普通柴油车用柴油及生物柴油41页PPT

➢ 以一种诱导剂技术大幅度降低反应温度和压力 ➢ 在线再生技术，保障装置长周期运转
高压醇解工艺优点
经济 环保
藻类生物柴油工艺技术
微藻制油的原理是利用微藻光合作用，将化工生产过程中产生的二氧化碳转 化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳 物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞 外，再进行提炼加工，从而生产出生物柴油。 即通过藻类的光合作用，将废 水中的营养物质和空气中的二氧化碳转化为生物燃料、蛋白质。“这是一个 变废为宝的产业，而且还可以生产更多的下游产品。”在石油价格大幅上升， 粮食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的发展前景。
柴油生产装置，预计在2007年一、二季度投产
新开发的BIOX 生物柴油生产工艺
——加拿大多伦多大学
BIOX工艺包含了酸催化和碱催化两个过程
➢ 先将脂肪酸在一个活塞流反应器内进行酸催化反应 转化成甲酯(60℃，40min)
➢ 在第二个活塞流反应器中以相似的条件进行碱催化反应 ➢ 99.5%以上未消耗的甲醇进行循环
国家自然基金资助项目
4. 发展趋势
生产工艺创新：第一代生物柴油原料成本高
原料多元化：充分开发、利用可能原料，培育开发新能源
作物，降低生产成本
副产品-甘油利用开发
碳酸甘油 甘油
缩水甘油
发酵 发酵 TEMPO 催化氧化
催化氧化 选择酯化
二酯
涂料 溶剂
聚合物 化妆品
催化剂
聚缩水甘油 醇
树枝状聚合物
改进
1.取消粗产品精制工艺 2.将甘油精制、催化与甲醇回 收集成，简化流程
3.洗涤水蒸馏循环使用
典型液碱催化酯交换工艺
1、德国Lurgi生物柴油生产工艺

高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高
效表达，在控制脂质积累20水21精平选方ppt 面起到了重要作用。
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三种生产工艺的不足
化学法
化学法合成生物柴油有以下缺点：反应温度较高、工
艺复杂；反应过程中使用过量的甲醇，后续工艺必须有相 应的醇回收装置，处理过程繁复、能耗高；油脂原料中的 水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油得率及质量；产品纯 化复杂，酯化产物难于回收；反应生成的副产物难于去除， 而且使用酸碱催化剂产生大量的废水，废碱（酸）液排放 容易对环境造成二次污染等。化学法生产还有一个不容忽 视的成本问题：生产过程中使用碱性催化剂要求原料必须 是毛油，比如未经提炼的菜籽油和豆油，原料成本就占总 成本的75%。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本 是生物柴油能否实用化的关键。
• 生物酶法合成生物柴油：用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶 进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。
• “工程微藻”生产柴油：硅藻类的一种“工程小环藻”，
在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%
以上，户外生产也可增加到40%以上，而一般自然状态下
微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提
生 物 柴 油 的 制 备
2021精选ppt
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生物柴油
生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油 菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、 工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油 等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用 品。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物 柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境 压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。生 物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取 的新型燃料。

