生物柴油的现状与发展前景

生物柴油的现状与发展前景
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。

(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。因此,在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。

(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)具有可再声性能。作为可再生能源,与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。

生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。

3 生物柴油的应用现状

在国际市场上,生物柴油根据等级和纯度的不同,价格在250美元/t以上。目前在美国、欧洲、亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地,并把生物柴油作为代用燃料广泛使用。

生物柴油使用最多的是欧洲,份额已占到成品油市场的5%。目前在欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油,目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的生物柴油标准品质作出的,表4为现阶段生物的德国标准。1999年,欧盟共生产出3.90*105m3生物柴油。2000年初德国的总生物柴油生产量已达450 kt,并有逐年上升的趋势。德国凯姆瑞亚.斯凯特公司自1991年起开发研制了用植物油如菜籽油生产生物柴油的工艺和设备。目前利用该公司的工艺和设备已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂,最大产量达300 t/d。表5是德国凯姆瑞亚.斯凯特公司开发生产的生物柴油与普通柴油主要性能比较,可以看出,生物柴油在冷滤点、闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、燃烧耗氧量、对水源的危害方面优于普通柴油,而其他指标与普通柴油相当。

在美国,生物柴油的产量由1999年的1 892.5m3猛增到2000年的18 925m3。目前已有纯态形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料,在汽车上实际使用超过1.6*107km的实验基础。纯态形式的生物柴油又称为净生物柴油,已经被美国能源政策法正式列为一种汽车替代燃料。依据原料和生产商的不同,目前美国净生物柴油的价格不及0.515~0.793美元/L;含80%生物柴油成分的混合生物柴油的市场价格,每升比传统柴油要贵7.93~10.57美分。

日本1995年开始研究生物柴油,在1999年建立了259L/d用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置,该装置可降低原料成本。目前日本生物柴油年产量可达400 kt。

4 生物柴油的生产方法

目前生物柴油主要是用化学法生产,即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230~250℃)下进行转酯化反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,在经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相同,生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。

目前生物柴油的主要问题是成本高,据统计,生物柴油制备成本的75%是原料成本。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。美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。日本采用工业废油和废煎炸油。欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。

但化学法合成生物柴油有以下缺点:工艺复杂、醇必须过量,后续工艺必须有相应的醇回收装置,能耗高;色泽深,由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质;酯化产物难于回收,成本高;生产过程有废碱液排放。

为解决上述问题,人们开始研究用生物酶法合成生物柴油,即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。酶法合成生物柴油具有条件温和,醇用量小、无污染排放的优点。但目前主要问题有:对甲醇及乙醇的转化率低,

一般仅为40%~60%,由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效,而对短链脂肪醇如甲醇或乙醇等转化率低。而且短链醇对酶有一定毒性,酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于回收,不但对产物形成抑制,而且甘油读固定化酶有毒性,使固定化酶使用寿命短。

5 生物柴油的应用前景分析

生产和推广应用生物柴油的优越性是显而易见的:(1)原料易得且价廉。用油菜籽和甲醇为生产原料,可以从根本上摆脱对石油制取燃油的依赖。(2)有利于土壤优化。种植油菜可与其他作物轮种,改善土壤状况,调整平衡土壤养分,挖掘土壤增产潜力。(3)副产品具有经济价值。生产过程中产生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副产品市场前景较好。(4)环保效益显著。生物查燃烧时不排放二氧化硫,排出的有害气体比石油柴油减少70%左右,且可获得充分降解,有利于生态环境保护。此外生物柴油由于竞争力不断提高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。

