沈阳航空航天大学科技成果——木质纤维素生物质制备生物油反应物及生物油技术

《不同木质纤维素类生物质的预处理条件及酶解糖化研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发和利用已成为当前研究的热点。

木质纤维素类生物质作为一种丰富的可再生资源，具有巨大的开发潜力。

然而，由于其复杂的结构和组成，木质纤维素的利用效率受到限制。

因此，对不同木质纤维素类生物质进行预处理和酶解糖化研究，对于提高生物质能源的利用效率具有重要意义。

二、不同木质纤维素类生物质的预处理条件1. 农业残余物农业残余物如秸秆、稻草等，通常采用物理、化学或物理化学联合的方法进行预处理。

物理方法主要包括磨碎、蒸汽爆破等，可以破坏纤维素的结晶结构，提高酶解效率。

化学方法则常用稀酸、稀碱等处理，可以溶解半纤维素和木质素，提高纤维素的暴露程度。

2. 林业残余物林业残余物如木屑、树枝等，其预处理方法与农业残余物类似。

但由于其纤维素含量较高，通常更倾向于采用化学法进行预处理。

同时，为了充分利用木质素资源，一些研究也采用了生物法进行预处理。

3. 能源作物能源作物如芒草、柳枝稷等，其纤维素含量高且结构相对简单。

因此，预处理方法可以更加灵活，既可以采用物理法，也可以采用化学法或生物法。

三、酶解糖化研究酶解糖化是利用酶将预处理后的木质纤维素水解为单糖的过程。

在此过程中，酶的选择、酶的用量、反应温度、反应时间等因素都会影响糖化的效率和效果。

1. 酶的选择酶的选择是酶解糖化过程中的关键因素。

常用的酶主要包括纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶等。

不同种类的酶在糖化过程中的作用不同，因此需要根据预处理后的生物质特性选择合适的酶。

2. 酶的用量和反应条件酶的用量和反应条件对糖化效果有重要影响。

一般来说，酶的用量越大，糖化效果越好。

然而，过高的酶用量会增加成本，不利于实际生产。

因此，需要通过实验确定最佳的酶用量。

此外，反应温度、pH值、反应时间等也会影响糖化效果，需要通过实验进行优化。

四、结论不同木质纤维素类生物质的预处理条件和酶解糖化研究对于提高生物质能源的利用效率具有重要意义。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第1期·294·化工进展木质纤维生物质精炼中木质素的分离及高值化利用平清伟，王春，潘梦丽，张健，石海强，牛梅红（大连工业大学，辽宁省制浆造纸重点实验室，辽宁大连 116034）摘要：木质纤维素作为最有前途的可再生资源，可替代现有的液体燃料。

因此，木质素作为木质纤维生物质细胞壁的主要成分之一，由其开发的高附加值产品将大大提高从可循环利用生物质生产能源的经济性。

本文回顾了自催化乙醇精炼技术的优势，相对于其他制浆技术不仅可以高效地从木质纤维生物质中分离出高活性的木质素，还可以获得高附加值的副产品（如糠醛、低聚糖、乙酰丙酸、甲酸、乙酸等）。

同时，抽提液可循环利用。

基于自催化乙醇精炼木质纤维生物质的特点，介绍了用自催化乙醇精炼所分离出的高活性木质素进行高值化利用的优势，以及用木质素生产高附加值产品的研究及利用，从而为木质纤维生物质中木质素在工业上大量开发利用提供了一条新的途径。

关键词：乙醇精炼；自催化；木质纤维生物质；乙醇木质素；高值化利用中图分类号：TS 79 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）01–0294–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.040Separation and high-value utilization of lignin from the lignocellulosebiomass refiningPING Qingwei，WANG Chun，P AN Mengli，ZHANG Jian，SHI Haiqiang，NIU Meihong （Dalian Polytechnic University，Key Laboratory of Pulp and Paper in Liaoning Province，Dalian 116034，Liaoning，China）Abstract：As the most promising renewable resource，lignocellulose may replace the existing liquid fuel. Lignin is one of the main components of lignocellulose biomass cell walls and therefore developing high value-added products from lignin will greatly improve the economic efficiency in recycling biomass to energy. This paper reviewed the advantages of the auto-catalytic ethanol refining technology. Compared with other pulping technology，it can not only separate highly active lignin from lignocellulose biomass feedstock，but also attain high-value co-products，for instance the furfural，oligosaccharide，levulinic acid，formic acid and acetic acid，etc. Simultaneously，the extracting liquor can be recycled. In the review，based on the characteristics of auto-catalytic ethanol refining lignocellulose biomass feedstocks，we introduced the advantages of high value application of highly active lignin separated from the lignocellulose biomass via autocatalytic ethanol refining. Furthermore，the utilizations of products prepared from the lignin were reported，which provides a new way in large scale development and utilization of lignocellulose biomass lignin in industries.Key words：ethanol refining; auto-catalytic; lignocellulose biomass; ethanol-lignin; high-value utilization纤维素、半纤维素、木质素构成了丰富的可再生植物纤维资源。

