生物柴油历史进展方法应用完全资料市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

生物柴油E-mail：824391192@——化工新能源

工作室第1页内容2概述国内外进展生产方法和工艺工业化分析和应用文件管理软件和推荐网站第2页背景国际油价波动猛烈世界石油储量正在逐步降低油品燃烧后排放废气引发环境污染能源安全3第3页4第4页我国发展生物柴油意义有利于发展农业经济增加就业机会，增加农民、林业工人收入有利于保护环境清洁燃料，减少空气污染具有生物可降解性有利于减少部分石油的进口5第5页6第6页生物燃料(biofuel)涵盖所有以农林产品或其副产品、工业废弃物、生活垃圾等生物有机体及其新陈代谢排泄物为原料（生物质）制取的燃料大多数情况下,专指生物乙醇、甲醇和生物柴油之类的液态生物燃料液态生物燃料产品被认为是汽油和石化产品的最佳替代或补充，中文文献中有时将之统称为“生物燃油”7第7页固态型煤砖(briquettes)锯屑(sawdust)稻草捆(strawbales)气态型沼气(biogas)二甲醚(dimethylether,DME)液态型生物乙醇(bioethanol)生物柴油(biodiesel)液体氢(hydrogen)纤维素乙醇(cellulosicethanol)生物燃料分类8第8页生物柴油？9第9页起源生物柴油最早由德国工程师Dr．RudolfDiesel于1895年提出，在19巴黎博览会上，Dr．RudolfDiesel展示了使用花生油作燃料发动机第一台生物柴油发动机于1938年在比利时问世1991年生物柴油正式工业规模生产我国生物柴油课题最早是

闵恩泽院士在《绿色化学与

化工》一书中明确提出10第10页生物柴油主要成份:脂肪酸甲酯；FAMEs(FattyAcidMethylEsters)

以可再生资源

(如大豆油等油料作物以及餐饮废油、工程微藻等）为原料;与低碳醇(甲醇，乙醇等)发生酯交换反应制成液体燃料。反应式·11第11页特征12featuresBetterSecurityFeatures

EnvironmentalFriendlyLowStartingTemperaturerenewableBetterCombustion

Better

LubricatingQuality十六烷值柴油在柴油机中燃烧时自燃性指标纯粹十六烷十六烷值定为100

纯α-甲基萘十六烷值定为0以不一样百分比混合起来，能够得到十六烷值0至100不一样抗爆性等级标准燃料第12页13第13页二者排放量对比14第14页第一代动植物油脂、甲醇酯交换得到的脂肪酸甲酯第二代动植物油脂加氢生成的柴油组分主要由正、异构烷烃组成实质为石油柴油第三代以海藻油为原料生产而成发展历程15第15页国外发展概况16第16页17第17页德国生物柴油发展情况免征增值税世界上最大生物柴油生产国生物柴油调合目标从6.8%降低至6.3%生物柴油行业产能利用率仅为55%，产量出现下滑要求了机动车使用生物动力燃料占动力燃料营业总额最低份额18268万吨第18页美国ASTM通过生物柴油标准45家公司正在积极生产生物柴油能源立法：2012年增至10亿加仑燃料使用量减少欧盟的高昂关税“工程微藻”.11now19第19页美国生物柴油产量（百万加仑）

主要使用B20生物柴油

（生物柴油占20%、石化柴油占80%）1gallon=3.785L20第20页美国生物柴油加油站分布21第21页22第22页其它国家加拿大Biox企业年投产5万吨/年生物柴油厂巴西20生物柴油在石油柴油中掺比到达5%，到20到达20%韩国建成10万吨/年生物柴油生产装置，已扩建至20万吨/年日本住友化学企业(SumitomoChemical)已开发出超临界制备生物柴油工艺,并正逐步应用于实践印度、澳大利亚、马来西亚、菲律宾等国家正加速发展生物柴油产业23第23页跨国石油和粮油集团DOW化学与世界能源联合生产生物柴油英荷Shell企业在印度种植麻风树生产生物柴油原料法国Total企业和芬兰Neste企业合作建设新一代生物柴油装置，投产西班牙石油企业（CEPSA）与BioOilsEnergy在SanRoque和Huelva炼油厂各建20万吨/年生物柴油厂BP澳大利亚企业在Bulwer炼油厂建设生物柴油厂24第24页国内发展历程2004“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，其中包括生物柴油的内容2005国家发改委办公厅明确指出要支持以棉籽、油菜籽、废弃物及其它用木本植物原料生产生物柴油产业化200640多家工厂投入生产或者扩建生物柴油总产量约为20万吨《可再生能源法》生效《可再生能源中长期发展规划》和《生物质能发展纲要》，到2020年生物柴油替代达到500万吨的战略目标25第25页中国生物柴油主要生产企业福建卓越新能源发展有限企业(伦敦上市)中国生物柴油国际控股有限企业在龙岩生产和销售基地古杉集团(美国上市)中国生物柴油产业领导性厂商之一，创始于当前在中国大陆拥有年产24万吨生物柴油生产能力正在规划建设更多生产基地荣利（香港）新能源有限企业位于江苏太仓采取德国工艺,正在建设之中建成后年产能20万吨26第26页中国生物柴油主要生产企业

