微生物柴油的研究现状及展望
目录
1.前言 (2)
2.微藻生物柴油的优势 (3)
2.1微藻的含油量 (3)
2.2微藻生长快，生物量大 (4)
2.3藻类的生长空间广阔 (5)
2.4藻类的净化作用 (5)
3.微藻生物柴油的生产工艺 (6)
3.1微藻的筛选和培育 (7)
3.1.1高油脂微藻的筛选与生理生化调控研究 (7)
3.1.2应用基因工程技术构建高油脂工程微藻[12] (7)
3.2微藻的大规模培养 (9)
3.2.1开放式光合生物反应器(open photobioreactor) (9)
3.2.2封闭式光合生物反应器(closed photobioreactor) (10)
3.3微藻的采收 (11)
3.4微藻油脂的提取以及生物柴油的制备 (11)
3.4.1抽提油脂-甲酯化法 (11)
3.4.2热解法 (12)
4.存在的问题及今后的研究方向 (13)
4.1存在的问题 (13)
4.2当前及今后的研究重点 (13)
5.结语 (14)
参考文献 (15)
微藻生物柴油的研究现状及展望
摘要：随着世界能源危机和环境恶化的加剧，新型绿色燃料——生物柴油备受关注。目前，世界范围内主要以油料作物和动物脂肪为原料生产生物柴油，但存在很多局限性。藻类本身具有很多优点，以藻类为原料生产的生物柴油是真正的环保可再生能源，但是藻类生物柴油的生产工艺费用较高，生产技术还不成熟，仍需要进一步的研究。该文主要介绍微藻生物柴油的优越性、生产工艺流程，分析生产过程中存在的问题，展望未来藻类生物柴油生产工艺研究的重点，以及微藻生物柴油的发展趋势。
关键词：微藻；生物柴油；优越性；生产工艺
Abstract:With the aggravation of energy crisis and environmental pollution worldwide,biodiesel fuel has received more and more attention in recent years.At present,biodiesel is mainly derived from oil crops and animal fat,it can not meet environmental and economic sustainability. Lots of studies have shown algae are the most promising source for biodiesel production,so algae-based biodiesel has become more attractive. Because of its environmental benefits,algae-based biodiesel is considered as the most potential fuel alternative.As technologies for biodiesel production are sophisticated and costy,biodiesel production from algae is limited.This paper reviews the current status of microalgae used for biodiesel production,including its advantages and production process.Furthermore,production challenges and future perspectives for algae-based biodiesel production are also discussed.
Key words:algae;biodiesel;advantages;production process
1.前言
生物柴油是以生物体油脂与醇类物质(通常为甲醇、乙醇)为原料，通过酯化反应而得到的长链脂肪酸甲酯[1]，具有资源可再生、环境友好、可替代化石燃料的特点。
以动植物油脂为原料的生物柴油其原料成本占总生产成本的75%左右,并且消耗大量可食用的植物油脂；以餐饮废弃油脂为原料虽然可有效降低生产成本,但原料来源有限,难以满足大规模生产的需要,且产品的质量难以保证。
藻类是一种独特的光合生物，可将太阳能直接转化为化学能并且能够累积高含量的天然油脂；藻类分布广泛，适应环境能力强，在光照和潮湿的环境中几乎都有藻类的存在，有些甚至可以在盐碱环境下生长，与油料植物相比，藻类无需占用耕地资源，不会与农业产生竞争关系，不会造成粮食危机；藻类生长周期短，克服了油料植物生长周期长、易受季节变换和气候影响的特点，能为生物质燃料提供持续的原料供应。目前，藻类生物柴油是一个研究
热点，具有广阔的开发利用前景。藻类按其大小可分为大藻和微藻，大藻是直径大于2mm的藻体，微藻是直径小于2mm的单细胞或丝状藻体，微藻油脂含量较高，生长较快。是制
备生物柴油的较好藻类[2]。目前，世界范围内大多以绿藻纲和硅藻纲中的高油脂微藻为原料研究生物柴油生产工艺，尤其是绿藻纲中的小球藻被认为是理想的能源微藻资源。大规模工业化生产的藻类生物柴油存在潜在的价格竞争优势，与其他燃料相比，藻类生物柴油具有更大的经济价值和环境效益。
2.微藻生物柴油的优势
2.1微藻的含油量
Microalgae Oil content
Botryococcus braunii25%~75%
Chlorellasp.28%~32%
Crypthecodinium cohnii20%
Cylindrothecasp.16%~37%
Dunaliella primolecta23%
Dunaliella salina14%~20%
Dunaliella.Tertiolecta36%~42%
Isochrysissp.25%~33%
Monallanthus salina>20%
Nannochlorissp.20%~35%
Nannochloropsissp.31%~68%
Neochloris oleoabundans35%~65%
Nitzschiasp.45%~47%
Phaeodactylum tricornutum20%~30%
Scenedesmusdimorphus16%~40%
Scenedesmus obliquus35%~55%
Schizochytriumsp.50%~77%
Tetraselmis sueica15%~23%
Thalassiosira pseudonana21%~31%
表1一些微藻的油脂含量[3-5]
Table1Oil content of some microalgae(dry wt)
目前用于发酵产油脂的藻类主要有Chlorella protothecoides和Chlorella vulgaris等,有研究表明微藻在混合培养条件下较自养时可积累更多的油脂。2008年第6期介绍了张蔚等发表的论文《蛋白核小球藻发酵产油脂的研究》[6]。作者分析了5种不同来源的小球藻在混合培养条件下细胞生长和油脂积累情况,筛选到油脂产量高的 C.pyrenoidosa菌株；进一步分析发现该菌株能在以D-木糖为碳源的培养基中较好地生长和积累油脂,以脱毒水稻秸秆酸水解液为培养基时的生物量为 2.1g/L,油脂含量为34.6%,有望用于以木质纤维素等可再生生物资源为原料生产油脂。
2.2微藻生长快，生物量大
小球藻生长极其迅速，一般能在24h内使自身生物量加倍，而在指数生长期内生物量倍增时间竟能缩短至 3.5h[7]。小球藻属生长周期很短，一般2~5d便可完成一个世代，并且可终年生长。因此，可以每天收获，为生物柴油的生产提供了连续的原料供应。球藻的光合作用效率高，可以高密度种植，每英亩的年产量是产量最高的油料作物的7~31倍，巨大的生物量为制备生物柴油奠定了原料基础。而油料作物生长相对缓慢，生活周期长，并且只在一年的某个时期才可收获，且产量受气候和季节变换等外界因素的影响大，具有产量低、经济性差的特点，远远不能满足经济发展对能源的供应需要，因此不能成为制备生物柴油的长期原料。