生物质基航空煤油全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：生物质基航空煤油，是由生物质原料制成的一种可替代传统石油燃料的航空燃料。

近年来，生物质基航空煤油备受关注，因为它可以降低航空行业对化石能源的依赖，减少碳排放，减缓气候变化的影响。

本文将深入探讨生物质基航空煤油的制备过程、优势和未来发展前景。

一、生物质基航空煤油的制备过程生物质基航空煤油是通过生物质原料制备而成的一种航空燃料。

生物质原料可以包括秸秆、木屑、废弃农作物等可再生资源，也可以包括油料作物、藻类等生物资源。

生物质经过热解、气化、液化等一系列工艺处理，得到生物质油（bio-oil），再通过精炼、混合等工艺，得到生物质基航空煤油。

生物质基航空煤油的制备过程主要包括生物质的处理、催化裂解、气化液化、精炼和混合等环节。

在生物质的处理过程中，生物质原料经过初步处理，去除杂质、降低含水率后，进入催化裂解反应器。

在催化裂解反应器内，生物质原料在催化剂的作用下发生裂解反应，生成液体和气体等产物，其中的液体称为生物质油。

生物质油经过气化、液化等处理后，得到纯净的生物质基航空煤油。

生物质基航空煤油具有与传统航空煤油相似的化学组成和燃烧性能，可直接用于航空发动机，是一种可持续的、环保的航空燃料。

2. 可持续性：生物质基航空煤油的生产过程中使用生物质原料，这些原料可以通过种植、养殖等方式再生产，不会造成资源枯竭和环境破坏。

生物质基航空煤油是一种可持续的、长期的能源替代品。

4. 技术成熟度高：生物质基航空煤油的生产技术已经相对成熟，可以规模化生产，成本逐渐下降。

随着技术的进步和政府的支持，生物质基航空煤油的发展前景广阔。

随着气候变化的加剧和能源安全的需求，生物质基航空煤油的市场前景广阔。

越来越多的航空公司和政府开始重视生物质基航空煤油的发展，投入资源推动相关产业链的建设。

未来，随着技术的不断创新和成熟，生物质基航空煤油的生产成本将逐渐下降，市场竞争力将不断增强。

生物质催化转化制航空煤油关键技术及工业示范
生物质催化转化制航空煤油是指利用生物质作为原料，通过催化转化技术将其转化为航空煤油的过程。

生物质催化转化制航空煤油的关键技术包括生物质预处理、催化转化反应、产品分离和催化剂回收等。

1. 生物质预处理：生物质通常需要进行预处理，以去除杂质、降低含水量和颗粒大小。

常用的预处理方法包括切碎和磨碎、水热处理、气固分离和干燥等。

2. 催化转化反应：生物质经过预处理后，可以与催化剂在适当的反应条件下进行催化转化反应。

常用的催化转化反应方法包括热解、催化裂解和气相催化转化等。

热解是将生物质在高温下分解为合成气和大分子化合物，而催化裂解和气相催化转化则是将合成气通过催化剂转化为液体烃类产品。

3. 产品分离：催化转化反应生成的产物通常包含多种组分，需要进行分离和提纯。

常用的分离方法包括蒸馏、溶剂萃取、结晶和吸附等。

4. 催化剂回收：催化剂通常是昂贵的，因此回收和再利用催化剂是非常重要的。

常用的催化剂回收方法包括物理方法、化学方法和生物方法等。

物理方法包括过滤、离心、扩散和干燥等；化学方法包括溶解、沉淀和吸附等；生物方法则是利用微生物对催化剂进行降解和转化。

工业示范是将上述关键技术应用于实际工业生产中的一种展示
和验证。

在生物质催化转化制航空煤油的工业示范中，通常会建立一个小型的生产装置，模拟真实的生产环境和工艺流程。

通过这些工业示范，可以验证关键技术的可行性、可靠性和经济性，并为进一步的工业化推广提供参考和依据。

生物质热解制备生物油品质实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视，寻找可再生和清洁能源已成为当务之急。