5.1 生物柴油的竞争力不断提高

从世界范围来看,目前世界上含硫原油(含硫量0.5%~2.0%)和高硫原油(含硫量在2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中含硫量在1%以上的原油占世界原油总产量的55%以上,含硫量在2%以上的原油也占30%以上。目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.851 4,平均含硫量是0.9%;在2000年以后,平均相对密度将上升到0.863 3,含硫量将上升到1.6%。炼油厂要在现有基础上,使柴油含硫量低、有良好的安定性及润滑性、较高的十六烷值和清净性,必须在装置调整上投入大量资金,并由此带来油品生产成本的提高,在这方面,各发达国家的炼厂均投入了重金。从美国的情况看,美国从20世纪90年代初启动油品清洁化,已累计投入了300多亿美元。由此造成的油品成本提高使目前美国炼厂吨毛利仅在每桶1美元左右,维持微利状态,有的企业甚至亏损;从欧洲的情况来说,欧洲炼油厂要达到2000年欧盟燃油规格,估计需要投资200亿~300亿美元。欧洲石油工业协会估计的投资更高,该组织认为要达到2000年和2005年的柴油规格,需要投资440亿~500亿美元。

随着生物柴油生产工艺的改进,使用生物柴油的发动机即可使用普通柴油的发动机(对有些机型仅需换密封圈和滤芯),无需作任何改动,生物柴油可与普通柴油在油箱中以任何比例相混,并对驾驶动无任何影响,驾驶者根本无法区分两者的驾驶动力差别。加之柴油替代燃料所用原料随着规模种植价格日趋低廉,使柴油替代燃料的生产成本逐步下降,与常规柴油的价格正在缩小,如美国生物柴油的价格已从每升1.06美元降到0.33~0.59美元,这个价格与普通柴油的价格差不多。

5.2 政府对生物柴油的扶持政策

目前许多国家如美国、德国、法国、丹麦、意大利、爱尔兰和西班牙等对生物柴油采取了相应的扶持政策。为了进一步鼓励使用生物柴油,美国农业部决定今后两年每年拿出1.5亿美元补贴生物柴油等生物燃料的使用,目前美国至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策。目前在欧洲生产生物柴油可享受到政府的税收政策优惠,其零售价低于普通柴油(如在德国加油站生物柴油的零售价格目前为约1.45马克/L,而柴油为1.60马克/L)。据Frost & Sullivan企业咨询公司最新发表的"欧盟生物柴油市场"报告,为实现"京都协议"规定的目标(在2008-2012年,欧盟将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。新规定的出台不仅有助于欧盟生物柴油市场的稳定,而且生物柴油营业额将从2000年的5.035亿美元猛增至24亿美元,平均年增25%。

5.3 现代柴油机促使汽车车型柴油化的趋势加快

在欧洲,1999年新购柴油轿车比例约为30%,法国甚至达到48%。2000年,欧洲市场上柴油轿车的销售量达到440万辆,比1995年翻了一倍。现在经济型轿车主要生产厂商如大众、雷诺、欧宝和福特的顾客中,几乎有一半需要柴油车。目前,在欧洲轿车市场上,新型柴油轿车购买率达30%,专家预言:到2006年,欧洲每2辆新车中就有1辆是柴油车。在美国市场上,商用车(即我国所称的卡车、客车)的90%为柴油车;在日本,将近10%的轿车是柴油轿车,38%的商用车为柴油车。美国、日本及欧洲的重型汽车全部使用柴油机为动力。许多国家在税收、燃料供应等方面予以政策上的倾斜,敦促柴油发动机的普及和发展。我国柴油汽车生产比例已由1990年的15%上升到1998年的26%。1997年我国生产的重型载货汽车和大型客车全部采用柴油发动机;65.9%中型载货汽车采用柴油发

动机,53.5%中型客车采用柴油发动机;55.4%和29.4%的轻型载货汽车、轻型客车也开始采用柴油发动机。我国1994年颁布的《汽车工业产业政策》明确提出,总重量超过5 t的载客汽车载货汽车在2000年后主要采用柴油为燃料。在未来的几年,是中国汽车工业腾飞的时代。因此,我国柴油车产量的增长趋势还将继续下去,汽车柴油化是中国汽车工业的一个发展方向。