2.3藻类的生长空间广阔
藻类分布极其广泛，适应环境能力强，大多生长于海洋、淡水湖泊等水域，甚至在潮湿的土壤、树干等湿处也均有分布。另外，藻类对土地的要求较低，在沙漠地区、盐碱地、干旱或半干旱的贫瘠土地上都可以生长，且不受气候限制。因此，可以在远离水源的非农业土地和盐碱化土地实现大规模培养。与油料作物相比，藻类可以充分利用海洋而非利用土地资源，大大减少了对淡水资源和耕地的利用，不必造成粮食危机。世界现有耕地资源贫乏，可用来发展能源作物的耕地十分有限，依靠种植油料作物为生物柴油提供油源不符合实际情况。
2.4藻类的净化作用
藻类进行光合作用，将水、二氧化碳和其他无机物依靠光能合成有机物并释放出氧气。化石燃料燃烧时向大气中释放的二氧化碳，藻类可以通过光合作用吸收利用，对解决温室效应有一定的帮助，实现了二氧化碳的零排放，因此藻类在净化温室气体方面起着重要作用。
藻类可利用废水中的废物作为生长的营养物，可吸收利用水体中的氮、磷和重金属元素，水体环境有一定的净化作用。陈博谦和尹澄清[8]在污水净化湿地模拟系统的实验中指出藻类是很好的水质评价和监测的指示生物。生产生物柴油后
的残余藻体还可以用来生产氮含量高的化肥，这样就建立了一个循环系统。鉴于以上两点考虑，很多研究者提出把大型工厂纳入藻类生物柴油的生产系统中。藻类生长在污水处理厂的废水中，并以发电厂产生的二氧化碳作为原料进行光合作用，这样既能制备生物柴油又能净化污水和空气，具有极大的经济、社会和环保效益。已有研究把小球藻(Chlorella vulgaris)培养在轮胎厂的废水中，吸收工厂释放的二氧化碳，并取得了一定的成效[9]。
3.微藻生物柴油的生产工艺
生产生物柴油的基本流程如下图所示:
小球藻的筛选和培育
小球藻的大规模培养
小球藻的采收
小球藻的综合利用
小球藻油脂厌氧发酵优质饮料
沼气优质肥料
直接利用发电
图1微藻生物柴油开发的技术流程
Fig.1A conceptual process for producing
microalgal oil for biodiesel
3.1微藻的筛选和培育
3.1.1高油脂微藻的筛选与生理生化调控研究
美国能源部1978年就立项利用藻类制备生物柴油的研发工作,从海洋和湖泊中分离了3000多种藻类,从中筛选出300多种生长快、含油高的硅藻、绿藻和蓝藻等藻种。经过驯化,其中一些藻类的光合生产率已经达到50g·m-2·d -1,含油率达到80%[10,11]。采用生理生化的调控方法如降低培养液中的氮和硅含量提高了油藻的含油率,但是光合作用受阻、生长速度减缓。以上研究未能深入到基水平,未采用藻类基因工程来提高藻类的油脂含量。而当时医药和农业的发展
已证明,仅立足于经典科学的研发模式,难以取得跨越性进展。
3.1.2应用基因工程技术构建高油脂工程微藻[12]
微藻在同样条件下,其光合生产率比高等植物要高数十倍,因而其脂肪酸合成反应也异常活跃。利用基因工程改造微藻脂肪酸调控途径,可大大提高微藻脂肪酸的合成能力,从而实现高油微藻制备生物柴油的目的。目前比较成熟的基因改造是与脂类合成有关的乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）的研究以及与脂类代谢有关的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的研究。
脂肪酸生物合成途径以丙酮酸合成的乙酰辅酶A为底物,经乙酰辅酶A 羧化酶(ACCase)催化后进入脂肪酸合成途径。这个酶促反应是脂肪酸合成和氧化过程中限制速率的关键调节步骤,因此ACCase是脂肪酸生物合成途径的关键限速酶(图2)。
图2大肠杆菌中ACCase的作用机制
Fig.2The reaction mechanism of E.coli
acetyl-CoA carboxylase
对脂类代谢而言,ACCase和PEPC的相对活性影响着脂类代谢途径的走向,即:丙酮酸合成后,ACCase催化底物乙酸辅酶A进入脂肪酸合成途径;乙酸辅酶A的浓度累积激活PEPC,催化丙酮酸合成草酸乙酸进入氨基酸生物合成途径(图3)。抑制PEPC活性有助于提高ACCase催化底物进入脂肪酸途径。
图3PEPC参与脂类合成途径的示意图
Fig.3The reaction mechanism of phosphoenol pyruvate
carboxylase in lipid synthesis pathway
3.2微藻的大规模培养
微藻的生长速率和规模培养问题,长期以来曾是选用藻类做转基因受体(宿主)时的主要障碍。微藻的高密度大规模培养是提高微藻生长速率,降低生产成本,实现微藻产业化发展的必经之路。目前实现微藻规模培养的方式有两种:开放式体系和封闭式体系。
3.2.1开放式光合生物反应器(open photobioreactor)
开放式光合生物反应器始于20世纪50年代，以开放式跑道水池为主。跑道体系由一系列闭合环状再循环水道组成，通常深0.3m，藻种和培养液在池道内循环，需时常添加营养物。目前全世界大多使用跑道体系培养藻类。NREL在水生生物种计划(Aquatic Species Program,ASP)项目中，在美国加利福尼亚州、夏威夷州和新墨西哥州应用开放式跑道体系进行大规模培养藻类的中试规模试验，结果证明这种培养方式具有可行性[13]。培养液连续从浆轮前面输入水道，完成一个循环回路后在浆轮的后面被收集，进入下一个工序。跑道培养体系一般附
含量，在跑道内设有释有一个沉淀池来收获藻类。为保证培养液中有足够的CO
2
放CO
的装置。在体系中，浆轮一直保持转动防止培养液沉降，但转动也造成了2
跑道温度的升高，水的蒸发恰好解决了这一问题。
3.2.2封闭式光合生物反应器(closed photobioreactor)
封闭式光合生物反应器的种类很多，以板状和管状最为常见。封闭式光合生物反应器一般是由一系列塑料或玻璃透明管道组成光收集器，管道的直径小于0.1m，适合单一藻种的培养。培养液连续从储存池进入一系列光收集管道，经过一个循环后进入储存室。光生物反应器一般连有机械泵、气体交换装置、清洁装置和热交换装置，分别用来产生连续湍流，吸收管道中积累的氧气，并向管道中输入二氧化碳，清洁生物反应器和控制昼夜温度。与跑道培养体系相似，封闭式光合生物反应器通过驱动装置产生湍流来抑制沉降。为了捕获最大限度的光照，管道一般朝南北方向呈一列放置，并且把放置管道的地面涂白或铺上白色塑料板。与开放式跑道体系相比，封闭式光合生物反应器技术较不成熟，但是具有较高的藻类生产量，相信随着技术的进步，封闭式光合生物反应器将会成为培养藻类的首选[14]。
图4微藻的大规模培养
(a)跑道式微藻培养池(b)管状微藻光生物反应器
Fig.3The mass culture ofm icroalgae
(a)A raceway pond(b)A tubular photobioreactor
3.3微藻的采收
收获藻种是生产生物柴油的一个关键环节，在整个生产工艺过程中占有较大的经济消费比重。收集藻种时要根据培养系统中藻细胞的密度、大小、外界环境因素及技术水平等因素来选择具体方法。目前，收集藻类一般有重力沉淀、离心沉淀、过滤、浮式离心以及絮凝等方法[14,15]。这几种方法一般结合使用，以最大限度地收集微藻生物量，避免浪费并保证藻种的纯度。藻类收集效率与其生长速度之间存在反比关系。目前，关于收集方法的研究不多，并且目前的方法不能在经济和效率之间达到更好的平衡，因此，如何收获藻种仍然是一个值得深入研究的问题。收集后的藻种泥浆要进行脱水处理后才能进行下一步生产工艺。日晒干燥、冰冻干燥、喷雾干燥、转鼓式干燥等工艺是常用的干燥脱水技术。日晒干燥具有干燥时间长、场地需求大以及造价低的特点；其他方法对时间和场地的要求不高，但是费用昂贵。
