生物柴油意义教案资料

1、生物柴油意义 生物柴油是动植物油脂与甲醇反应生产的一种生物柴油是动植物油脂与甲醇反应生产的一种质量性质类似于柴油、并可以替代柴油使用质量性质类似于柴油、并可以替代柴油使用的优质清洁燃料。的优质清洁燃料。 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国对生物柴油性能的评价美国对生物柴油性能的评价美国对生物柴油的评价美国对生物柴油的评价 研究证明兑入研究证明兑入20%生物柴生物柴油的车用燃料（油的车用燃料（B20）与相应）与相应纯石油柴油相比可减少：纯

2、石油柴油相比可减少：v 颗粒物排放颗粒物排放14%v 总碳氧化物排放总碳氧化物排放13%v SO2排放排放70%以上以上 生物柴油（生物柴油（B100）及）及B20是美国环保是美国环保局和能源部认可的一种替代燃料，满足局和能源部认可的一种替代燃料，满足下列法规要求下列法规要求v Clean Air Act Amendments (CAAA 90)v Environment Protection Act of 1992(EPACT) 生物柴油具备下列优点：生物柴油具备下列优点：v 无毒无毒v 能生物降解（与食糖相当）能生物降解（与食糖相当）v 基本无硫和芳烃基本无硫和芳烃v与石油柴油具有良好的调

3、合性，可以任意比例混兑。与石油柴油具有良好的调合性，可以任意比例混兑。进入进入2121世纪生物柴油迅猛发展世纪生物柴油迅猛发展成为新兴产业成为新兴产业年年 份份产量产量,万吨万吨2011年全年全球生物柴球生物柴油产量突油产量突破了破了2000万吨，已万吨，已建和在建建和在建生物柴油生物柴油装置年产装置年产能接近能接近4000万吨万吨生物柴油的用途生物柴油的用途直接用作车用优质柴油生物柴油，即直接用作车用优质柴油生物柴油，即100%100%生物柴油生物柴油（B100B100）与石油柴油调配使用，品种有与石油柴油调配使用，品种有2%2%、5%5%、10%10%和和20% 20% ，即即B2B2、B

4、5B5、B10B10、B20B20柴油柴油车用燃料润滑调合组分，能改善低硫柴油的润滑性车用燃料润滑调合组分，能改善低硫柴油的润滑性非车用柴油的替代品，如船用、家用、农用；非车用柴油的替代品，如船用、家用、农用；机械加工润滑剂，脱模剂机械加工润滑剂，脱模剂优质的溶剂油，优质的溶剂油，用于代替脂肪酸生产精细油脂化学品用于代替脂肪酸生产精细油脂化学品发展生物柴油的关键在原料发展生物柴油的关键在原料! 各国和地区依据自己的特点选定生物柴油原料各国和地区依据自己的特点选定生物柴油原料 欧盟欧盟菜籽油菜籽油 阿根廷、巴西、美国阿根廷、巴西、美国转基因大豆油转基因大豆油 马来西亚、印尼马来西亚、印尼棕榈油棕

5、榈油 中国发展生物柴油要中国发展生物柴油要“不与粮争地，不与人争不与粮争地，不与人争油油”，依据国情制订了生物柴油原料的发展战略，依据国情制订了生物柴油原料的发展战略 当前当前废弃地沟油废弃地沟油 中期中期林木油脂林木油脂 中长期中长期微藻油脂微藻油脂废弃油脂废弃油脂油脚和皂脚油脚和皂脚泔水油泔水油煎炸余油煎炸余油肉联厂余杂肉联厂余杂指植物油和动物脂肪在加工、储运和食用消费过指植物油和动物脂肪在加工、储运和食用消费过程中产生的、失去食用价值的油脂废弃物。程中产生的、失去食用价值的油脂废弃物。资源量：1000万吨/年以上废弃油脂最好的利用废弃油脂最好的利用生物航煤生物航煤废弃油脂废弃油脂采用废弃

6、油脂生产生物柴油的优势采用废弃油脂生产生物柴油的优势v采用废弃油脂生产生物柴油，具有全年不分季节供应、采用废弃油脂生产生物柴油，具有全年不分季节供应、不需要培养木本油料树的早期投入；不需要培养木本油料树的早期投入；v生产生物柴油对废弃油脂质量生产生物柴油对废弃油脂质量要求要求不象生产油脂化学产不象生产油脂化学产品那么严格，更多种类废弃油脂可以得到应用；品那么严格，更多种类废弃油脂可以得到应用；v废弃油脂价格为油脂食用油的废弃油脂价格为油脂食用油的70%，原料成本相对较低，原料成本相对较低，（但总是高于原油）；（但总是高于原油）；v生物柴油作为石油燃料的替代品在国内市场缺口大，销生物柴油作为石油