威海碧路生物能源有限企业

奥地利碧路生物能源生产贸易股份有限企业投资设置世界最大生物柴油生产基地计划年产能25万吨

无锡华宏生物燃料有限企业

专业从事生物柴油以及其设备制造、销售

自主研发新型生物柴油生产工艺及生产设备年产能10万吨，主要以地沟油、废棕榈油为原料

联美实业（美国）闻仁德环境保护能源有限企业

美国联美实业集团在中国设置独资企业

专门负责生物柴油项目标运作

项目分两期投资，建成后年产能10万吨27第27页陕西省著名企业28西安市宝润实业发展有限企业含有由中国商务部颁发《成品油批发经营资格证书》和陕西省商务厅颁发重油批发经营资质主要从事：汽、煤、柴成品油批发；金属材料、重油、润滑油、五金交电、电气机械、普通机械、煤炭销售等第28页企业剪影在西安、宝鸡、铜川等地拥有45000立方成品油及重油储存库及铁路装车专用线研发了含有自主知识产权生物柴油产品，并于年初，投资建设设计能力为年产10万吨生物柴油生产基地当前年产5万吨生物柴油项目已于2010月份投入生产第29页截至年底中国创造专利共499件实用新型:42件外观设计:1件

从含氧有机物(如脂肪油、脂肪酸)制备液态烃混合物，共计328件相关专利30第30页制备方法31物理法直接混合法微乳化法化学法裂解法酯交换（醇解）法超临界法第31页制备方法原料制备方法优点缺点植物油直接混正当液态，轻便，可再生，热值高黏度大，易变质，不完全燃烧植物油+动物脂肪微乳液法有利于充分燃烧，可与其它方法结合使用积碳，燃烧不完全高温热裂解法过程简单，无污染，需常规化学催化剂反应产物难以控制，裂解设备昂贵植物油或动物脂肪+醇类酯交换法碱催化10%高附加值副产物甘油，反应速率比酸催化快剩下碱有皂生成，堵塞管道需后处理酸催化游离脂肪酸和水含量高时，催化效果比碱催化好色泽深，酯化产物难于回收生物酶催化条件温和，醇用量小，无污染排放酶价格高，易失活，转化率低油+甲醇超临界甲醇法反应时间短，过程简单，安全，高效，无需催化剂和后续分离纯化过程运行成本高，能耗高32第32页超临界甲醇法在超临界甲醇条件下进行酯交换反应33第33页化学法与超临界法比较普通化学法超临界法对原料要求高，无水和游离脂肪酸低反应条件1-8h0.1MPa30-65℃2-4min

>8.09MPa>239.4℃催化剂有无皂化产物有无产品收率>95%>98%分离物甲醇、催化剂、皂化物甲醇产物分离方法离心、水洗等静置分层过程复杂简单34第34页流程比较35第35页生产工艺国外经典液碱催化酯交换工艺Lurgi生产工艺精制原料，液碱催化，二段酯交换二段甘油相回炼，降低催化剂消耗Sket生产工艺精制原料，液碱催化，二段酯交换采用了连续脱甘油技术，醇解反应平衡向右移动，转化率高