目前,已经研究的技术仍未很好地解决采收成本过高的难题。笔者认为,微藻采收面临的难题主要是由低水平的微藻培养技术造成的,即病根在于不能进行微藻的大规模高密度培养;只有解决了大规模生产中微藻的高密度培养问题,才能从根本上解决微藻采收成本过高的难题。
3.4微藻油脂的提取以及生物柴油的制备
3.4.1抽提油脂-甲酯化法
抽提油脂-甲酯化法是制取微藻生物柴油的主要方法,步骤是先从微藻藻体中抽提出油脂(主要是中性脂（TAG),再令其与甲醇反应,获得脂肪酸甲酯即生物柴油）,见图5,图中R1、R2、R3为脂肪酸的烃链。
图5脂肪酸甲酯化制备生物柴油
Fig.5Transesterification of oil to biodiesel
抽提油脂的方法主要有[16]：索氏抽提法(抽提剂为石油醚)、超临界CO
萃取
2
)、酸解法(抽提剂为有机溶剂)、研磨法(抽提剂为有机溶剂)、法(抽提剂为CO
2
超声波法(抽提剂为有机溶剂)等；常用于抽提油脂的有机溶剂为：正己烷；石油醚；氯仿-甲醇；乙醚-石油醚；丙酮-苯-甲醇等。不同抽提方法的提取效果不同，抽提方法一致但使用的有机溶剂不同，提取效果也会有明显差异。此外，油脂存在于微藻细胞内，将细胞破碎有利于提高油脂抽提的效率，细胞破碎的程度不同也会导致提取效果迥然不同，所以有必要从众多细胞破碎方法中筛选出适合于特定微藻的破胞方法[17]。
总之,细胞破碎方法、油脂抽提方法及抽提所选用的溶剂种类，三者需要合理搭配才能最大限度地提高油脂抽提效率。
3.4.2热解法
此外，若把微藻热解油也看作广义的微藻生物柴油的话，那么热解法也是一种很有潜力的制备微藻生物柴油的方法。热解法制备微藻生物柴油的可行性和主要优势在于[16,18]：微藻含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等化学成分，易于热解：微藻热解油的能量密度高，氮、硫含量低，可直接作为民用燃料和内燃机燃料，或经深加工作为汽油和柴油；除脂类外，其它细胞组分(蛋白、糖类等)亦可不同程度地转化成热解油，因此提高了产油量；可以采用直接液化法对湿藻体进行热解，不但免去了其他方法中干燥藻体的能量消耗和时间花费，而且湿藻的水能提供加氢裂解反应所需的氢气，有利于热解反应的发生和短链烃的产生。但是微藻热解油也有一些缺点[18]，如粘度大、温度稳定性较差、具腐蚀性、化学组成复杂等，需要通过配套技术对其进行精制与优化处理，以提高其质量。
4.存在的问题及今后的研究方向
4.1存在的问题
尽管藻类生物燃料的研究取得了很大进展，但要成为可行的替代能源，目前尚存在以下困难和问题有待解决：
a)藻类生长繁殖要求条件高，前期投资比较大；需要解决微藻最佳的培养条件和最低的成本、消耗，即选择合适的光照方式，提高光能利用率;选用合适的培养系统，达到最大的培养数量。
b)在最初培养藻类时需要用纯净二氧化碳和有机物(乙酸盐、葡萄糖等)，并且要求用化合物作为矿物营养的来源，投资成本会增加。
c)藻类在水中生长，进行热转化前须将其从水中分离出来，需要特定的设备，能耗也很大，这也进一步增加了投资。
d)利用微藻制备生物燃料方面也存在不少困难。例如，如何提高藻种质量，使藻体含有更高的易转化的有机物，并降低藻体细胞中的灰分含量；如何有效收集藻体，降低采收成本；微藻热解过程中，如何进行气液固收集及回收再利用，能耗的降低等都有待进一步的研究。
4.2当前及今后的研究重点
a)高效固定二氧化碳的藻种筛选和培养，目前适宜的藻种是蓝藻和绿藻，特别是绿藻中的小球藻；
b)微藻固定二氧化碳机理探索，重点是了解无机碳的利用形式、二氧化碳浓缩机理以及高浓度二氧化碳对微藻生长的影响；
c)微藻的培养条件，重点探索营养、光照、温度、pH值和通气条件等的优化，降低微藻生产成本；
d)研究微藻生产乙醇、生物柴油、航煤、燃料油或制氢等工艺[19]。
5.结语
藻类制备生物燃料已成为当前研究开发的热点，美国、日本、德国、印度等均投入了研发。众多的科研机构、生物燃料公司、投资公司在该领域也投入大量资金进行科研活动。
我国作为一个强调可持续发展的能源消费大国，发展生物燃料有重要的战略意义。我国拥有较长的海岸线和丰富的滩涂与湿地资源，非常适合微藻的大规模养殖和制备生物燃料。目前微藻制备生物燃料技术正处于从实验室到工业化应用的过渡阶段，国内的清华大学、海洋研究机构、中石化抚顺研究院都在开展研究工作，并取得了一定进展。国家应从战略角度加大对此领域的投资，加快研究与应用步伐，鼓励有关研究单位积极与国外领先机构合作，鼓励工业企业、石油公司参与研究开发工作，尽快建立大规模示范装置，力争成为该领域的先进国家，为保障国家能源安全做好技术储备。
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德国生物替代能源发展概况
德国生物替代能源发展概况 德国是个资源匮乏而又十分重视环保的国家，为摆脱对能源进口和传统能源的过度依赖，德国近年来能源政策重点放在节约传统能源、提高能效和发展新型能源三个方面，以期实现能源生产和消费的可持续发展。德国对包括生物柴油、甲醇汽油及生物乙醇等替代能源的研究、开发和利用均处于世界领先水平，其做法和成效对我国发展相关产业具有一定的参考和启示作用。 一、德国发展生物柴油等替代能源最新情况德国是欧洲开发利用生物替代能源最早的国家之一，更是生物燃料产销量最大的国家。按照德国农业部提供的数据，2011 年德国大约共计消耗了5200 万吨燃油，其中柴油所占比例超过58% ，汽油为36% ，生物燃油（主要是生物柴油和生物乙醇汽油）为5.6% ，约合370 万吨。生物燃油既是可再生资源，也有利于气候和环境保护。德国在交通方面的减排目标是至2020 年减少7% 的温室气体排放，与之相匹配的生物燃油市场份额要达到10%-12% 。德国生物能源的发展仍存在一定的上升空间。 （一）甲醇汽油德国是较早开展甲醇替代能源研究的几个国家之一，早在上个世纪70 年代末80 年代初第二次石油危机之后，德国即开始投入人力物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。甲醇作为燃料在德国曾经得到政府支持、示范推广，但因其有毒（易造成人员伤害，严重时可致失明甚至丧命）、腐蚀性强（造成发动机故障，缩短使用寿命）、热值低（只有汽油的一半）和造价高等原因而遭遇消费者冷落。时至今日，甲醇汽油已基本退出德国市场，生产量和销售量都微不足道，故此不多撰述。
（二）生物柴油 为减少汽车排放对环境的污染和汽车燃料对石油的过度依赖，德国重视生态燃料的开发。进入21世纪，作为可再生燃料重要成分的生物柴油在德国得到迅速发展。德国生物柴油销量在 1998年时仅5万吨，到2000年达到34万吨，2007年创下326 万吨峰值，08年起销量逐渐下降（参见下图）。 德国生物柴油销量图（单位：百万吨） 0,0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2D10 2011* 图表来源：德国生物燃料工业协会。2011年为预估数。 由于税率的调整，德国生物柴油产品销量也随之变化。总体趋势 是：总的销售量基本持平，保持在250万吨/年左右；纯生物柴油 （B100 ）销量逐年下降（从2000年的194万吨降至2211
二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势
