新型能源—生物柴油.doc

学号：10428128 废弃物的循环利用论文题 目 新型能源生物柴油 学生姓名 熊展兵 学 院 石油化工学院 专业班级 应化101 二一二年十二月新型能源生物柴油摘要 生物柴油来源于动植物油脂等可再生资源。作为矿物柴油的替代燃料，生物柴油具有空气污染物排放少、润滑性好、生物降解完全等优点，但生物柴油的成本高是制约其发展的瓶颈。结合我国具体国情，从原料(油料作物、油料林木果实、油藻和食用废油等)的综合利用，生物柴油的加工技术(酸碱催化、酶催化、无催化和副产高品质甘油的酯交换工艺)，以及高附加值的后续产品(润滑添加剂、特种溶剂、表面活性剂等)的开发利用等方面，阐述了生物柴油作为环境友好的替代燃料和大宗有机化工原料的可行性。指出必须开发符合我国国情的生物柴油专有技术，才能使生物柴油产业成为真正具有竞争力的新兴产业。关键词 生物柴油；替代燃料；加工技术第 页，共 页目录摘要1关键词11 引言32我国生物柴油的发展状况33对生物柴油产业发展的探讨31 发展油料作物43. 2 废油脂利用 44 结论5参考文献5 1. 引言 利用取之不尽、用之不竭的可再生资源生产燃料和大宗有机化工产品是绿色化学实现可持续发展的重要方向。从植物油生产的柴油称为生物柴油，它是一种长链脂肪酸的单烷基酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，与甲醇酯交换后，分子量降至与柴油相近，且具有接近于柴油的性能。从植物油生产的生物柴油不含硫和芳烃，十六烷值高，并且润滑性能好，所以是一种优质清洁柴油。这些长链脂肪酸单烷基酯可生物降解，闪点高，无毒，挥发性有机物含量低，具有优良的润滑性能和溶解性，也是制造可生物降解的具有高附加值的精细化工产品原料。2. 我国生物柴油的发展状况我国“十五”纲要提出要发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。生物柴油作为一种优质的生物液体燃料，它的发展将对我国能源安全、环境保护以及农业产业结构调整等方面起重要作用。中国工程院组织了“我国生物柴油产业发展座谈会”和“生物柴油植物原料发展研讨会”。来自科技部、农业部、国家发改委和国资委等部门的相关负责人都表示，将努力贯彻国务院领导关于发展生物替代燃料的指示，大力支持发展生物柴油产业。中国工程院院长徐匡迪院士亲自出席讨论会，认真听取了与会人员的发言，并对我国发展生物柴油提出了建议。2004年，科技部高新技术和产业化司正在启动“十五”国家科技攻关计划项目“生物燃料油技术开发”项目，其中也包括了生物柴油技术开发的内容。在我国，生物柴油产业化首先在民营企业展开，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了11042104ta生产装置，主要以餐饮业废油为原料，除生产生物柴油外，还生产一些高附加值的产品。利用餐饮业废油生产生物柴油，可以减少肮脏的、含过氧化基的脂类等致癌物质及其他污染物排入环境或重新进入食用油系统，对于大中城市的绿色化具有重要意义。另外，海南正和生物能源公司还以黄连木树果油为原料，并建有约6667 hmz(10万亩)原料种植基地。北京市科委可持续发展科技促进中心正与石油大学合作，利用北京市餐饮业废油为原料来制造生物柴油。江西巨邦化学公司进口美国转基因大豆油和国产菜籽油生产生物柴油，正在建设10104ta生产装置。四川大学生命科学院正筹备以麻疯树果油为原料，计划建立2104ta的生产装置。在科研开发方面，我国不仅重视生物柴油生产工艺技术的开发，而且也对生物柴油的资源发展进行了深入研究。这些研究单位有：中国林科院、中国农科院、中科院植物所、中科院水生植物所、中国科技大学、四川I大学、石油大学、北京化工大学和中石化石油化工科学研究院等。研究的资源包括草本植物油，如菜籽油、大豆油、棉籽油等；木本植物油，如黄连木油、乌桕籽油和绿玉树油等；水生油料植物油，如工程海藻油。所研究的加工方法包括常规的液碱催化酯交换、固体碱催化酯交换以及酶催化酯交换和超临界酯交换等。国内生物柴油产业虽然得到较快发展，但从形成具有国际竞争力和抗拒原料油价波动的风险来看，还需从下列几个方面继续努力：1)从原料看，我国几家民营生物柴油企业绝大多数是采用餐饮业废油来生产生物柴油，不回收甘油，只有一套使用进口大豆油和菜籽油装置正在建设。我国丰富的野生木本植物油和我国优良品种的菜籽油尚未大量用于生产生物柴油。2)国内民营企业生物柴油生产装置规模为11042104ta，尚未形成1010420104ta的经济规模。3对生物柴油产业发展的探讨31 发展油料作物我国有丰富的草本油料作物资源，如油菜、大豆、棉花、蓖蔗等，它们的单位面积产油量比野生木本油料植物高，但是，在扩大油料作物种植时重点要放在可利用非耕地或利用农闲地的品种，以较好地协调我国粮食安全与能源安全的矛盾。