生物质作为一种丰富的可再生资源，其热解转化为生物油的技术受到了广泛关注。

通过热解过程，可以将生物质转化为具有潜在能源价值的生物油，但生物油的品质对于其实际应用至关重要。

本实验旨在研究生物质热解制备生物油的品质特性。

二、实验目的1、分析不同生物质原料在热解过程中产生的生物油的化学成分和物理性质。

2、评估热解条件（如温度、反应时间、升温速率等）对生物油品质的影响。

3、确定优化的热解工艺参数，以提高生物油的品质和产量。

三、实验材料与设备1、生物质原料选取了常见的生物质材料，如木屑、秸秆和稻壳。

对原料进行预处理，包括干燥、粉碎和筛分，以确保其粒度均匀。

2、实验设备热解反应炉：采用固定床式热解炉，能够精确控制温度和反应时间。

冷凝器：用于冷却热解产生的气体，使其凝结为液体生物油。

气体收集装置：收集热解过程中产生的不可冷凝气体。

分析仪器：气相色谱质谱联用仪（GCMS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、元素分析仪、粘度计、密度计等。

四、实验方法1、热解实验将预处理后的生物质原料装入热解反应炉中，按照设定的热解条件进行实验。

控制温度在 400-600℃之间，反应时间为 30-90 分钟，升温速率为5-15℃／min。

2、生物油收集与处理热解产生的气体经过冷凝器冷却后，收集得到生物油。

对生物油进行过滤，去除其中的固体杂质。

3、品质分析使用 GCMS 分析生物油中的有机成分，确定其主要化合物种类和含量。

通过 FTIR 分析生物油中的官能团结构。

利用元素分析仪测定生物油中的碳、氢、氧、氮等元素含量。

使用粘度计和密度计测量生物油的粘度和密度。

五、实验结果与讨论1、化学成分分析不同生物质原料热解得到的生物油化学成分存在差异。

木屑热解生物油中主要含有酚类、醛类和酮类化合物；秸秆热解生物油中含有较多的酸类和酯类化合物；稻壳热解生物油中则以醇类和呋喃类化合物为主。

生物柴油制备工艺技术进展来源：中国化工信息周刊中国化工信息中心教授级高级工程师朱曾惠近年来，生物质制柴油（Biodiesel)引起了广泛的关注。

2006年9月在德国德累斯顿召开的第一届IUPAC绿色——可连续化学国际会议上发表的一篇报告综合评判了当前生物柴油工业生产工艺进展，本文特摘录以飨读者。

一、第一代生物柴油生产工艺早在1983年，就有人提出应用植物油的甲基酯生产生物柴油。

1992年法国石油研究所（IFP）设计建立了第一套工业装置。

甲基酯是由植物油通过酯交换，将三甘油酯加甲醇转换成脂肪酸甲酯（FAME），反应式如下：该反应为催化反应，为提高转换率，甲醇需要过量。

常用的工业生物柴油工艺采纳均相催化，以NaOH或甲醇钠为催化剂。

从反应器出来的双相物料进入静置器中分离。

富酯相必须进行中和、清洗，以清除少量的催化剂（按要求，Na+K的含量要低于5ppm)。

酯交换后的余外催化剂在甘油相中以乙醇酸钠、甲醇钠和钠皂形式显现，需进行回收。

中和时加入盐酸进行，最终甘油纯度一样为80%～95%。

催化反应副产物钠皂可溶于甘油相中，要在中和后进行沉降作为脂肪酸分离，反应造成的缺失达生物柴油生成量的1%。

FAME收率（重量%）取决于原料质量和催化剂的种类，一样在98.5%～99.4%。

中小型企业可采纳间歇式工业化装置，假如产能大于10万t/a,则用连续式较为经济。

Ballestra、Connemann CD，以及鲁奇公司的PSI装置都采纳了连续工艺，这些工艺由2～3台反应釜串连，每一步催化反应后，甘油都要通过分离去除。

由于产品酯要符合冷性能和稳固性等相关指标，因此对原料植物油的选择有专门大的限制。

迄今为此，只有食用植物油符合要求，因此存在与食品争原料的问题。

此外，该工艺产生大量的副产物粗甘油。

二、第一代生产工艺改进1. 采纳非均相催化解决副产品甘油纯化问题最简便的途径是采纳非均相催化。

IFP 差不多开发出此工艺并于2006年在法国南部建成第一套工业装置。

生物油技术(Bio-oil)生物质快速热解制取生物油技术是应用农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等）采用超高加热速率，超短产物停留时间及适中的裂解温度，通过特殊工艺制备成生物质裂解油（可替代燃料油）、生物质二甲醚（可替代柴油）的一种节能减排技术，是典型的循环经济技术。