3.3未来发展 未来发展
• 未来可能利用藻类(如海藻 未来可能利用藻类 如海藻) 生产生质柴 如海藻 以增加生质能源效率， 油，以增加生质能源效率，和减轻生质能 源可能对农产品价格的影响。 源可能对农产品价格的影响。但除了技术 上还需突破外， 上还需突破外，由于生产的藻类很可能是 基因改造品种， 基因改造品种，因此预防这些藻类混入生 态系统也是个课题。 态系统也是个课题。
一般分子式
2.生物柴油的生产 生物柴油的生产
• 2.1生物柴油的生产原料 生物柴油的生产原料 ① 生产生物柴油的材料来源较广泛 主要来自于人生产生活说产生的副杂 物主要有：大豆、玉米、动物脂肪、 物主要有：大豆、玉米、动物脂肪、油菜 棕榈油、地沟油、棉花子、桐油树、 籽、棕榈油、地沟油、棉花子、桐油树、 蓖麻籽、痳疯树的果实等。 蓖麻籽、痳疯树的果实等。
2.4.3酯交换反应 酯交换反应
• 经预处理的油脂与甲醇一起，加入少量 经预处理的油脂与甲醇一起， NaOH做催化剂，在一定温度与常压下进行 做催化剂， 做催化剂 酯交换反应，即能生成甲酯， 酯交换反应，即能生成甲酯，采用二步反 应，通过一个特殊设计的分离器连续地除 去初反应中生成的甘油， 去初反应中生成的甘油，使酯交换反应继 续进行。 续进行。
②不同国家使用的材料有所差异
美国 大豆 巴西 蓖麻籽
日本 煎炸油
中国 地沟油
2.2生物柴油的生产机理 生物柴油的生产机理
• 从原理上说， 从原理上说，未经加工的植物油只能在柴 油发动机里短期直接使用。 油发动机里短期直接使用。这是由于植物 油含有饱和度不同的物质而会使柴油发动 机上的润滑油发生聚合。 机上的润滑油发生聚合。而且植物油和柴 油分子结构不同，这也可能造成雾化不良、 油分子结构不同，这也可能造成雾化不良、 燃烧不完全、喷嘴堵塞等问题。 燃烧不完全、喷嘴堵塞等问题。而生物柴 油能够完全避免这一点。 油能够完全避免这一点。

汽车燃料-汽油
一、汽油的使用性能及评定指标 2．蒸发性及其评定指标 (2)、饱和蒸气压 在一定温度下，与同种物质液态处
于平衡状态的蒸气所产生的压强叫做饱和蒸气压。 汽油的饱和蒸气压越高，汽油含轻馏分越多，低
温下汽油机越容易起动，蒸发性越好。但饱和蒸气压 不能过高，过高则易产生“气阻”。现代汽车普遍安 装了汽油蒸发吸收装置。
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汽车燃料-石油及基础知识
二、石油产品的提炼及生产方法 1、燃料一润滑油型石油炼制基本方法 ①、将原油蒸馏。（常压或减压，物理过程） ②、二次加工（转化工艺和精制工艺，包括热裂化、
催化裂化、加氢裂化、酸碱精制等。化学反应） ③、半成品精制工艺（去除不饱和烃） 电化学精制、
加氢精制、溶剂精制、白土补充精制、脱蜡等。 2、燃料油与润滑油的调合
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汽车燃料-汽油
一、汽油的使用性能及评定指标 1．抗爆性及其评定指标 抗爆性表示汽油在发动机燃烧室内燃烧时防止爆振的能
力。 爆振：当混合气燃烧了2/3~3/4时，由于受到汽缸温度、
压力上升的影响，未燃部分的混合气中产生大量不稳定的 过氧化物，在正常火焰前锋未到达前，由于剧烈氧化而自 燃，引起发动机振动，是发动机工作的一种不正常现象。
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• 二、石油的炼制方法 • 在一定温度范围内收集的馏出物称为石油馏分，较低温度范围
内蒸发出来的石油馏分叫轻馏分，较高温度范围内蒸发出来的 石油馏分叫重馏分。 • 这种利用石油组分中不同分子量和不同结构的烃具有不同沸 点的性质，对石油进行一次加热，将一定沸点范围的烃分别收 集，从而获得各种燃料、润滑油和其他石油产品的加工方法， 称为蒸馏法。
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汽车燃料-汽油