汽车车型柴油化趋势的加快主要是由于现代柴油机采用了电控发动机控制系统、高压燃油直喷式燃烧系统以及废气排放控制装置,已完全克服了传统柴油机的缺点,能够满足现行的国际排放标准,而这些装置和技术要求柴油含硫量低,有良好的安定性及润滑性,较高的十六烷值和清净性等。随着现代柴油机使用生物柴油燃料技术的成熟,目前在世界范围内出现的这种汽车车型柴油化趋势会进一步加快。据专家预测,在2010年以前,是柴油需求年均增长3.3%,到2010年,世界柴油的需求量将从目前的38%增加到45%。而世界范围内柴油的供应量严重不足,给生物柴油留下广阔的发展空间。

6 我国发展生物柴油的原料分析及发展建议

柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出,到2005年,随着我国原由加工量的上升,汽油和煤油拥有一定数量的出口余地,而柴油的供应缺口仍然较大。我国柴油产量到2005年预计可达到80.5 Mt,仍缺口600~2 400 kt。预计到2010年柴哟的需求量将突破100 Mt,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到130 Mt左右。近几年来,尽管炼化企业通过持续的技术改造,生产柴汽比不断提高,但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前,生产柴汽比约为1.8,而市场的消费柴汽比均在2.0以上,云南、广西、贵州等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快,随着国民经济重大基础项目的相继启动,柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此,开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构提高柴汽比的方向相契合,而且意义深远。

国内也已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠油脚料、工业猪油、牛油及野生植物小桐籽油等作原料,经预酯化、再酯化射干难产生物柴油的工艺。高品质的原料是生产高品质生物柴油和取得高收率的基本保证。由于双低菜籽油生产的生物柴油含硫量低,从而使该菜籽油生物柴油具有好的排放标准,因此目前在欧洲普遍栽种双低菜籽。就目前而言,每公顷土地可生产约30 t菜籽(含油量约40%)。我国有很多地区油菜籽种植面积很大,在加工传统的食用油的同时不失时机地开发生产生物柴油燃料是油菜籽利用的一个重要方向。另外,研究发现棉籽油与双低菜籽油的脂肪酸组成相似,因此在我国采用棉籽油作为生物柴油的原料还是可行的。当然,此时的棉籽油生物柴油标准需要按照中国的实际作相应的调整。

1t油菜籽可制取约160 kg生物柴油,同时可副产16 kg甘油。而纯度高达99.7%的特级甘油价格为2 000美元/t。因此,制取生物柴油与精致甘油工艺联产,将能取得较为理想的经济效益。若能建年产100 kt具有一定工业化生产规模的生物柴油装置,其经济效益更为可观。近几年来,生物柴油燃料已被越来越多的重视,在美国和欧洲已开始建立商品化生产,市场很有吸引力,原料也不会存在问题,因此,有很多大公司纷纷开拓这一业务,期望在开始时就能占领市场。南斯拉夫在五、六年前已研制成功这项技术且已生产,后因经济困难而停产,测试数据表明,南斯拉夫的技术水平同德国、意大利等国的相同,可探讨与南斯拉夫合作帮助我国发展这一技术。

第一章绪论

1.1 生物柴油的主要性质

生物柴油(Biodiesel)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、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高复杂有机成分混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。

生物柴油具有以下性质

1.含水率较高,最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性,但降低了油的热值;2.pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料(制备方法不同的酸价不一样);3.密度比水小,相对密度在0.8724-0.8886之间;4.具有“老化”倾向,加热不宜超过80℃,宜避光、避免与空气接触保存;5.润滑性能好。6.优良的环保特性:硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%,降解速率是普通柴油2倍,可大大减轻意外泄漏时对环境的污染;7.较好的低温发动机启动性能;8.较好的安全性能:闪点高,运输、储存、使用方面安全;9.燃烧性能好于柴油。10.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。

1.2 生物柴油的应用

生物柴油是指植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲酯,是一种洁净的生物燃料,也称之为"再生燃油"。目前,巴西正在大力推广生物柴油生产,以减少石油进口。美国能源部正在集资发展生物质能,要求到2010年,美国生物质能的使用量增加2倍,生物柴油也被列为生物质能之一。

