工業(yè)催化-第六章-新能源

新能源和燃料工業(yè)用催化技術(shù)第六章煤炭石油水電天然氣富煤少氣缺油我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)能源太陽能風(fēng)能水能核能地?zé)崮艹毕苁兔禾刻烊粴夤腆w廢料生物質(zhì)……燃料汽油、柴油合成氣甲醇?xì)錃饽茉摧d體能源轉(zhuǎn)換加熱電能內(nèi)燃機(jī)燃料電池化石能源煤炭石油天然氣可再生能源太陽能風(fēng)能生物質(zhì)能地?zé)崮艹毕苄履茉匆掖计蜕锊裼鸵掖计鸵掖计褪且环N由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。優(yōu)點(diǎn)乙醇汽油的使用可有效的降低汽車尾氣排放，改善能源結(jié)構(gòu)。具有良好的抗爆性。研究表明，汽油中乙醇含量為15%的乙醇汽油比純車用無鉛汽油碳烴排量下降16.2%，一氧化碳排量下降30%。生產(chǎn)資源豐富，技術(shù)成熟。當(dāng)在汽油中摻兌少于10%時(shí)，對(duì)在用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無需進(jìn)行大的改動(dòng)，即可直接使用乙醇汽油。不足熱值低腐蝕性分層

不易于保存與人民爭(zhēng)糧產(chǎn)能：1000萬噸/年行業(yè)生產(chǎn)水平：3000萬噸1000萬噸燃料酒精并不適合大多數(shù)需要柴油為燃料的大動(dòng)力車輛如公共汽車、內(nèi)燃機(jī)車及農(nóng)用汽車如拖拉機(jī)等主要以柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。。。。。。。。。。相比之下，生物柴油環(huán)保，動(dòng)力強(qiáng)勁，兼容主流的發(fā)動(dòng)機(jī)等特點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)就顯得更加突出。生物柴油生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。特點(diǎn)優(yōu)良的環(huán)保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高達(dá)98％，降解速率是普通柴油的2倍，可大大減輕意外泄漏時(shí)對(duì)環(huán)境的污染十六烷值高，燃燒性能好于柴油。含水率較高，最大可達(dá)30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高穩(wěn)定性

潤(rùn)滑性能好

好的安全性能：閃點(diǎn)高，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用方面安全等等……物理提煉法化學(xué)法工程微藻法酶合成法生產(chǎn)方法物理法提煉(1)物理精煉:首先將油脂水化或磷酸處理，除去其中的磷脂，膠質(zhì)等物質(zhì))(2)酯交換反應(yīng):經(jīng)預(yù)處理的油脂與甲醇一起，加入少量NaOH做催化劑，在一定溫度與常壓下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，能生成甲酯，采用二步反應(yīng)，通過一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的分離器連續(xù)地除去初反應(yīng)中生成的甘油，使酯交換反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。(3)重力沉淀、水洗與分層。(4)甘油的分離與粗制甲酯的獲得。(5)水份的脫出、甲醇的釋出、催化劑的脫出與精制生物柴油的獲得。原料預(yù)處理(脫水、脫臭、凈化)反應(yīng)釜(加醇+催化劑+70℃)攪拌反應(yīng)1小時(shí)沉淀分離排雜回收醇過濾成品整個(gè)工藝流程實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，大致描述如下：化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油的化學(xué)法生產(chǎn)是采用生物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氫氧化鈉(占油脂重量的1%)或甲醇鈉(Sodiummethoxide)做為觸媒，在酸性或者堿性催化劑和高溫（230～250℃）下發(fā)生酯交換反應(yīng)（transesterification），生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油.但化學(xué)方法存在如下問題反應(yīng)溫度較高、工藝復(fù)雜；處理過程繁復(fù)、能耗高；使用酸堿催化劑產(chǎn)生大量的廢水，廢堿（酸）液排放容易對(duì)環(huán)境造成二次污染等；生產(chǎn)過程中使用堿性催化劑要求原料必須是毛油，比如未經(jīng)提煉的菜籽油和豆油,因此成本較高.“工程微藻”法“工程微藻”中脂質(zhì)含量的提高主要由于乙酰輔酶A羧化酶(ACC)基因在微藻細(xì)胞中的高效表達(dá).目前，正在研究選擇合適的分子載體，使ACC基因在細(xì)菌、酵母和植物中充分表達(dá)，還進(jìn)一步將修飾的ACC基因引入微藻中以獲得更高效表達(dá)。

酶合成法

用動(dòng)物油脂和低碳醇通過脂肪酶進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，制備相應(yīng)的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有以下優(yōu)點(diǎn)條件溫和醇用量小無污染排放生物柴油的應(yīng)用生物柴油可用作鍋爐、渦輪機(jī)、柴油機(jī)等的燃料，工業(yè)上應(yīng)用的主要是脂肪酸甲酯。發(fā)展生物柴油，我國(guó)有十分豐富的原料資源我國(guó)能源植物資源種類豐富多樣，主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夾竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大風(fēng)子科和蘿摩科等。

樟樹夾竹桃油棕大風(fēng)子未來展望我國(guó)在生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)制定方面取得了一定的進(jìn)展。2007年首個(gè)柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油的國(guó)家標(biāo)