二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势 随着世界经济的飞速发展，能源的生产与供求矛盾越发突出，石油作为工业发展的命脉，由于其储量的有限性，使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。 针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅适用于常规油藏，尤其对低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率 （一）二氧化碳驱油技术机理 1、降粘作用 二氧化碳与原油有很好的互溶性，能显著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流动能力增大，提高原油产量。 2、改善原油与水的流度比 二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 3、膨胀作用 二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。 4、萃取和汽化原油中的轻烃 在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。 5、混相效应 混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。 6、分子扩散作用 多数情况下，二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很
生物柴油发展前景看好_访石科院长远性课题研究室副主任杜泽学教授
〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉〉行业sinopec monthly 2月1日，《生物柴油调和燃料（B5）》标准开始实施。在此之前，财政部、国家税务总局联合下发《关于对利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税的通知》，明确对利用废弃动植物油脂生产的BD100生物柴油免征消费税。一系列标准、办法的出台，为我国生物柴油的发展带来了哪些机遇？生物柴油应用前景又存在哪些困难和不确定性？为此，记者采访了中国石化石油化工科学研究院长远性课题研究室副主任杜泽学教授。 生产：形成林油一体化产业链 记者：“十一五”期间我国可再生能源发展迅速，作为可再生能源的生物柴油在我国发展现状如何？ 杜泽学：国家十分关注生物柴油的发展，在制定的“十一五”《可再生能源中长期发展规划》中指出，发展生物柴油应坚持不与粮油争地，采用绿色生产技术，不造成环境污染。早在2002年，我国就有民营企业进军生物柴油产业，使用地沟油、餐饮废油等作为生产原料。2007年前后是发展的高峰，当时已经投资建成的和计划投资的民营生物柴油企业近百家，产能超过300万吨/年。这些企业生产的产品按照自己制定的企业标准，销售给农用拖拉机、工程施工机械和渔船 等。由于采用的是常规的酸碱法技 术，三废排放多，污染环境。而产能扩 展过快导致原料供应吃紧，价格在1 年内从2000元/吨左右涨到超过6000 元/吨，再加上金融危机的影响，到 2009年，大部分企业倒闭或处于停产 状态。目前，国内生物柴油产量估计 30万吨/年左右，除中海油投产的装置 和生产的生物柴油进入车用领域外， 其他都是民营企业，产品质量满足国 标（BD100）要求的不多，而且没有得 到相关政策支持销售到车用领域。 记者：发展生物柴油是否会导致 “与民争粮”？ 杜泽学：国家一直支持大规模发 展生物柴油产业，但不提倡采用可 食用油脂发展生物柴油。目前，国 家鼓励采用“林油一体化”的模式发 展生物柴油产业，对生物柴油产业 化示范的要求是原料（非食用林木 油脂）和生物柴油生产并举。为了 落实国家中长期可再生能源发展规 划，国家发改委于2008年6月核准 了中国石化、中国石油和中海油申 报的生物柴油示范工程项目，装置 的建设规模分别为5万吨、6万吨和 6万吨/年生物柴油。本着“林油一体 化”的示范模式，三家单位分别在贵 州、四川和海南建立麻风树种植基 地，培育种植和加工得到麻风树油， 为生物柴油装置提供原料。2010年 完成产业化示范，产量达到20万吨/ 年，此后进行产业化推广，到2020年 产量发展到200万吨/年。 记者：作为示范工程项目技术支 持的主要负责人，您认为“林油一体 生物柴油发展前景看好 □本刊记者王旸曹军生 ——访石科院长远性课题研究室副主任杜泽学教授 中海油海南东方6万吨/年生物柴油示范装置。杜泽学摄20 中国石化2011/2
生物柴油的发展现状以及问题
生物柴油的出现 第一次石油危机（1973～1974 年）使人类对非石油类的能源及可再生能源的开发产生了兴趣.从1983 年生物柴油的出现至今,美国、欧洲国家（德国、法国、意大利、奥地利、比利时等）、巴西、日本等众多国家和地区开始了对生物柴油的深入研究和大范围的应用, 国外生物柴油的发展现状 美国是最早研究生物柴油的国家。在政府和企业的支持下,美国的生物柴油业发展较迅速。美国政府出台了一系列政策来促进生物柴油的发展，除了减免燃油税意外，美国农业部决定今后两年每年拿出1.5×108 美元补贴生物柴油等生物燃料的使用。美国能源部（DOC）要求联邦、州和公共部门的车队都必须有一定比例的车辆使用替代燃油。至2005 年4 月,包括筹建的工厂在内,美国共有60 家生物柴油生产厂.计划到2011 年生产生物柴油1.15×106 t,2016 年达到3.3×106 t.目前,生物柴油已成为美国替代燃料中增长最快的产品, 主要的产品形式是B20 混合油（生物柴油20%,普通柴油80%）. 德国是全世界最大的生物柴油生产国。至2003 年,德国已建成23 家工厂,其中每年生产1×105 t 的生物柴油工厂有7～8 家,全国总产量达到7.15×105 t（产能1.1×106 t）,占整个欧洲消费量的50%[5],生物柴油加油站已达1 500 个,占加油站总数的10%,年销售量达5.5×105 t；2005 年生物柴油的产量达1.2×106 t,预计2010 年达3.4×107 t.德国生物柴油的零售价格约为1.45 马克/L,石油柴油为1.60 马克/L,具有很强的竞争力.奔驰、宝马、大众和奥迪汽车生产厂家生产的汽车均允许使用生物柴油,而无需对发动机进行改造. 2002年，巴西重启了生物柴油计划。,采用其丰产的蓖麻油为原料,建立了生物柴油工厂；2004 年,巴西政府颁布了使用生物柴油的法令,允许柴油批发商在柴油中添加一定比例的生物柴油。2010 年巴西使生物柴油在石油柴油中的掺入比达到了5% 日本是亚洲最早开始研究和应用生物柴油的国家,1995 年开始研究生物柴油,但受植物油资源贫乏制约,日本主要以废弃食用油脂为原料生产生物柴油.1999 年建立了耗用259 L/d 废煎炸油的工业化实验装置,目前日本的生物柴油生产能力已达每年4×105 t,理化性质可以达到德国标准,其生物柴油产品售价与石油柴油相当.同时日本政府正在组织科研机构与能源公司合作开发超临界酯交换技术. 中国生物柴油的发展现状 国内对柴油的需求量不断攀升，对石油进口的依赖程度不加大。发展生物柴油可以有效缓解我国柴油供应紧张的状况,减少石油进口,节省外汇,确保能源安全,改善生态环境等.并且我国有丰富的动植物油脂资源。仅仅废弃食用油我国每年产生约2.5×106 t,此数字还在逐年增长。2003 年清华大学的“生物酶法转化可再生油脂原料制备生物柴油新工艺”突破了传统酶法工艺瓶颈,产率达到90%以上,可以有效消除甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性的负面影响,酶的使用寿命也随之大大延长。目前国内正在开发以适应不同原料油、产品方案和工厂规模,以及适应原料收集、储存和产品市场的物流状况等需要的新工艺.
生物柴油的现状与发展前景
生物柴油的现状与发展前景 柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。 目前世界每年新车产量大约5 000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即”世界燃油规范”Ⅲ类标准。柴油”世界燃油规范”Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。 随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。 我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。 炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取