目前,国际上对生物柴油的开发形势看好,而制造生物柴油的途径主要有三条:一是利用食用油生产生物柴油;二是利用甘蔗渣发酵生产柴油;三是利用"工程微藻"生产柴油。

日本每年的食用油消费量为200万吨,产生的废食用油达40万吨,为生产生物柴油提供了原料。借助酶法即脂酶进行酯交换反应,混在反应物中的游离脂肪酸和水对酶的催化效应无影响。反应液静置后,脂肪酸甲酯即可与甘油分离,从而可获取较为纯净的柴油。利用此种方法生产生物柴油有几点值得注意并有待研究解决:

1、不使用有机溶剂就达不到高酯交换率;

2、反应系统中的甲醇达到一定量时,脂酶就失活;

3、反应时间比较长;

4、一般来说,酶的价格较高。

为了提高柴油生产效率,采用酶固定化技术,并在反应过程中分段添加甲醇,更有利于提高柴油的生产效率。这种固定化酶(脂酶)是来自一种假丝酵母(Candidaantaretica),由它与载体一起制成反应柱用于柴油生产,控制温度30℃,转化率达95%。这种脂酶连续使用100天仍不失活。反应液经过几次反应柱后,将反应物静置,并把甘油分离出去,即可直接将其用作生物柴油。

除植物油酶法生产生物柴油外,也有报道利用甘蔗渣为原料发酵生产优质柴油的研究成果,据称1吨甘蔗渣的能量与1桶石油相当(每桶等于31.5加仑,每加仑等于3.7853升)。如加拿大一家技术公司正在将这一成果转化为生产力,已建立每天6桶生物柴油的装置,以蔗渣为原料生产柴油,并计划扩建成每天25吨工业规模的生产装置。但是,采用什么微生物发酵生产柴油?产出率如何?没有见到具体报道。

利用"工程微藻"生产柴油是柴油生产一项值得注意的新动向。所谓"工程微藻"即通过基因工程技术建构的微藻,为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新能源实验室(NREL)通过现代生物技术建成"工程微藻",即硅藻类的一种"

工程小环藻"(Cyclotellacryptica),在实验室条件下可使脂质含量增加到60%以上(一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%),户外生产也可增加到40%以上。这是由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质累积水平方面起到了重要作用。目前正在研究合适的分子载体,使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达,还进一步将修饰的ACC

上述生物柴油制造方法--酯交换法,所生产的生物柴油应该称为脂肪酸某酯,和石化柴油的主要成分有本质区别,而真正的生物柴油应该和石化柴油的主要成分是一致的,都是长链烷烃。比如人造金刚石的成分和结构与天然金刚石就是一致的。目前重庆有个专利技术生产的生物柴油就能够达到国家GB252-2000(0号)柴油标准,专利号为CN2006 1 0054327.2。生产过程中伴随有一定比例的汽油产生,确没有甘油这种副产物产生。

生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料,工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。

生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在资源日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。

柴油是许多大型车辆如卡车及内燃机车及发电机等的主要动力燃料,其具有动力大,价格便宜的优点,中国柴油需求量很大,柴油应用的主要问题“冒黑烟”,我们经常在马路上看到冒黑烟的卡车。冒黑烟的主要原因是燃烧不完全,对空气污染严重,如产生大量的颗粒粉尘,CO2排放量高等。据美国燃料学会报道,发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题,如氮氧化物为其他工业部门排放的一半,一氧化碳为其他工业排放量的三分之二,有毒碳氢化合物为其他工业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可以结合形成酸雨,尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温度升高,也就是人们常说的“温室效应”。为解决燃油的尾气污染问题及日益恶化的环境压力,人们开始研究采用其他燃料如燃料酒精代替汽油,目前燃料酒精在北美洲如美国及加拿大等和南美国家如巴西、阿根廷等已占有相当比例,装备有燃料酒精发动机的汽车已投放市场。对大多数需要柴油为燃料的大动力车辆如公共汽车、内燃机车及农用汽车如拖拉机等主要以柴油为燃料的发动机而言,燃料酒精并不适合。而且柴油造成的尾气污染比汽油大的多,因此人们开发了柴油的代用品--生物柴油。

