第二代生物柴油研究进展
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生物柴油的制备工艺研究生物柴油是一种很重要的替代燃料,在目前世界能源危机日益严重的情况下,它是解决能源瓶颈问题的重要手段。
生物柴油的制备工艺研究是生产和应用生物柴油的重要前提,本文将简单介绍相关的制备工艺。
生物柴油的来源生物柴油以植物油为原料,或以动物脂肪和油脂为原料,是一种环保、可再生的二代清洁能源。
与石油燃料相比,生物柴油的优点在于能够减少二氧化碳的排放,且在生物柴油燃烧完全后生成的气体中,含有的二氧化碳并不会对大气环境造成进一步的影响,因此是非常环保的。
生物柴油的制备工艺研究生物柴油的制备工艺可以分为两种,分别是碱催化和酸催化。
1.碱催化法碱催化法是将植物油或动物脂肪与醇反应生成酯,其中的催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾等强碱。
此法制备生物柴油成本低廉,反应速度快,可以在室温下、常压下完成,但在反应过程中容易产生大量的碱酸催化剂残留,使得产品合格率不高,影响了产品的质量;此外,反应过多久会影响产率,所以需要控制反应时间。
2.酸催化法酸催化法是将醇和油脂按一定的摩尔比在酸催化剂作用下进行酯化反应,其中的催化剂是硫酸、苯甲酸、过磷酸等。
此法反应过程温和、产率高、反应后的催化剂残留量小,但需要较高的反应温度和压力,容易产生过多的酸性催化剂残留,同样影响产品的质量。
现阶段的研究目前,国内外的研究人员在生物柴油的制备工艺研究方面取得了很多成果。
比如,中科院化学所的一位研究员在碱催化制备生物柴油过程中,采用了超声波振荡反应器,以更快的速度去酯化油脂,取得了良好的效果;此外还有一些新型催化剂的研制,如杨凌农业高新技术产业示范区的研究人员,就成功地将粗甘油转化为生物柴油的高效催化剂部分还原氧化石墨烯(rGO)上。
这些新技术的出现,为生物柴油在生产和应用方面提供了新的思路和方法。
结论综上,生物柴油的制备工艺研究至关重要。
目前,生物柴油的研究仍处于初期阶段,需要加强各个环节的研究,以提高产品的质量和生产效率。
相信在科学家们的共同努力下,生物柴油将会越来越适用于人们的生产和生活,从而达到绿色低碳的目的。
二代生物柴油能量密度
【原创实用版】
目录
1.二代生物柴油的概述
2.二代生物柴油的能量密度
3.二代生物柴油的优缺点
4.二代生物柴油的发展前景
正文
【1.二代生物柴油的概述】
二代生物柴油,也被称为生物柴油燃料,是一种由生物质资源制成的可再生能源。
与传统的化石燃料相比,二代生物柴油具有可再生、低碳排放和可生物降解等优点,被认为是一种对环境友好的替代能源。
【2.二代生物柴油的能量密度】
二代生物柴油的能量密度是指单位体积的生物柴油所能释放的能量。
一般来说,二代生物柴油的能量密度高于传统的柴油,可以满足甚至超过柴油机的能量需求。
【3.二代生物柴油的优缺点】
二代生物柴油的优点包括:可再生、低碳排放和可生物降解。
与传统的化石燃料相比,二代生物柴油的使用可以大大减少温室气体的排放,有利于环境保护。
此外,二代生物柴油的使用也有助于提高能源利用率,促进农业发展。
然而,二代生物柴油也存在一些缺点。
例如,其生产成本较高,可能会影响其市场推广。
此外,二代生物柴油的生产和储存也需要一定的技术支持,以保证其质量和稳定性。
【4.二代生物柴油的发展前景】
尽管二代生物柴油存在一些问题,但其作为一种可再生能源,具有广阔的发展前景。
随着技术的进步和生产规模的扩大,二代生物柴油的生产成本有望降低。
同时,随着环境保护意识的提高,二代生物柴油的市场需求也将进一步增加。
第二代生物燃料——生物质合成液体燃料
杨一峰;孙国旺