7、燃料的替代品在国内市场缺口大，销售前景好。售前景好。中期中期非食用林木种植，非食用林木种植，实现实现“林、油、环境一体化林、油、环境一体化”山地丘陵多，山地资源丰富，树种资源丰富山地丘陵多，山地资源丰富，树种资源丰富我国幅员辽阔，地域跨度大，生存环境条件多样，我国幅员辽阔，地域跨度大，生存环境条件多样，适于各种植物生存，现有含油木本植物约适于各种植物生存，现有含油木本植物约1500种，实种，实现现“不与粮争地、不与人争油不与粮争地、不与人争油”维护生态环境，生态和经济价值同显维护生态环境，生态和经济价值同显 木本油料植物的开发主要以种树为主，具有一次木本油料植物的开发主要以种树为主，具有一次栽

8、、多年受益的特性，能很好地维护生态环境，防止栽、多年受益的特性，能很好地维护生态环境，防止水土流失和涵养水源，具有不可替代的生态价值。水土流失和涵养水源，具有不可替代的生态价值。利用微藻生产油脂，前途不可限量利用微藻生产油脂，前途不可限量中长中长微藻技术与油脂微藻技术与油脂利用微藻进行生物固碳，生产生物能源生物固定CO2是地球上最主要、最有效和最原始的固碳方式每年可以从大气中固定1000亿吨CO2低碳问题低碳问题环境问题环境问题资源问题资源问题微藻微藻微藻地球上最简单的一种生物，有可能成为地球上最简单的一种生物，有可能成为世界最复杂问题的解决方案世界最复杂问题的解决方案制氢尾气燃烧炉烟气烟气冷

9、却器烟气压缩机罗茨风机粗滤及紫外消毒流量控制I型光生物反应器II型光生物反应器50m2跑道池反应器500m500m2 2智能温室智能温室石炼化微藻减排示范装置石炼化微藻减排示范装置微藻生物技术的优势微藻生物技术的优势1）光合效率高、固碳效率高，与农作物相比，单位面积的产率更高，微藻是自然界中生长最为迅速的一种植物，通常在24h内，微藻所含生物质可以翻倍；2）同步实现太阳能的转化与固定，不但是能量的生产，也是物质的生产，是未来生物炼制的理想原料；3）不与农作物争地、争水，微藻可以生长在高盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地等边际土地或荒漠进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非

10、农用水进行培养；4）产油率高，微藻干细胞的含油量可高达70，微藻没有高等植物的根茎叶等细胞分化，是最有前景的产油生物。5）NOx减排潜力，微藻的培养可以利用工业废气中的CO2 2，也可以吸收工业废气中的NOx；6）综合利用价值高，生产微藻生物柴油的同时，还可以生产相当数量的蛋白质、多糖等产品，有潜力成为粮食的替代品。微藻生物技术的潜力n太阳能转化效率太阳能转化效率n生物体的最大太阳能转化效率约为生物体的最大太阳能转化效率约为10%10%左右左右11n大田作物一般不超过大田作物一般不超过1%1%n微藻可以达到微藻可以达到7%7%22n生物量的产率生物量的产率n大田作物：玉米（籽粒大田作物：玉米（

11、籽粒+ +秸秆）秸秆）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陈俊武，陈俊武，石油替代综论石油替代综论；2J.Doucha,J.Appl.Phycol(2009)21:111-1172J.Doucha,J.Appl.Phycol(2009)21:111-11733石元春，石元春，决胜生物质决胜生物质；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践行绿色低碳战略，中国石化开展微藻生物能源技术的开发n中国石化与中国科学院中国石化与中国科学院2010年启动了年启动了“微藻生物柴微藻生物柴油成套技术的研发油成套技术的研发”项目，研发涵盖产业链各个环项目，研发涵盖产业链各个环节节n在我国境内广大地区采集微藻藻种，进行了筛选，获得了大量高产油微藻藻种资源，开展了藻种了基因改良，获得了高产油藻种n开展了开放池规模养殖技术的开发，油藻产率可达到20g/m2.d，总脂含量达到25%，开发了规模养殖的病虫害防治技术与CO2利用技术

13、n开展了新型光生物反应器的开发，形成了专利技术n开展了微藻高效絮凝采收技术的开发，形成了专利技术n开展了含水微藻藻油提取技术的开发，形成了专利技术石炼化微藻生物能源技术的开发n第一阶段：烟气第一阶段：烟气COCO2 2固定，产油微藻养殖固定，产油微藻养殖设计石家庄炼化分公司500m2微藻烟气减排实验装置，完成了装置建设，并开展了试运行；装置规模：利用微藻直接减排炼厂CO2的40000L级光生物反应器综合示范装置，装置年开工时间为 8400小时；烟道气：常温；0.2MPa；流量：100 KgCO2（设计）/d；烟道气组成：二氧化碳含量16%；二氧化硫6ppm； 一氧化碳6ppm；氮氧化物36pp