重油加氢技术特点和发展趋势
113重油加氢技术特点和发展趋势 卜蔚达 （中国石油大学（北京）化学科学与工程学院，北京 102249） 摘要：本文针对重油加氢技术的重要性和应用情况，从工艺和催化剂角度分别介绍了固定床、悬浮 床、沸腾床、移动床加氢技术的特点和发展现状，通过对四个工艺优缺点的分析提出了重油加氢的研 究方向和发展趋势。 关键词：重油加氢；固定床；悬浮床；沸腾床 引言 随着原油的变重、变稠以及轻质油品的需求量不断增大，重油加工成为现代炼厂面临的主要问题。目前重油加工主要有延迟焦化、减粘裂化、重油催化裂化和重油加氢4个工艺过程[1]。延迟焦化和减粘裂化属于热加工过程，其特点是可以处理各种渣油，但是液体产物的质量差、焦炭产率高。重油催化裂化对原料的要求较高，无法处理劣质的渣油。重油加氢一方面可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质渣油，另一方面可以提高液收率和液体产物的质量。同时可以和其它工艺进行组合，特别是重油加氢和催化裂化组合工艺。我国在重油加氢方面和国外存在着较大的差距，但是随着国内环保机制的日益严格化，对油品的质量提出了更高的要求，提高重油加氢技术显得尤为迫切。 1 重油加氢技术 1.1 固定床加氢技术 固定床渣油加氢技术的应用最为广泛，工业化过程也最多。我国引进和自行设计开发的渣油固定床加氢工艺如下[2，3]： 1.1.1 VRDS工艺 我国第一套渣油固定床加氢工艺，于20世纪90年代初由齐鲁石油化工公司从美国Chevoron公司引进。最初的设计以孤岛减压渣油为原料，以生产低硫燃料油为目的，后来发展成VRDS-RFCC组合工艺，即减压渣油经固定床加氢处理后给重油催化裂化提供原料。采用组合工艺后，其渣油能够全部转化，加工深度高，轻质油收率高。 1.1.2 ARDS工艺 我国从UOP公司引进的中东含硫原油常压渣油加氢脱硫装置。对常压渣油进行加氢脱硫、脱氮、脱金属、脱残炭等使加氢后的重馏分可在催化裂化等装置中进一步轻质化。 1.1.3 S-RHT工艺 茂名石油化工公司渣油固定床加氢脱硫装置是我国自行设计开发的固定床加氢处理技术，洛阳石油化工工程公司承担此项目的工程开发、工程设计，设计原料为中东含硫原油的减压渣油及部分减压蜡油混合料，主要产品为少量石脑油、柴油和大量的脱硫改质催化裂化进料。 固定床重油加氢的优点是工艺成熟，产品收率高，精致深度高，脱硫率可以达到90%[4]以上，工艺和设备结构简单，易操作。缺点是无法及时更新催化剂，在处理高金属和高沥青质、高胶质含量的原料时，催化剂减活和结焦较快，床层也易被焦炭和金属有机物堵塞。只能加工金属<200μg/g，残炭<15%的渣油[4]，因此对原料的适应性较差。固定床反应器是非等温反应器，对于放热的加氢反应容易产生飞温现象。另外，固定床加氢工艺单程转化率低(20%-50%)[4]，需要有较大的重油催化裂化、柴油加氢精制装置进行配套，产品中柴汽比较低。1.2 悬浮床加氢技术 我国悬浮床加氢工艺还处于研究和开发阶段，目前主要有两种工艺过程，即[1]。 1.2.1 FRIPP的悬浮床工艺 该工艺采用空筒式反应器和高活性水溶性多金属分散催化剂、现场乳化分散、硫化剂直接加入到原料中，在加热过程中催化剂进行预硫化的方式操作，催化剂具有较强的抑焦功能，可实现长周期连续运转。催化剂水溶液被乳化分散在原料油中直接通过反应器，流程简单、操作方便，克服了早期的悬浮床工艺尾油中含有大量固体颗粒从而难以 2010年第3期2010年3月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment
生物柴油制备方法及国内外发展现状
生物柴油制备方法及国内外发展现状 摘要：通过查找文献，简要介绍了生物柴油的定义和优点，重点介绍它的制备方法，同时也对它在国内外的发展现状作了些介绍。 关键词：生物柴油；制备；现状； Abstract:This article gives a brief introduction to the definiton , advantages and development at home and abroad of the biodiesel,it also gives an emphasis introduction on prepation method . Keywords: biodiesel；prepation；actuality； 随着城市对能源需求的不断增加，石油资源的日益枯竭，全世界都将面临能源短缺的危机，而且石油燃烧对环境造成严重的污染，在很大程度上影响着人们的健康水平，于是对生物柴油的研究应用成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。 1生物柴油的定义及优点 1.1 定义 生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成的有机脂肪酸酯类燃料[1]。产业化生产中所说的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸与甲醇发生酯化反应后的生成物。 基于美国生物柴油协会定义，生物柴油是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃料。天然油脂由长链脂肪酸的甘油三酯组成，分子量大，接近700～1000，虽本身可以燃烧，但不能和普通柴油充分混合，直接用作柴油有很多缺陷，需要设计专门的柴油机。酯交换后得到脂肪酸甲酯，分子量降低至200-300，与柴油的分子量相近，性能也接近于柴油，可以按任意比例混合，也无需设计专门的柴油机。且具有接近于柴油的性能，是一种可以替代柴油使用的环境友好的环保燃料。 1.2 优点 生物柴油与石化柴油具有相近的性能，并具有显著的优越性[2,3]：(1)具有优良的环保特性。生物柴油中硫含量低，不含芳香烃，不含芳烃和硫(<10μg/g)，燃烧尾气
生物柴油的研究进展
中国生物工程杂志 Chi n a B i o techno l o gy ,2006,26(11):87~90 生物柴油的研究进展 沈 1,2 迟晓元 1,2 杨庆利 1,2 赵宗保3 张 卫3 秦 松 1* (1中国科学院海洋研究所 青岛 266071 2中国科学院研究生院 北京 100049) (3中国科学院大连化学物理研究所 大连 116023) 摘要 生物柴油是重要的新型可再生能源。阐述了生物柴油的主要特性及其对环境保护、能源安全、农业生产的意义。由于我国耕地有限,所以完全效仿国外的模式不符合我国的国情。并且原料油成本过高一直是制约生物柴油产业化发展的瓶颈,所以我国应该对生物柴油原料进行多方面研究。因此就生物柴油原料展开了详细地分析,并展望了我国生物柴油的发展前景。关键词 生物柴油 可再生能源 原料 前景 中图分类号 Q819 收稿日期:2006 08 17 修回日期:2006 09 22*通讯作者,电子信箱:sqi n@m s .qd i o .ac .cn 随着经济的迅速发展,全球性的能源短缺及环境污染问题日趋严重 [1] 。我国人均化石资源贮量十分有 限,但能源需求量却与日俱增。开发和利用立足于本国的可再生能源,是保障我国社会经济可持续发展的重大战略措施之一。 生物柴油是一种清洁的可再生能源,其化学成分主要为长链脂肪酸的甲酯或乙酯。生物柴油一般是采用可再生的油脂资源(如动物、植物或微生物油脂,以及餐饮废油等)经过酯化或转酯化工艺制得的、是性质与普通柴油非常相似的液体燃油[2,3] 。