环保法规的影响
严格排放标准
随着环保法规的日益严格，车用 轻柴油需要满足更高的排放标准 ，促使企业加大技术研发力度。
新能源汽车的竞争
新能源汽车技术的不断发展，对 传统燃油车形成竞争压力，促使
车用轻柴油技术不断创新。
绿色制造技术推广
推广绿色制造技术，降低生产过 程中的环境污染，提高车用轻柴
油的环保性能。
原料选择
原料处理
原料储存
根据生产需求选择适当的轻质烃和裂化重 油等原料，确保原料的质量和稳定性。
对原料进行预处理，如脱水、脱盐、脱杂 质等，以提高原料的纯度和稳定性。
合理安排原料的储存和运输，确保原料的 供应稳定和安全。
生产过程中的质量控制
质量标准
质量检测
制定严格的质量标准和控制指标，确 保生产出的轻柴油符合国家标准和客 户需求。
轻柴油作为汽车燃料
轻柴油具有较高的能量密度和较低的硫含量，是汽车工业中常用的燃料之一。 使用轻柴油的汽车能够提供更好的燃油经济性和更低的排放。
轻柴油汽车的技术发展
随着环保要求的提高和技术的不断进步，轻柴油汽车在技术上也在不断发展和 改进，例如采用高压共轨喷射系统和尾气后处理技术等，以提高燃油效率和降 低排放。
轻柴油的质量标准和环保要求不断提高，以满足日益严 格的排放法规。
目的与意义
01
提高人们对轻柴油的认识， 了解其特性和应用。
02
探讨轻柴油的发展趋势和未 来发展方向。
03
促进轻柴油领域的交流与合 作，推动相关技术的进步和
创新。
02
车用轻柴油基础知识
定义与特性
01
02
定义
特性
车用轻柴油是一种用于汽车、摩托车等机动车辆的燃料，具有特定的 化学和物理性质。

我国2010年已经颁布了生物柴油调和燃料B5国家标 准GB/T25199-2010，即B5调和柴油;
车用燃料润滑添加剂，能改善低硫柴油的润滑性;
非车用柴油的替代品，如船用、炉用、农用。
我国发展生物柴油的原料
——不与食用粮油争地 提供价廉油源——林业原料：
➢ 麻风树油、黄连木油、橡胶籽油等。 ➢ 但有一个培育过程！
地沟油作为生产生物柴油的原料
1、将地沟油作为原料生产生物柴油、减少和杜绝 地沟油回流餐桌。 2、生物柴油是清洁的可再生能源，是典型的“绿 色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展， 推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染 具有重要的战略意义。

生物柴油燃料的优点
1、具有较好的润滑性能，降低发动机的磨损降，延长使用寿命； 2、闪点高，在运输、储存、使用方面的安全性好； 3、十六烷值高，燃烧性能好，排放性能好； 4、硫含量低，可以达到国V柴油的标准； 5、不含芳烃，可以达到国V柴油的标准。 6、生物柴油可以任何比例与化石柴油相混合，在压燃式发动机
目前的主要原料——废弃油脂：
➢ 餐饮业废油—地沟油 ➢ 榨油厂下脚料； ➢ 废弃动物脂肪；
利用东南亚棕榈油、麻疯果油等。
地沟油的危害
部分地沟油被加工成劣质食用油，重回餐桌！地沟 油中含有：黄曲霉素、苯并芘、砷、铅等诸多有毒 有害物质，危害人们健康。
从地沟油生产到流通到消费，各个部门各管一段： 回收是市政部门管，生产是质监部门管，流通是工 商部门管。一有地沟油曝光，各部门都没有责任。 是体制问题带来了监管的盲点。”钟南山说，每年 有700万至1400万吨废油，其中350万吨地沟油 回流餐桌，“谁都可能吃到地沟油。
在奥地利，有100多个公共加油站出售生物柴油， 通过公共加油站网，生物柴油的市场不断扩大。

