6%；氮氣65%；正在開展利用煉廠煙氣養(yǎng)殖產油微藻的研究正在開展利用煉廠煙氣養(yǎng)殖產油微藻的研究n第二階段：第二階段：NOxNOx固定，盡早實現(xiàn)微藻減排的環(huán)境效益固定，盡早實現(xiàn)微藻減排的環(huán)境效益減排對象：石家莊煉化己內酰胺裝置減排對象：石家莊煉化己內酰胺裝置NOxNOx尾氣排放：尾氣排放：3000ppm3000ppm，2 2萬萬m m3 3/h/h選育了適宜藻種，選育了適宜藻種，模擬煙氣中模擬煙氣中NOx條件，條件，研究了研究了Chlorella C2對不同對不同濃度濃度NaNO2的適應性情況，研究發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中添加不同濃度的適應性情況，研究發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中添加不同濃度

15、NaNO2后細胞生長仍然繼續(xù)進行，并且相對缺氮條件，生物量有了顯著提高后細胞生長仍然繼續(xù)進行，并且相對缺氮條件，生物量有了顯著提高石煉化微藻CO2減排示范裝置踐行綠色低碳戰(zhàn)略、促進中國石化可持續(xù)發(fā)展踐行綠色低碳戰(zhàn)略、促進中國石化可持續(xù)發(fā)展廢水排放、CO2排放、NOx排放生物柴油凈化氣體養(yǎng)殖廢水以循環(huán)經濟模式為社會提供低碳、清潔能源以循環(huán)經濟模式為社會提供低碳、清潔能源生物煉制生物煉制 根據(jù)我國原料供應的國情和國內外現(xiàn)有生產技術根據(jù)我國原料供應的國情和國內外現(xiàn)有生產技術的狀況，中國石化開發(fā)的生物柴油技術期望達到以下的狀況，中國石化開發(fā)的生物柴油技術期望達到以下目的：目的： 能適應多種原料能適應多

16、種原料 生產過程清潔生產過程清潔 生產成本低生產成本低 具有自主知識產權具有自主知識產權中國石化生物柴油新技術的開發(fā)中國石化生物柴油新技術的開發(fā) 生物柴油技術的開發(fā)歷程生物柴油技術的開發(fā)歷程v由中國石化支持石油化工科學研究院和石家莊由中國石化支持石油化工科學研究院和石家莊煉化分公司聯(lián)合開發(fā)煉化分公司聯(lián)合開發(fā)；v小試研究從小試研究從2001年開始年開始,2005年通過中國石年通過中國石化組織的技術鑒定化組織的技術鑒定；v中試研究中試研究2005年立項，年立項，20072012年先后年先后完成多種原料和工藝流程的中試實驗研究；完成多種原料和工藝流程的中試實驗研究；v2010年完成首套工業(yè)化示范裝置

17、的開發(fā)，目年完成首套工業(yè)化示范裝置的開發(fā)，目前正在進行最新技術的工業(yè)化開發(fā)。前正在進行最新技術的工業(yè)化開發(fā)。酯交換酯交換酯交換酯交換傳統(tǒng)技術傳統(tǒng)技術中國石化技術中國石化技術X油脂預處理油脂預處理油脂預處理油脂預處理產品精制產品精制產品精制產品精制中國開發(fā)生物柴油新技術的特點中國開發(fā)生物柴油新技術的特點 可免除原料預處理，簡化流程，降低成本可免除原料預處理，簡化流程，降低成本v酸值酸值 0.1mgKOH/g0.1mgKOH/g油油v水分水分 0.1%0.1%v非皂化物和雜質非皂化物和雜質 0.8%0.8%v磷磷10g/g傳統(tǒng)技術傳統(tǒng)技術v酸值不限定酸值不限定v水分水分 1%1%v非皂化物和雜質非

18、皂化物和雜質 2%2%v磷脂含量不要求磷脂含量不要求中國石化技術中國石化技術原因是：原料的質量要求不同原因是：原料的質量要求不同2 2、原料適應性廣、原料適應性廣低酸植物毛油高酸植物毛油廢棄油脂傳統(tǒng)技術需要精制才能使用，包括脫膠、脫磷脂、脫酸、脫水等，精制費用高需要精制才能使用，包括脫膠、脫磷脂、脫酸、脫水等，精制費用更高地溝油、酸化油等不能精制到魯奇工藝要求的質量中國石化技術不需要精制，可直接使用不需要精制，可直接使用除去過量的不溶性雜質和水后可直接使用中國開發(fā)生物柴油新技術的特點中國開發(fā)生物柴油新技術的特點3 3、不使用酸堿催化劑，生產過程清潔、不使用酸堿催化劑，生產過程清潔廢水的產生與處理廢水的產生與處理原料精制單元產品洗滌單元產品干燥單元傳統(tǒng)酸堿催化技術含油污水進入含油污水進入污水處理池降污水處理池降解達標后外排解達標后外排洗滌水合并到甘油中，洗滌水合并到甘油中，在濃縮甘油時被蒸餾在濃縮甘油時被蒸餾回收循環(huán)使用。洗滌回收循環(huán)使用。洗滌水用量相當于油的水用量相當于油的50%75%50%75%冷凝回收的含冷凝回收的含甲醇水被并入甲醇水被并入甘油中處理，甘油中處理，蒸餾回收使用蒸餾回收使用中國石化技術無無無無無無中國開發(fā)生物柴油新技術的特點中國開發(fā)生物柴油新技術的特點中國石