DesmetBallestra生产工艺精制原料，液碱催化三级酯交换、三级甘油分离36第36页Lurgi生物柴油生产工艺

37第37页国内生产工艺酶催化工艺清华大学在湖南益阳建成了2万吨/年装置北京化工大学在上海、秦皇岛分别建立了一套1万吨/年装置主要是利用垃圾油和榨油厂下脚料为原料高压醇解工艺中石化开发在石家庄建立吨/年中试装置各种原料——菜籽油、棉籽油、棕榈油、垃圾油等38第38页生物柴油(BD100)技术要求和试验方法39第39页工业用途直接用作车用优质柴油，即100%生物柴油（B100）与石油柴油调配使用，品种有2%、5%、10%和20%，即B2、B5、B10、B20柴油车用燃料润滑添加剂，能改进低硫柴油润滑性非车用柴油替换品，如船用、炉用、农用机械加工润滑剂，脱模剂优质溶剂油，如用作脱漆剂、印刷油墨清洗剂、粘合剂脱除剂，可用于工业清洗、脱漆、电子、航天工业、家用、食品加工、沥青处理用于代替脂肪酸生产精细油脂化学品40第40页使用注意事项对橡塑部件含有溶胀性，与有些管路和垫圈不兼容凝固点高（1.7-15.6℃），低温流动性不如普通柴油氧化安定性差，可加添加剂改进单位能量稍低，但燃烧完全能够填补不一样原料生产生物柴油性质有差异热量单位/1b热量单位/gal经典2号柴物柴油B1001600011817041第41页生物柴油加工衍生产品42脂肪酸甲酯异丙基酯高级脂肪醇乙氧化脂肪酸酯蔗糖聚酯多羟基烷基酸α-磺酸脂肪酸甲酯合成酯链烷醇酰胺异丙醇菌环氧乙烷SO3/NaOHHN(CH2CH2OH)2H2/CuCr2O4三羟甲基丙烷第42页副产物甘油研究开发每10t生物柴油联产1t甘油甘油供应过剩价格下滑甘油充分利用降低生物柴油成本

研究热点甘油高附加值产品43第43页甘油化工利用碳酸甘油甘油发酵发酵TEMPO催化氧化催化氧化选择酯化多支链聚合物Sonora(杜邦)丙烯酸新型聚酯、尼龙涂

料聚合物溶

剂化妆品聚缩水甘油树枝状聚合物醇缩水甘油碳酸甘油醚和酯聚乳酸类似物聚乳酸类似物多支链聚合物HOOHHOOHOROHOCOOHHOCCOOHHOOCCOOHORHOCHO二酯经典甘油衍生物44第44页原料是关键植物油性质和组成决定加工流程与产品方案植物油的价格占成本的70～85％油料收集、运输、物流半径和油品市场影响厂址选择油料亩产量影响生产装置规模原料供应有季节性生物柴油成本45第45页植物油：油料作物；油料林木果实废弃油脂：餐饮业废油榨油厂下脚料废弃动物脂肪动物油脂：猪油牛羊油微生物油：酵母菌霉菌藻类主要原料发展生物柴油原料不与食用粮油争地第46页处理方法美国：转基因大豆、工程微藻欧洲：甘蓝型油菜籽（Brassicanapus）中德：小油桐和麻疯树日本：煎炸废油及牛油脂韩国、印度、马来西亚等东南亚国家：棕榈油

对现有原料进行全方面系统调查和筛选

进行生物过程技术进行基因改造以提升产油率47第47页美国NREL：“工程微藻”微藻油脂组成以C16，C18系脂肪酸为主脂肪酸含量在氮元素缺乏时可达细胞干重的80％化学成分是脂类、纤维素、木质素和蛋白质等直接热解：绝氧，加热到500℃左右，分解转化为其它液体、固体及气体，生产生物质油以及焦炭、合成气、氢气等高温高压液化技术/超临界CO萃取技术：获得细胞中的油脂，再通过酯交换技术将其转变为脂肪酸甲酯容易培养，群体众多48第48页微藻制生物柴油优势微藻繁衍能力高，几个小时就能实现生物量翻倍；生长周期短；光合作用效率高；其有较高甘油三酯含量，产油比陆生植物高出几十倍；利用盐碱地、沙漠、海域养殖，含有不与粮争地、不与人争粮优势；用海水作为其天然培养基进行工业化生产处理耕地不足和气候改变问题49第49页发展生物柴油产业对策国家的政策保障稳定价廉的原料供应开发生产生物柴油的新技术开发生物柴油化工利用技术50第50页文件管理软件由北京爱琴海软件企业开发专业级别文件检索与管理系统关键功效涵盖“知识采集，管理，应用，挖掘”由ThomsonCorporation下属Thomso