柴油的冷滤点测定按照《柴油和民 用取暖油冷滤点测定法》（SH/T 0248—2006）的规定进行。
测定冷滤点的仪器组装图见图3-3。 测定方法概要是：试样在规定条件下 冷却，通过可控的真空装置，使试样经 标准滤网过滤吸入吸量管。试样每低于 前次温度1℃，重复此步骤，直至试样中 蜡状结晶析出量足够使流动停止或流速 降低，记录试样充满吸量管的时间超过 60s或不能完全返回到试杯时的温度作为 试样的冷滤点。
度称为浊点。 轻柴油浊点的测定按照《石油
产品浊点测定法》（GB/T 69862014）的规定进行。
测试仪器为浊点测定仪，具体如 图3-2所示。
方法概要是：将清澈透明的试 样放入仪器中，以分级降温的方式 冷却试样。通过目测观察或光学系 统的连续监控，来判断试样是否有 蜡晶体的生成。当试管底部首次出 现蜡晶体而呈现雾状或浑浊的最高 试样温度，即为试样的浊点，用℃ 表示。
柴油雾化和蒸发性的评定指标是馏程、运动黏度、密度油的安定性是指柴油在运输、贮存和使用过程中保持颜色、
组成和使用性能不变的能力。 柴油安定性的评定指标是碘值、色度、氧化安定性、实际胶质、
10%蒸余物残炭和喷油器清洁度。 五、腐蚀性
柴油中腐蚀性物质有硫、硫醇硫、有机酸、水溶性酸或碱。 柴油腐蚀性的评定指标是硫含量、硫醇硫含量、酸度和铜片腐 蚀试验。
测定方法概要是，把试样装在规定 的试管中，并冷却到预期的温度时，把 试管倾斜45°，经过1min，观察试样液 面是否能移动，从而找出其液面停止移 动的最高温度，即为所测油品的凝点。
图3-1 凝点测定仪
l-试管；2-搅拌器；3-套管；4-温度计； 5-冷却容器
第二节 柴油低温流动性的评定指标
二、浊点 轻柴油中开始出现浑浊的最高温
图3-3 测定冷滤点的仪器组装图

生物柴油的布局更合理，在能源上更加独立，使得各国的 能源不易受到别国的干涉和控制，减少对石油市场的依赖。
比核能更安全
2019年6月26日国际原子能机构向外界宣布，近几年西 欧和美国已经停止了修建核工厂。
生物柴油具有较高的闪点，可降解，无放射线危害。在生 产、运输、使用等方面都比较安全。
1980年美国开始研究用豆油代替柴油；
狭义定义
1983年Craham Quick首先将亚麻子油的甲 酯用于发动机，并将可再生的脂肪酸甲酯定义为 生物柴油“Biodiesel”；
1984年脂肪酸甲酯或乙酯用于代替柴油燃 料；
广义定义
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，以及动物油脂、废餐饮油等为原 料通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料，这种燃料可 供内燃机使用。
植物油的分子量大、碳链长、黏度高、低温性差、 不易雾化、易炭化结焦、堵塞油喷嘴，制造成本 高。
驱动燃料的发展
随后，廉价的液体能源――石油，成为主流能源，石化 柴油被用于发动机驱动燃料。
石化柴油大量使用带来了许多问题，如石化柴油含有的 许多有害物质，如多环芳烃、硫化物，通过燃烧后直接 排入大气，危害人类生存环境；石化能源是不可再生的， 因而面临着能源终将枯竭等问题。
2019年，由石元春院士主持的国家专项农林生 物质工程开始启动，规划生物柴油在2019年的 产量为200万t/年、2020年的产量为l200万 t/年。
生物柴油的质量标准化与大产业化。
生物柴油在其他国家
欧洲
德国，法国及意大利在生物柴油生产方面均处于前列，预计到 2019年欧盟的生物柴油用量将达到990万吨。
总得来说，生物柴油是一种可再生的能源，不会枯竭；生 物柴油是安全的能源，不易发生爆炸；又是一种环境友好 的能源，对人类健康无害。因此，可以说生物柴油在保证 国家能源安全上有着比石油更美好的前景。