其实发动机的发明家狄色尔早在1912年美国密苏里工程大会报告中说,“用菜籽油作发动机燃料在今天看起来并没有太大意义,但将来会成为和石油及煤一样重要的燃料”。1983年美国科学家首先将菜籽油甲酯用于发动机,燃烧了1000个小时。并将以可再生的脂肪酸单酯定义为生物柴油.。1984年美国和德国等国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料,即采用来自动物或植物脂肪酸单酯包括脂肪酸甲酯,脂肪酸乙酯及脂肪酸丙酯等代替柴油燃烧。生物柴油和传统的石油柴油相比,具有以下优点:

以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料,可减少对石化燃料石油的需求量和进口量;环境友好,采用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为十分之一,颗粒物为普通柴油的20%,一氧化碳和二氧化碳排放量仅为石油柴油的10%,无硫化物和铅及有毒物的排放;混合生物柴油可将排放含硫物浓度从500PPM(PPM百万分之一)降低到5PPM。不用更换发动机,而且对发动机有保护作用。

总之,柴油是目前城乡使用较为普遍的燃料,通过生物途径生产柴油是扩大生物资源利用的一条最经济的途径,是生物能源的开发方向之一。能源生物技术必将得到发展,“无污染生物柴油”也必将得到更广泛的应用。

第二章生物柴油的制备方法

生物柴油的制备有以下几种方法:

2.1 直接混合法

在生物柴油研究初期,研究人员设想将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其黏度,提高挥发度。1983年Arnaqs等将脱胶的

大豆油与2号柴油分别以1:1和1:2的比例混合,在直接喷射涡轮发动机上进行600h的试验。当两种油品以1:1混合时,会出现润滑油变浑以及凝胶化现象,而1:2的比例不会出现该现象,可以作为农用机械的替代燃料。Ziejewski等人将葵花籽油与柴油以1:3的体积比混合,测得该混合物在40℃下的黏度为 4.88×10-6m2/s ,而ASTM (美国材料实验标准)规定的最高黏度应低于4.0×10 -6m2/s ,因此该混合燃料不适合在直喷柴油发动机中长时间使用。而对红花油与柴油的混合物进行的试验则得到了令人满意的结果。但是在长期的使用过程中该混合物仍会导致润滑油变浑。

2.2 微乳液法

将动植物油与溶剂混合制成微乳状液也是解决动植物油高黏度的办法之一。微乳状液是一种透明的、热力学稳定的胶体分散系,是由两种不互溶的液体与离子或非离子的两性分子混合而形成的直径在1 ~150nm 的胶质平衡体系。1982年 Georing等用乙醇水溶液与大豆油制成微乳状液,这种微乳状液除了十六烷值较低之外,其他性质均与2号柴油相似。Ziejewski等以53.3%的冬化葵花籽油、13.3%的甲醇以及33.4%的1一丁醇制成乳状液,在200h的实验室耐久性测试中没有严重的恶化现象,但仍出现了积炭和使润滑油黏度增加等问题。

Neuma等使用表面活性剂 (主要成分为豆油皂质、十二烷基磺酸钠及脂肪酸乙醇胺) 、助表面活性剂 (成分为乙基、丙基和异戊基醇 )、水、炼制柴油和大豆油为原料,开发了可替代柴油的新的微乳状液体系,其中组成为柴油3.160 g 、大豆油0.790g 、水0.050g 、异戊醇0.338g 、十二烷基碳酸钠0.676g的微乳状液体系的性质与柴油最为接近。

2.3 高温热裂解法

最早对植物油进行热裂解的目的是为了合成石油。Schwab等对大豆油热裂解的产物进行了分析,发现烷烃和烯烃的含量很高,占总质量的60%。还发现裂解产物的黏度比普通大豆油下降了3倍多,但是该黏度值还是远高于普通柴油的黏度值。在十六烷值和热值等方面,大豆油裂解产物与普通柴油相近。