作为一种极具 潜力的化石能源替代品,生物柴油的开发和应用正受 到世界各国的普遍重视[4] 。 1 生物柴油的特性及开发意义 1.1 生物柴油的特性和对环境保护的意义 与传统柴油相比,生物柴油具有环境友好、润滑性能好、储运安全、抗爆性好和燃烧充分等优良性能,还具有能量密度高、可再生、易生物降解以及含硫量低等特点 [5] 。生物柴油中硫含量极少,可大大减少含硫物 质的污染问题,又因其含氧量高,一氧化碳的排放量约为普通柴油的10%,二氧化碳的排放量远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳,可以很大程度缓解与改善目前全球面临的温室效应。使用生物柴油所产生的 尾气中有毒有机物的排放量仅为普通柴油的10%,颗粒物为20%,且生物柴油本身的生物降解率高达95%以上,加之其燃点为150 左右,比普通柴油在使用、运输、处理和储藏方面都更加安全 [6~8] 。目前各国大多 使用20%生物柴油与80%石油柴油混配,这种混配的燃油适用于任何柴油发动机,并能直接利用现有的油品储存、运输和分销设施。 1.2 生物柴油对我国能源安全的意义 能源安全就是实现一个国家或地区国民经济持续发展和社会进步所必需的能源保障。我国现有的能源远远不能满足国民经济的快速发展和可持续发展,为了改善能源危机现状,必须尽快寻找新的能源来源,生物质是可再生资源,利用生物质生产生物柴油,可以保证能源的稳定供应。我国人均占有可开采石油资源十分贫乏,大约只有世界平均水平的12% [9] ,但能源的需 求总量却增势强劲,是石油净进口国。生物柴油属于可再生能源的一种,更重要的是其来源具有稳定性,因而可长期缓解对化石资源的依赖,并保障社会和经济的可持续发展。 1.3 生物柴油对我国农业生产的意义 生物柴油的原料来源极其广泛。在我国与农业生产直接相关的主要包括各种植物油脂和微生物油脂的获得。广大农民可以通过种植木本油料植物或油料作物为生产生物柴油提供丰富的可再生原料,或者通过微生物发酵法利用和转化各种农林废弃木质纤维素原材料获取微生物油脂等 [10] 。这不仅能改善油料作物的
生物柴油研究与应用现状_吴慧娟
生物柴油研究与应用现状 吴慧娟,许世海,张文田(后勤工程学院,重庆400016) 摘要:随着环境污染问题的日益严重和能源危机的日益紧迫,迫使人们急需寻找一种不仅清洁的、对环境友好的、而且可再生的能源。生物柴油的可再生性和清洁性引起了世界各国的重视。综述了生物柴油在国内外的生产应用现状、发展趋势以及发展生物柴油对我国的意义。并对生物柴油生产方法的研究进展进行详细的介绍,重点介绍了酯交换反应,对生物柴油目前还存在的问题进行了分析。 关键词:生物柴油;可再生能源;酯交换反应中图分类号:TE626.24 文献标识码:C 文章编号:0253-4320(2007)S1-0013-04 Research and application situation of biodiesel W U Hui -juan ,XU Shi -hai ,ZHA NG Wen -tian (College of Logistical Engineering ,Chongqing 400016,China ) Abstract :With the increasin g urgency of both energy crisis and environ mental pollution ,there is an urgent need to find a kind of alternative fuel source which is clean ,environmental -friendly and reproducible .Biodiesel attracts notice all around the world because of its cleanness and reproducibility .The research and application situation of biodiesel in China and other countries ,as well as its importance to China are reviewed in this paper .The production technology ,especially transesterification ,is introduced in detail .The shortcomings of biodiesel are also discussed . Key words :biodiesel ;reproducible energy source ;transesterification 收稿日期:2006-11-27 作者简介:吴慧娟(1982-),女,硕士研究生,主要研究方向为燃料与燃料化学,sing4757@s ina .com 。 石油是国家经济社会发展和国防建设极其重要的战略物资。但近年来,石油供应出现紧缺,石油价格居高不下,各国从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展一些可以再生、清洁的对环境友好的能源。生物柴油作为优质的柴油代用品,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。我国是一个石油短缺的国家,石油资源数量较少,生产能力增长缓慢。但随着生活水平的提高,石油的需求急剧增长,供应缺口越来越大。2005年我国生产原油1.815亿t ,进口原油1.27亿t ,成品油净进口1742万t ,石油对外依存度已达42.9%。这种状况不仅给石油供应带来很大的压力,而且也危及到国家能源安全。另一方面我国环境状况也不容乐观,而能源使用过程中带来的污染是一个重要方面。因此,在我国发展生物柴油具有更大的意义。 1 国内外生物柴油应用情况 1.1 美国 美国是最早研究生物柴油的国家之一,原料是以大豆油为主。生物柴油在美国的商业应用始于 20世纪90年代初,但直到近几年才逐渐形成规模,并已成为该国发展最快的替代燃油[1],产量从1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。目前美国已有4家生产厂家,总生产能力达30万t /a [2] , 预计到2011年美国生物柴油的生产能力将达115万t /a 。美国在生产柴油的研制过程中,生产成本的合理化,适宜原料的选择及理化特性的改进方面都取得了突破性的进展。为促进生物燃料的发展,美国政府采取了有力的补贴措施。1.2 欧洲 生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油的5%,2001年生物柴油产量已超过100万t ,主要以油菜为原料,目前在欧盟各国以前通常被用来做饲料用的废食用油脂,现在也正转向生产生物柴油[3]。据Frost &Sulivan 企业咨询公司最新发表的“欧盟生物柴油市场”报告,为实现“京都议定书”规定的目标(在2008—2012年期间,减少二氧化碳排放量8%),欧盟即将出台鼓励开发和使用生物柴油的新规定,如对生物柴油免征增值税,规定机动车使用生物动力燃料占动力燃料营业总额的最低份额。为了便于推广使用,德国、意大利等国也都制定了生 · 13·第27卷增刊(1)现代化工 June 20072007年6月Modern Chemical Industry
生物柴油的现状与发展前景