【期刊名称】《全球科技经济瞭望》
【年(卷),期】2006(000)012
【摘要】@@ 根据德国有关方面的研究和预测,今后几十年由生物质合成的液体动力燃料(简称BTL-Biomass to Liquids),也被称为第一代生物燃料,将会迅速发展,德国可生长原料联合会估计,在2020年德国的生物合成燃料将满足25%的燃料需求,在很多方面优于目前的生物柴油并有替代生物柴油的趋势,据大众汽车公司预测:到2015年第二代生物燃料-生物合成燃料和生物甲烷将全面取代第一代生物燃料-生物柴油和生物乙醇.30年后,世界上的动力燃料23%将用生物质生产,其中主要是第二代生物燃料-生物合成液体燃料.第二代生物燃料是一种最重要的可再生燃料,有非常巨大的发展前景,将成为新一代的替代能源.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】杨一峰;孙国旺
【作者单位】无
【正文语种】中文
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生物柴油制备方法及国内外发展现状生物柴油是一种利用植物或动物油脂经过酯化反应制得的可再生燃料,其具有环境友好、燃烧性能良好等特点,广泛应用于交通运输、发电、农业等领域。
下面将介绍生物柴油的制备方法及其国内外发展现状。
生物柴油的制备方法一般包括酸碱催化法和超临界催化法两种。
一、酸碱催化法:这种方法是将植物油或动物油脂与酸或碱催化剂进行酯化反应,生成生物柴油。
酸催化法主要是将油脂与酸性催化剂(如硫酸)在高温下反应,通过酯化反应产生甲酯。
碱催化法则是将油脂与碱性催化剂(如氢氧化钠)进行碱催化酯化反应,产生甘油酯燃料。
二、超临界催化法:超临界催化法是利用超临界条件下的催化剂将植物油或动物油脂进行催化裂解,生成生物柴油。
超临界催化通过调节反应温度和压力,将催化剂达到超临界状态,提高反应效果。
国外生物柴油产业已经相对成熟且处于较高发展水平,主要体现在以下几个方面。
首先,生物柴油的制备技术已经相对成熟,催化剂的改进使得反应效果更加稳定,同时也减少了能源和化学品的消耗。
其次,国外各个国家和地区对生物柴油产业都给予了积极的政策和财政支持,推动了生物柴油市场的发展。
在原料方面,国外采用了多种植物油脂和动物油脂作为原料进行生物柴油的制备,能够实现多样化的生产。
此外,国外还在研究生物柴油的混合燃料和添加剂等方面取得了一定的进展。
综上所述,生物柴油作为一种可再生燃料,具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
在制备方法方面,酸碱催化法和超临界催化法是主要的制备方法。
目前国内生物柴油产业发展相对滞后,但在政策、技术和市场等方面都有机会迎头赶上。
国外生物柴油产业已经相对成熟且发展水平较高,为我国生物柴油制备技术和产业发展提供了借鉴和参考。
生物质能源的利用及研究进展【摘要】化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。
生物质能源的开发和应用,因其可再生性和环保性,越来越受到人们的重视。
本文首先介绍了生物质能源相关的基础知识,然后综述了生物乙醇与生物柴油的发展情况,并展望了生物质能源的发展趋势。
随着全球经济的发展,人们对能源的依赖程度逐渐增加,需求与日俱增,目前作为能源主要载体的化石燃料面临枯竭,油价飞涨,压力突出。
消耗化石能源引起的污染越来越严重,不利于环保要求,必须寻求清洁、安全、可靠、可持续发展的新能源体系,从而保护自然资源和生态环境。
生物质能源是可再生能源的重要构成部分,具有产业化和规模化发展趋势,也是传统化石能源的替代品,在未来的能源结构优化中占据重要地位,各国政府无不关注,并积极引导相关专家从事生物质能源新技术的开发研究。