14、m；氧气6.4%；水蒸气 12.6%；氮气65%；正在开展利用炼厂烟气养殖产油微藻的研究正在开展利用炼厂烟气养殖产油微藻的研究n第二阶段：第二阶段：NOxNOx固定，尽早实现微藻减排的环境效益固定，尽早实现微藻减排的环境效益减排对象：石家庄炼化己内酰胺装置减排对象：石家庄炼化己内酰胺装置NOxNOx尾气排放：尾气排放：3000ppm3000ppm，2 2万万m m3 3/h/h选育了适宜藻种，选育了适宜藻种，模拟烟气中模拟烟气中NOx条件，条件，研究了研究了Chlorella C2对不同对不同浓度浓度NaNO2的适应性情况，研究发现培养基中添加不同浓度的适应性情况，研究发现培养基中添加不同浓度

15、NaNO2后细胞生长仍然继续进行，并且相对缺氮条件，生物量有了显著提高后细胞生长仍然继续进行，并且相对缺氮条件，生物量有了显著提高石炼化微藻CO2减排示范装置践行绿色低碳战略、促进中国石化可持续发展践行绿色低碳战略、促进中国石化可持续发展废水排放、CO2排放、NOx排放生物柴油净化气体养殖废水以循环经济模式为社会提供低碳、清洁能源以循环经济模式为社会提供低碳、清洁能源生物炼制生物炼制 根据我国原料供应的国情和国内外现有生产技术根据我国原料供应的国情和国内外现有生产技术的状况，中国石化开发的生物柴油技术期望达到以下的状况，中国石化开发的生物柴油技术期望达到以下目的：目的： 能适应多种原料能适应多

16、种原料 生产过程清洁生产过程清洁 生产成本低生产成本低 具有自主知识产权具有自主知识产权中国石化生物柴油新技术的开发中国石化生物柴油新技术的开发 生物柴油技术的开发历程生物柴油技术的开发历程v由中国石化支持石油化工科学研究院和石家庄由中国石化支持石油化工科学研究院和石家庄炼化分公司联合开发炼化分公司联合开发；v小试研究从小试研究从2001年开始年开始,2005年通过中国石年通过中国石化组织的技术鉴定化组织的技术鉴定；v中试研究中试研究2005年立项，年立项，20072012年先后年先后完成多种原料和工艺流程的中试实验研究；完成多种原料和工艺流程的中试实验研究；v2010年完成首套工业化示范装置

17、的开发，目年完成首套工业化示范装置的开发，目前正在进行最新技术的工业化开发。前正在进行最新技术的工业化开发。酯交换酯交换酯交换酯交换传统技术传统技术中国石化技术中国石化技术X油脂预处理油脂预处理油脂预处理油脂预处理产品精制产品精制产品精制产品精制中国开发生物柴油新技术的特点中国开发生物柴油新技术的特点 可免除原料预处理，简化流程，降低成本可免除原料预处理，简化流程，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非皂化物和杂质非皂化物和杂质 0.8%0.8%v磷磷10g/g传统技术传统技术v酸值不限定酸值不限定v水分水分 1%1%v非皂化物和杂质非

18、皂化物和杂质 2%2%v磷脂含量不要求磷脂含量不要求中国石化技术中国石化技术原因是：原料的质量要求不同原因是：原料的质量要求不同2 2、原料适应性广、原料适应性广低酸植物毛油高酸植物毛油废弃油脂传统技术需要精制才能使用，包括脱胶、脱磷脂、脱酸、脱水等，精制费用高需要精制才能使用，包括脱胶、脱磷脂、脱酸、脱水等，精制费用更高地沟油、酸化油等不能精制到鲁奇工艺要求的质量中国石化技术不需要精制，可直接使用不需要精制，可直接使用除去过量的不溶性杂质和水后可直接使用中国开发生物柴油新技术的特点中国开发生物柴油新技术的特点3 3、不使用酸碱催化剂，生产过程清洁、不使用酸碱催化剂，生产过程清洁废水的产生与处理废水的产生与处理原料精制单元产品洗涤单元产品干燥单元传统酸碱催化技术含油污水进入含油污水进入污水处理池降污水处理池降解达标后外排解达标后外排洗涤水合并到甘油中，洗涤水合并到甘油中，在浓缩甘油时被蒸馏在浓缩甘油时被蒸馏回收循环使用。洗涤回收循环使用。洗涤水用量相当于油的水用量相当于油的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处理，甘油中处理，蒸馏回收使用蒸馏回收使用中国石化技术无无无无无无中国开发生物柴油新技术的特点中国开发生物柴油新技术的特点中国石