生物柴油的现状与发展前景 概述了清洁柴油标准的演变，介绍了生物柴油的主要特性、开发和应用情况，从生物颤悠的竞争力不断提高、政府对生物柴油的扶持政策和汽车车型柴油化趋势三个方面分析了生物柴油的发展前景，并对我国生产生物柴油的原料及发展进行了讨论。 关键词:生物柴油柴油清洁应用展望 柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。 1 环境保护推动柴油标准的不断提高 目前世界每年新车产量大约5 000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即"世界燃油规范"Ⅲ类标准。柴油"世界燃油规范"Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。 随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。 我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。 2 生物柴油的主要特性 炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取以下三种措施：一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂，以脱除难以加氢脱硫的4，6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物；二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂，能使芳烃加氢饱和在较低压力下进行，以节省投资；三是要有提高十六烷值的工艺。而生物柴油以其优异的环保性能可很容易达到"世界燃油规范"的柴油Ⅱ、Ⅲ类标准要求。 众所周知，柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般又14～18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油彩籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸C18 为主要成分的甘油脂分解而获得的[1]。与常规柴油相比，生物柴油下述具有无法比拟的性能。 （1）具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患碍率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。 （2）具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 （3）具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
含油污泥的处理现状及展望
含油污泥的处理现状和展望 摘要 含油污泥会对环境造成二次污染，必须进行无害化处理和资源化利用。针对含油污泥处理现状，分析了国内外处理含油污泥方法上存在的问题，综述了国内外含油污泥的处理技术现状、及含油污泥处理技术的研究进展。资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。关键词：含油污泥；资源化；除油；综述 Abstract: Oily sludge may do harm to the production and the environment and must be treated harmlessly and be utilized comprehensively.n view of the present situation of oily sludge treatment, the problems existing in oily sludge treatment at home and abroad are analyzed.This article summarized the present situation about domestic and foreign oily sludge treatment, and forecast the development direction about technology of oily sludge treatment. Resources utilization of oily sludge will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future. Key Words: oily sludge、comprehensive utilization、oil removal、detoxification 1含油污泥的危害和来源 含油污泥是石油生产的伴随品,是石油生产的主要污染源之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。含油污泥中大量的有机物和丰富的氮、磷、硫等营养物质,不加稳定处理的污泥任意排入水体,污泥中的有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生物的生存,营养物质又会使水体富营养化,在沿海海域造成赤潮和绿潮。除此,不同成分的含油污泥对环境和人类造成的危害是不同的。 1.1含油污泥的危害 油田含油污泥的组成成份极其复杂,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂[1]。并因其体积庞大,排放后不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。我国现已对含油污泥的排放加强了重视[2],目前明确规定,肆意排放未经处理的含油污泥将处以1 000元/ m3·d 的罚款。这样虽然限制了部分污染物的排放,但仍然不能从根本上解决问题。所以含油污泥
2020年(生物科技行业)生物柴油产业发展状态与展望
（生物科技行业）生物柴油产业发展状态与展望
生物柴油产业现状和展望 张良波1李昌珠欧日明肖志红李培旺李党训 (湖南省林业科学院，湖南长沙，410004；湖南省林业厅，湖南长沙，410007) 摘要：生物柴油是壹种新的生物质可再生能源，是壹种“安全、清洁、高效”的能源。本文就国内外生物柴油产业发展状况进行了概述，指出我国生物柴油产业发展中存在原料资源不足，规模不大，科研和产业化结合不够紧密，政策支持力度不够等问题，且就今后我国生物油柴产业的发展进行了展望。 关键词：生物柴油；产业化；原料CurrentSituationandDevelopmentProspectofBiodieselIndus try ZhangLiangbo1,LiChangzhu1,OuRiming2,XiaoZhihong1,LiPeiwang1,LiDangxun1（1.HunanAcademyofForestry,Changsha,410004,PRC;2.ForestryDepartmentofHuna n,Changsha,410007,PRC） Abstract:Biodieselisakindofnewbiomassrenewableenergy,anditisonekind of"safe,clean,highlyeffective"energy.Thisarticlesummarizedthedomestica ndforeigndevelopmentstatusofbiodieselindustry,pointedoutthattheshort ageofstockresources,thesmallscale,theundertightenedunionbetweenscie ntificresearchandindustry,theinsufficientsupportonpolicyandsoonarethe mattersourcountrybiodieselindustryfacedforfartherdevelopment.Andthea rticlealsoforecastedtheprospectofourcountrybiodieselindustrydevelopme nt. Keyword:Biodiesel;Industry;stock; 生物柴油是清洁的可再生能源，它以植物油脂、工程微藻油脂、动物油脂以及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。