一、生物质能源生物质能源是指通过植物光合作用,将太阳能转化为植物体内的化学能。
生物质能源作为一种可再生能源,它的开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。
(一)生物质能源的特点。
1.可再生性。
可再生能源,储备多,获取方便,具有天然的自我再生功能,可以保证能源长久持续的使用。
排放有突出作用,有助于减缓温室效应,2.环保性。
利用生物质能源对降低CO2并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。
3.兼容性。
可直接使用,也可以利用转化工艺作为二次能源使用。
生物质可以通过生物,化学和物理方法转换成生物能源。
4.缺点。
生物质分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等。
(二)生物质能源的主要来源。
目前,主要的生物质能源来源如作物秸秆、林场枝叶废弃物、畜牧粪便等非粮物质。
但长久以来,人们对生物质资源中的固体废弃物常用堆肥、填埋、焚烧等方式处理,导致废物处理时间久,污染土壤和水资源;虽然焚烧法的热值高,可是成本高,而且易污染大气。
因此若是能够高效利用这些废弃物来生产新能源物质可以增加产业利润,还可以解决环境污染的问题。
第二代生物柴油研究进展
摘要:介绍了第二代生物柴油的优势,叙述了第二代生物柴油的制备原理,概括了3种主要的生产工艺,即油脂直接加氢脱氧工艺、加氢脱氧再异构工艺和柴油掺炼工艺。
对制备过程
中涉及的加氢脱氧催化剂和加氢异构催化剂进行了总结,指出了第二代生物柴油发展面临的问
题及解决方向。
关键词:第二代生物柴油加氢脱氧加氢异构
目前,国内外生物柴油厂家大多采用酸--碱催化两步法间隙反应工艺生产第一代生物柴油,生产过程会产生大量的含酸、碱、油工业废水,产品是混合脂肪酸甲酯,含氧量高,热值相对比较低,其组分化学结构与柴油存在明显的不同。
近年来,一些研究者提出了基于催化加氢过程的生物柴油合成技术路线,即动植物油脂通过加氢脱氧、异构化等反应得到与柴油组分相同的异构烷烃,形成了第二代生物柴油制备技术。
第二代生物柴油是高质量柴油,不影响柴油储运,不影响发动机和尾气处理。
为避免与食用油竞争,使用非食用油如麻疯果油和海藻油及废油脂生产。
2007年夏,第一套工业规模的可再生柴油(第二代生物柴油)装置在荷兰Neste石油公司Provoo炼厂投产,还有几套工业装置处于可行性研究阶段。
埃克森美孚、BP等跨国石油公司都在大力发展第二代生物柴油生产技术。
中国石化集团公司也非常重视生物柴油技术开发,石油化工科学院目前正在加紧开发第二代生物柴油技术。
1 第二代生物柴油的优势
从产品性能上看,与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比,第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同,具有与柴油相近的黏度和发热值,具有较低的密度和较高的十六烷值、硫含量较低、倾点低以及与柴油相当的氧化安定性等优势。
同时,第二代生物柴油的CO2排放量比柴油低,可以减少限制的和非限制的污染物排放(包括SO x,NO x),还可以减少颗粒物排放量,并且可以大大减少发动机的积炭,噪声明显下降。
表1是第二代生物柴油、第一代生物柴油和0#柴油主要性能对比[1]。
表1 不同柴油的主要性能对比
指标名称
第二代
生物柴油
第一代
生物柴油
0#柴油
密度(20℃)/kg.m-3775~785 885 835 黏度(40℃)/mm2.s-1 2.9~3.5 3.2~4.5 3.5
浊点/℃-35~-5 -5 -5