据农业部统计，2003年粮食作物播种面积近1亿公顷，油料作物播种面积为1 500万公顷，其中油菜720万公顷、花生500万公顷、向日葵120万公顷(大豆930万公顷未计在内)。根据我国作物种植分布情况分析，继续扩大油料作物播种面积的潜力非常有限。但是，加快转基因油料作物的研究和推广，大幅度提高油料作物产量，降低生产成本，仍然具有非常重要的意义。故今后应致力于加速利用具有自主知识产权的基因工程高油育种技术，培育出超高油油料作物新品种。油菜是我国值得推广的生物柴油作物。油菜属十字花科，芸薹属，越年生或一年生作物，主要有白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜三大类。其中甘蓝型油菜种子含油量较高，一般在42左右，高的达50以上。油菜抗性强，耐寒、耐湿、耐肥，产量高而稳定，增产潜力较大。我国长江流域和黄淮地区的冬油菜，仅利用耕地的冬闲季节生长，基本上不消耗地力，不影响主要粮食作物生产，不与主要粮食作物争地，是非常具有发展潜力的作物。据估计，在不与粮争地的前提下，我国有2670万公顷耕地可用于发展能源油菜，按当前平均菜籽产量16吨公顷，含油率40计，每年通过能源油菜种植可为1700万吨生物柴油提供原料。我国油菜研究和育种工作具有较深厚的基础，一些领域处于世界领先地位。浙江省农业科学研究院原子能研究所育出的“超油2号”甘蓝型油菜，种子含油量高达52，已获得多国专利。如果进一步加强科研投入，预计在不久的将来我国能源油菜的平均产量可提高到30吨公顷，菜籽含油量稳定在50以上。陈锦清等从光合产物分配角度出发，利用反义PEP基因调控籽粒油脂蛋白质含量比率，成功育成了转基因油菜超油l号和超油2号，其含油量分别达到478和542，含油量提高幅度25以上，现已进人生产性试验阶段。值得一提的是，油菜种植时每生产1吨菜籽将产生2吨秸秆。规模化种植时，如果能结合微生物油脂发酵技术，充分利用油菜秸秆资源，不仅可以使单位耕地面积得油率提高70以上，而且具有显著的环境效益。3. 2 废油脂利用为了降低生产成本，目前国内外一些企业利用油脂工业下脚料、餐饮业废油脂、废弃动物脂肪等生产生物柴油。由于我国油脂资源总量供应不足，废油脂的资源量也非常有限，对生物柴油产业的实际影响不大；但对减少环保压力十分有利，所以具有一定的发展空间。据估计，油脂行业约有10的下脚料，按当前我国植物油的产量计，资源总量仅在100万吨左右。餐饮业废油脂又称“地沟油”，是城市废水中的重要污染物。据了解，北京市环保局有2个“地沟油”回收处理厂，日产废油脂15吨，可作为生物柴油生产原料。但是，下脚料和废弃油脂的集中处理和回收利用在成本上是否真正合适，还需要认真地试验和考察。总之，废油脂的利用可以促进生物柴油产业的发展，但因为资源总量有限，供应不稳定，原料组成及性能变化大，只能是生物产油产业发展的有益补充资源。4 . 结论我国液体燃料短缺，能源消费结构性矛盾长期存在，发展生物柴油产业，部分替代化石柴油，已成为当前可再生能源发展的必然趋势。生物柴油生产需要稳定的油脂原料供给，但我国是油脂资源短缺国家，近年来虽然生物柴油生产尚未进行规模化生产，但植物油进口量都在数百万吨，而且还呈现上升趋势。同时，我国耕地资源匮乏，13亿人口的粮食供应形势不容乐观。因此，仿效西方发达国家，依靠扩大油料作物种植获取油脂资源，不符合我国国情。我国宜林地丰富，农林废弃生物质资源量巨大。我国应重点发展木本油料植物规模化种植和推广，加快微生物油脂发酵技术创新和产业化；同时，利用现代植物遗传育种技术提高油料作物产量以及选择性发展不与粮争地的油料作物种植。总之，油脂资源问题的解决，需要在理性认识综合国情的前提下科学决策，加大科技投入，发展创新的油脂生产技术，才能保障我国生物柴油产业和油脂化工行业健康发展。废弃动植物油的来源广阔，成分复杂，酸值波动较大，酸值和碳链结构对工艺和生物柴油质量的影响比较显著。在利用动植物废弃油制备生物柴油时要明确这些废弃油特性对工艺和生物柴油质量的影响及规律，采用相应的生产工艺，提高生物柴油的质量和产量。同时呼吁政府要加强对废油收集规范管理，支持生物柴油生产企业的原料收集，使动植物废弃油都能用来生产洁净的可再生能源生物柴油，真正做到废物利用，实现变废为宝，使动植物废弃油为能源、环境和循环经济建设作出贡献。 参 考 文 献1. 杨颖 生物柴油产业国内外现状及我国发展对策期刊论文-粮油加工2007(10)2. 张立伟 我国生物柴油产业发展现状和存在问题期刊论文-中国油脂2007,32(8)3. 闵恩泽.姚志龙 我国发展生物柴油产业的挑战与对策期刊论文-天然气工业2008,28(7)4. 安文杰.张心玲.周旭光.黄卿 生物柴油产业在我国的发展现状和趋势期刊论文-化工中间体2009,5(5