生物柴油具有以下特性[1]：①和普通柴油相比生物柴油具有优良的环保特性，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，壹氧化碳的排放和柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高。②具有较好的低温发动机启动性能，无添加剂冷滤点达-20℃。③具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。④具有较好的安全性能，由于闪点高，生物柴油不属于危险品，在运输、储存、使用方面的十分安全。⑤具有良好的燃料性能，十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。⑥具有可再生性能，作为可再生能源，和石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。⑦无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 ⑧生物柴油以壹定比例和石化柴油调和使用，能够降低油耗、提高动力性，且降低尾气污染。 基金项目：国家863计划项目（2001AA514090）；国家林业局“948”项目（2005-4-78） 作者：张良波，30岁，男，硕士，主要从事生物能源研究与利用方面的工作。Eail: zhangliangbo2001@https://www.360docs.net/doc/6b9030119.html,
世界各国生物柴油生产厂
第三章 生物柴油的全球概况 生物柴油在近年来在全球得到了蓬勃的发展，本章节是介绍目前全球生物柴油发展的基本情况，为生物柴油的商业用途提供参考。 第一节全球生物柴油基本概况 近年来生物柴油发展迅速，其中以欧洲发展最快。欧盟主要以油菜籽为原料生产生物柴油，2001年产量超过100×lO4t，预计2003年达230×lO4 t，2010年达830×lO4t。德国2001年在海德地区投资5000万马克，兴建年产10×lO4t的生物柴油装臵，现有90多家生物柴油加油站，生物柴油在奔驰、宝马、大众、奥迪轿车上广泛应用。意大利实行生物柴油零税率政策，目前拥有8个生物柴油生产厂，总生产能力为75．2×lO4 t／年。法国亦实行生物柴油零税率政策，现有7家生物柴油生产厂。奥地利有3个生物柴油生产厂，总生产能力为5．5 ×lO4t／年，税率仅为石油柴油的4．6％。比利时有2家生物柴油生产厂，总生产能力为24×lO4t／年。美国主要以大豆为原料生产生物柴油，现有4家生物柴油生产厂，总生产能力为30×lO4 t／年，规划到2011年将生产115×lO4 t，根据美国能源部的统计，2001年美国生物柴油消费量8．5×lO4 t。亚洲一些国家也在积极发展生物柴油产业。日本是较早研究生物柴油的国家，1999年建立了用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验基地，目前日本生物柴油年产量已达40×lO4t。泰国第一套生物柴油装臵已经投入运行，泰国石油公司承诺每年收购7×lO4 t棕榈油和2×lO4t椰子油，实施税收减免政策。韩国等也在向全国推广使用生物柴油。 一、政策和法律 近年来很多国家的法律规范都已经制定出来并处于实施阶段，这些法律规范是根据不同的政策目标和激励措施而改变的，具体情况如下： 减少当地有害污染物的排放风险（如CO，HC，PM，NOX，PAH）： 典型的案例为“清洁空气法”（USA），“燃料质量标准”（EU），“Off-Road 发动机的EPA标准”（USA），在“燃油排放项目I和II”中定义的私家车及载重卡车的“EURO排放标准”（EU）。 减少温室气体排放产生的风险及由此造成的气候变化。
微生物柴油的研究现状及展望
目录 1.前言 (2) 2.微藻生物柴油的优势 (3) 2.1微藻的含油量 (3) 2.2微藻生长快，生物量大 (4) 2.3藻类的生长空间广阔 (5) 2.4藻类的净化作用 (5) 3.微藻生物柴油的生产工艺 (6) 3.1微藻的筛选和培育 (7) 3.1.1高油脂微藻的筛选与生理生化调控研究 (7) 3.1.2应用基因工程技术构建高油脂工程微藻[12] (7) 3.2微藻的大规模培养 (9) 3.2.1开放式光合生物反应器(open photobioreactor) (9) 3.2.2封闭式光合生物反应器(closed photobioreactor) (10) 3.3微藻的采收 (11) 3.4微藻油脂的提取以及生物柴油的制备 (11) 3.4.1抽提油脂-甲酯化法 (11) 3.4.2热解法 (12) 4.存在的问题及今后的研究方向 (13) 4.1存在的问题 (13) 4.2当前及今后的研究重点 (13) 5.结语 (14) 参考文献 (15)
微藻生物柴油的研究现状及展望 摘要：随着世界能源危机和环境恶化的加剧，新型绿色燃料——生物柴油备受关注。目前，世界范围内主要以油料作物和动物脂肪为原料生产生物柴油，但存在很多局限性。藻类本身具有很多优点，以藻类为原料生产的生物柴油是真正的环保可再生能源，但是藻类生物柴油的生产工艺费用较高，生产技术还不成熟，仍需要进一步的研究。该文主要介绍微藻生物柴油的优越性、生产工艺流程，分析生产过程中存在的问题，展望未来藻类生物柴油生产工艺研究的重点，以及微藻生物柴油的发展趋势。 关键词：微藻；生物柴油；优越性；生产工艺 Abstract:With the aggravation of energy crisis and environmental pollution worldwide,biodiesel fuel has received more and more attention in recent years.At present,biodiesel is mainly derived from oil crops and animal fat,it can not meet environmental and economic sustainability. Lots of studies have shown algae are the most promising source for biodiesel production,so algae-based biodiesel has become more attractive. Because of its environmental benefits,algae-based biodiesel is considered as the most potential fuel alternative.As technologies for biodiesel production are sophisticated and costy,biodiesel production from algae is limited.This paper reviews the current status of microalgae used for biodiesel production,including its advantages and production process.Furthermore,production challenges and future perspectives for algae-based biodiesel production are also discussed. Key words:algae;biodiesel;advantages;production process