硫含量(质量)/mg.kg-1≤1 ≤1 150 氧含量(质量)/mg.kg-10 11 0
馏程/℃265~320 340~355 200~350
低发热值/MJ.kg-144 38 43
浊点/℃-10~20 -5~15 -5
十六烷值70~90 50~65 40 由于第二代生物柴油具有多方面的优势,因此可在柴油中添加较大的比例。
2 第二代生物柴油的制备
催化加氢过程是石油化工行业常用的工艺过程,对于提高原油加工深度、合理利用石油资源、改善产品质量、提高轻油收率等具有重要意义。
目前炼厂采用的加氢过程主要包括加氢精制和加氢裂化两大类。
加氢精制工艺目前主要是除去油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质,有时也用于对部分芳烃进行加氢,改善油品的使用性能。
在催化加氢条件下,油品中的硫、氮、氧化合物将发生氢解反应,分别发生加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)和加氢脱氧(HDO)。
第二代生物柴油的制备是基于催化加氢的基础上发展起来的,动植物油脂的主要成分为脂肪酸三甘酯,脂肪酸链长度一般为C12~C24,其中以C16和C18居多。
油脂中典型的脂肪酸包括饱和酸(硬脂酸)、一元不饱和酸(油酸)及多元不饱和酸(亚油酸、亚麻酸),其不饱和程度随油脂种类不同而有很大差别。
动植物油脂先在催化加氢条件下,甘油三酯发生不饱和酸的加氢饱和反应,并进一步裂化生成二甘酯、单甘酯及羧酸在内的中间产物,经加氢脱羧基、加氢脱羰基及加氢脱氧反应后,生成饱和正构烷烃;第二步,由于正构烷烃的熔点较高,低温流动性差,所制备的生物柴油的浊点偏高,随着当前加氢异构技术的成熟发展和广泛应用,可以通过临氢异构化反应将上述的部分或全部正构烷烃转化为异构烷烃,从而提高其低温使用性能[2~4]。
3 第二代生物柴油生产工艺
目前,第二代生物柴油的生产工艺有以下几种。
3.1 油脂直接加氢脱氧工艺
油脂直接加氢脱氧工艺是在高温高压下油脂的深度加氢过程,羧基中的氧原子和氢结合成水分子,而自身还原成烃,使用的催化剂是经过硫化处理的负载型Co-Mo和Ni-Mo加氢催化剂。
植物油加氢脱氧制备生物柴油的工艺,使用经硫化处理的负载型Ni-Mo加氢催化剂,通过改变反应温度、压力和液时空速等主要工艺参数,对反应产物的组成及分布、柴油馏分的性质等进行了分析。
不同原料加氢制备第二代生物柴油的适宜操作条件也不尽相同,一般反应温度范围在240~320℃、压力4 ~15MPa、液时空速0.5 ~5.0h-1,反应同时产生少量的水和气体组分。
此项工艺简单,同时产物具有很高的十六烷值,但是得到的柴油组分中主要是长链的正构烷烃,使得产品的浊点较高,低温流动性差,在高纬度地区受到抑制,从而成为此项工艺的制约因素[5-7]。
3.2 加氢脱氧再异构工艺
油脂直接加氢制备生物柴油的方法工艺简单,但产品中主要为长链正构烷烃,其低温流动性较差,一般只用于提高柴油的十六烷值。
加氢脱氧异构工艺是以动植物油脂为原料,经过加氢脱氧和临氢异构化两步法制备生物柴油,第一步加氢脱氧过程与上述油脂直接加氢脱氧的条件相近,由于加氢脱氧、加氢脱硫和加氢脱氮的催化机理相似,该过程除加氢脱除原料中所含的氧外,还可以脱除原料中的氮、磷和硫等,同时将不饱和双键加氢饱和。
这个反应过程结束后,原料中的脂肪酸等被加氢生成C6~C24的烃类,其中大多为C12~C24的正构烷烃产品。
一些专利还报道,在加氢脱氧阶段,利用部分加氢产品或其它烃类对原料油脂进行稀释,能够有效地降低反应所需的温度,从而降低脂肪酸之间形成大分子产物的可能。
第二步为异构化过程,即在贵金属Pt等异构化催化剂的作用下,将上述过程得到的正构烷烃进。