由于其具有成本低，生态“零”排放等良好的社会经济效益，目前各国政府都在积极倡导生物质能源的研发与应用。

迪森已与中科院XX能源所组成了战略联盟；与国内十多所高校组成了产学研联盟，拟在这一领域占领行业制高点，为缓解我国能源与环保压力、促进我国循环经济发展作出应有的贡献。

迪森公司以“一院一站两中心”为研发平台，以博士后团队为骨干，经过多年的不懈努力，在消化吸收国外先进技术的基础上，通过结合原始创新和集成创新，一个处理量3000吨/年的生物质液化工业示X装置于2007年４月已安装完毕并进行了商业化试运行。

目前该装置是全国最大的生物油制取装置，其各项关键指标已达到国际先进水平，国家知识产权局已受理了迪森申报的15项发明专利、17项实用新型专利。

该装置试运行半年多来，通过对关键性课题进行攻关，对各项工艺参数进行优化，对设计图纸规X化和标准化，目前已完成了年产万吨级生物油装置的技术储备。

在此基础上，迪森计划于2008年在XX、内蒙、XX、马来西亚建立2-3个年生产万吨生物油示X工厂，加大生物质能的研发力度与应用推广，造福社会，为国家、为人类的可持续发展作贡献。

生物油的应用–作为燃料油的替代物，目前可广泛应用于工业领域。

如工业锅炉、窑炉、电站锅炉等经过进一步气化合成处理，生物油可制备成柴油和汽油，应用于交通领域。

如汽车、轮船、内燃机等；环保排放优于柴油，可达到欧3-欧4标准；可以从中提取很多化工原料;生物秸秆制油配套设•主营产品:•秸秆制油配套设备•具体位置:•XX - XX - XX省方正林业局高楞镇生物秸秆制油配套设本机能将鲜玉米秸粉碎成锯末大小的颗粒、加工速度每小时30吨、配套动力90kw——110kw,该机可以把、鲜、湿、嫩、绿、的玉米秸杆粉成如同锯沫般、这是该机最为神奇的功效和最重要的功能。

木质纤维素加氢脱氧制备液态燃料进展综述摘要：随着对烷烃燃料需求的日益增加和全球气候变暖日趋严重，人们正在寻找可长期使用的清洁再生能源。

木质纤维素，纤维素，淀粉等生物质是比较易得的，有希望成为未来的主要碳资源。

生物质中的碳都是在自然界循环的，所以可以成为可连续使用的燃料来源而不收碳排放限制的影响。

生物质直接加氢脱氧是制备生物燃料比较高效的方法，避免了传统乙醇路径的原料利用率低，分离成本高的问题。

本文综述了木质纤维素制燃料的技术进展，并对一些典型过程中所使用的催化剂，表征手段和使用的仪器进行了介绍。

关键词：生物质；加氢脱氧；烷烃。

Abstract：The increased worldwide demand for energy and stress from global warming, particularly from petroleum-derived fuels has led to the search for a long-term solution of a reliable source of clean energy. Biomass like lignin, cellulose, starch are quiet available and it is possible for them to replace petroleum as major carbon recourse in future. Biomasses appear to hold the key for a continuous supply of renewable fuels without compromising with the increasing CO2 emission limits since all carbon are recyclable. The hydrodeoxygenation of biomass is a relatively high efficient way to synthesis bio-fuel, whereby avoid the problem of low usage-rate of raw material and high separation costs in ethanol process. This article is a review of development of biomass hydrodeoxygenation technology, in which the preparation of catalyst, characterization, and instruments would be used were also introduced.Keywords: Biomass; hydrodeoxygenation; Alkane.不断增长的全球能源消耗与随之而来的大量CO2温室气体的排放已经成为21世纪全球能源的两个主要问题。