生物柴油意义.ppt

中国石化生物柴油和微藻技术开发的意义 刘晓欣中国石化石家庄炼化分公司2013 2 目录 生物柴油及其发展微藻技术及生物柴油的原料供应中国石化生物柴油技术的开发和利用 生物柴油是动植物油脂与甲醇反应生产的一种质量性质类似于柴油 并可以替代柴油使用的优质清洁燃料 生物柴油 甲醇 油脂 美国对生物柴油性能的评价 美国对生物柴油的评价 研究证明兑入20 生物柴油的车用燃料 B20 与相应纯石油柴油相比可减少 颗粒物排放14 总碳氧化物排放13 SO2排放70 以上 生物柴油 B100 及B20是美国环保局和能源部认可的一种替代燃料 满足下列法规要求CleanAirActAmendments CAAA90 EnvironmentProtectionActof1992 EPACT 生物柴油具备下列优点 无毒能生物降解 与食糖相当 基本无硫和芳烃与石油柴油具有良好的调合性 可以任意比例混兑 进入21世纪生物柴油迅猛发展成为新兴产业 年份 产量 万吨 2011年全球生物柴油产量突破了2000万吨 已建和在建生物柴油装置年产能接近4000万吨 生物柴油的用途 直接用作车用优质柴油生物柴油 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柴油车用燃料润滑调合组分 能改善低硫柴油的润滑性非车用柴油的替代品 如船用 家用 农用 机械加工润滑剂 脱模剂优质的溶剂油 用于代替脂肪酸生产精细油脂化学品 发展生物柴油的关键在原料 各国和地区依据自己的特点选定生物柴油原料欧盟 菜籽油阿根廷 巴西 美国 转基因大豆油马来西亚 印尼 棕榈油 中国发展生物柴油要 不与粮争地 不与人争油 依据国情制订了生物柴油原料的发展战略当前 废弃地沟油中期 林木油脂中长期 微藻油脂 废弃油脂 油脚和皂脚 泔水油 煎炸余油 肉联厂余杂 废弃油脂 指植物油和动物脂肪在加工 储运和食用消费过程中产生的 失去食用价值的油脂废弃物 资源量 1000万吨 年以上 废弃油脂最好的利用 生物航煤 采用废弃油脂生产生物柴油的优势 采用废弃油脂生产生物柴油 具有全年不分季节供应 不需要培养木本油料树的早期投入 生产生物柴油对废弃油脂质量要求不象生产油脂化学产品那么严格 更多种类废弃油脂可以得到应用 废弃油脂价格为油脂食用油的70 原料成本相对较低 但总是高于原油 生物柴油作为石油燃料的替代品在国内市场缺口大 销售前景好 中期 非食用林木种植 实现 林 油 环境一体化 山地丘陵多 山地资源丰富 树种资源丰富我国幅员辽阔 地域跨度大 生存环境条件多样 适于各种植物生存 现有含油木本植物约1500种 实现 不与粮争地 不与人争油 维护生态环境 生态和经济价值同显木本油料植物的开发主要以种树为主 具有一次栽 多年受益的特性 能很好地维护生态环境 防止水土流失和涵养水源 具有不可替代的生态价值 利用微藻生产油脂 前途不可限量 中长 微藻技术与油脂 利用微藻进行生物固碳 生产生物能源 生物固定CO2是地球上最主要 最有效和最原始的固碳方式每年可以从大气中固定1000亿吨CO2 低碳问题 环境问题 资源问题 微藻 微藻 地球上最简单的一种生物 有可能成为世界最复杂问题的解决方案 制氢尾气燃烧炉烟气 烟气冷却器 烟气压缩机 罗茨风机 粗滤及紫外消毒 流量控制 I型光生物反应器 II型光生物反应器 50m2跑道池反应器 500m2智能温室 石炼化微藻减排示范装置 微藻生物技术的优势 1 光合效率高 固碳效率高 与农作物相比 单位面积的产率更高 微藻是自然界中生长最为迅速的一种植物 通常在24h内 微藻所含生物质可以翻倍 2 同步实现太阳能的转化与固定 不但是能量的生产 也是物质的生产 是未来生物炼制的理想原料 3 不与农作物争地 争水 微藻可以生长在高盐 高碱环境的水体中 可充分利用滩涂 盐碱地等边际土地或荒漠进行大规模培养 也可利用海水 盐碱水 工业废水等非农用水进行培养 4 产油率高 微藻干细胞的含油量可高达70 微藻没有高等植物的根茎叶等细胞分化 是最有前景的产油生物 5 NOx减排潜力 微藻的培养可以利用工业废气中的CO2 也可以吸收工业废气中的NOx 6 综合利用价值高 生产微藻生物柴油的同时 还可以生产相当数量的蛋白质 多糖等产品 有潜力成为粮食的替代品 微藻生物技术的潜力 太阳能转化效率生物体的最大太阳能转化效率约为10 左右 1 大田作物一般不超过1 微藻可以达到7 2 生物量的产率大田作物 玉米 籽粒 秸秆 30t ha y 3 微藻 小球藻 100t ha y 2 螺旋藻 30t ha y 1 陈俊武 石油替代综论 2 J Doucha J Appl Phycol 2009 21 111 117 3 石元春 决胜生物质 4 B Wood TechnoeconomicAnalysisofoilProduction ArlingtonVA Feb19 2008 践行绿色低碳战略 中国石化开展微藻生物能源技术的开发 中国石化与中国科学院2010年启动了 微藻生物柴油成套技术的研发 项目 研发涵盖产业链各个环节在我国境内广大地区采集微藻藻种 进行了筛选 获得了大量高产油微藻藻种资源 开展了藻种了基因改良 获得了高产油藻种开展了开放池规模养殖技术的开发 油藻产率可达到20g m2 d 总脂含量达到25 开发了规模养殖的病虫害防治技术与CO2利用技术开展了新型光生物反应器的开发 形成了专利技术开展了微藻高效絮凝采收技术的开发 形成了专利技术开展了含水微藻藻油提取技术的开发 形成了专利技术 石炼化微藻生物能源技术的开发 第一阶段 烟气CO2固定 产油微藻养殖 设计石家庄炼化分公司500m2微藻烟气减排实验装置 完成了装置建设 并开展了试运行 装置规模 利用微藻直接减排炼厂CO2的40000L级光生物反应器综合示范装置 装置年开工时间为8400小时 烟道气 常温 0 2MPa 流量 100KgCO2 设计 d 烟道气组成 二氧化碳含量16 二氧化硫6ppm 一氧化碳6ppm 氮氧化物36ppm 氧气6 4 水蒸气12 6 氮气65 正在开展利用炼厂烟气养殖产油微藻的研究 第二阶段 NOx固定 尽早实现微藻减排的环境效益减排对象 石家庄炼化己内酰胺装置NOx尾气排放 3000ppm 2万m3 h选育了适宜藻种 模拟烟气中NOx条件 研究了ChlorellaC2对不同浓度NaNO2的适应性情况 研究发现培养基中添加不同浓度NaNO2后细胞生长仍然继续进行 并且相对缺氮条件 生物量有了显著提高 石炼化微藻CO2减排示范装置 践行绿色低碳战略 促进中国石化可持续发展 废水排放 CO2排放 NOx排放 生物柴油 净化气体 养殖废水 以循环经济模式为社会提供低碳 清洁能源 生物炼制 根据我国原料供应的国情和国内外现有生产技术的状况 中国石化开发的生物柴油技术期望达到以下目的 能适应多种原料生产过程清洁生产成本低具有自主知识产权 中国石化生物柴油新技术的开发 生物柴油技术的开发历程 由中国石化支持石油化工科学研究院和石家庄炼化分公司联合开发 小试研究从2001年开始 2005年通过中国石化组织的技术鉴定 中试研究2005年立项 2007 2012年先后完成多种原料和工艺流程的中试实验研究 2010年完成首套工业化示范装置的开发 目前正在进行最新技术的工业化开发 酯交换 酯交换 传统技术 中国石化技术 X 油脂预处理 油脂预处理 产品精制 产品精制 中国开发生物柴油新技术的特点 可免除原料预处理 简化流程 降低成本 酸值 0 1mgKOH g油水分 0 1 非皂化物和杂质 0 8 磷 10 g g 传统技术 酸值不限定水分 1 非皂化物和杂质 2 磷脂含量不要求 中国石化技术 原因是 原料的质量要求不同 2 原料适应性广 中国开发生物柴油新技术的特点 3 不使用酸碱催化剂 生产过程清洁 废水的产生与处理 中国开发生物柴油新技术的特点 中国石化生物柴油技术的创新点 在一个反应器中同时实现多个反应不采用催化剂 在相对缓和条件下进行反应 避免了因使用催化剂带来的经济和环保问题采用高端技术分离原料中的杂质 代替原料预处理中的脱酸 脱胶 脱磷脂 脱臭等工序 节省了精