1993年,Pioch等对植物油经催化裂解生产生物柴油进行了研究。将椰油和棕榈油以SiO2/Al2O3为催化剂,在450℃裂解。裂解得到的产物分为气液固三相,其中液相的成分为生物汽油和生物柴油。分析表明,该生物柴油与普通柴油的性质非常相近。

2.4 酯交换法

目前工业生产生物柴油主要是应用酯交换法。

2.4.1 酯交换反应原理

各种天然的植物油和动物脂肪以及食品工业的废油,都可以作为酯交换生产生物柴油的原料。可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。其中最为常用的是甲醇,这是由于甲醇的价格较低,同时其碳链短、极性强,能够很快地与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。该反应可用酸、碱或酶作为催化剂。其中碱性催化剂包括 NaOH、KOH、各种碳酸盐以及钠和钾的醇盐,酸性催化剂常用的是硫酸、磷酸或盐酸。甲醇越多产率越高,但也会给分离带来困难。

下式表明酯交换反应的一般步骤:

也有人认为其反应过程是通过以下三个连续可逆反应完成的,即认为每一步反应都会生成一种酯:

通过以上的酯交换反应可以使天然油脂 (甘油三酸酯)的分子量降至原来的 1/3,黏度降低8倍,同时也提高了燃料挥发度。生产出来的生物柴油的黏度与柴油接近,十六烷值达到50。

2.4.2 酯交换工艺

工业生产生物柴油有多种工艺,不同的工艺生产出不同品牌的生物柴油。例如,意大利的Novamont和Ballestra、法国的IFP、德国的Henkel和ATT。

目前,大部分工厂所使用的酯交换工艺为传统的两步法,即反应和提纯两步。反应中最主要的影响因素是甲醇和催化剂用量,甲醇用量越多,产率越高,但会给分离带来困难。目前大多数使用两步法的工厂的生产能力在500~10000 t/a。使用两步法投资不大,同时也能够达到一定的产量,但该工艺在生产的连续性和安全性等方面存在问题,可通过现代控制技术给予解决。

Henkel技术也是目前生物柴油生产厂的常用工艺,其特点是设备具有通用性,生产中有蒸馏操作,可得到不同质量的油品。操作压力一般在0.4-0.5MPa ,操作温度控制在70~80℃。该工艺得到的油品质量好,颜色浅,纯度高,副产甘油的纯度能达到92%。主要的不利因素是设备投资和能量消耗都很大。目前欧洲两家使用该工艺的工厂能够实现 170kt/a的产量。

2.4.2.1 酸碱催化酯交换反应

酸和碱是目前普遍使用的生产生物柴油的催化剂,其生产根据原料的不同包括多种工艺。

以精炼油脂为原料的生产工艺是在60~70℃、0.1Mpa下,由碱性催化剂催化的间歇或连续反应,一般采用6:1的醇油比。混合产物经静置分为上下两层,下层为甘油层,上层是甲酯层。将上层的甲酯取出,洗去带出的甘油,再进一步反应得到最终产品。过量的甲醇经冷凝被送入精馏塔中纯化后再循环使用。

采用半精炼油脂为原料时,可采用连续的Duplex系统作业,在压力1MPa和60~100℃将油脂、甲醇和氢氧化钠催化剂引入1 #反应器中转化率可达91%,将甘油分离后,把反应混合物再转移到2#反应器继续反应,再次分离甘油后获得生物柴油。

如果原料油未经精炼,德国的Henkel采用高压工艺操作:将过量甲醇、未精炼油和催化剂预热至240℃,送入压力为9MPa的反应器进行反应,反应后的混合物甘油和甲酯分离。甘油相经过中和提纯后得到甘油,同时回收的甲醇可重新在酯交换过程中使用。甲酯相进行水洗,以除去残留的催化剂、溶解皂和甘油,然后再经过分离塔将其加以分离。随后再次以稀酸洗涤,以使残留的皂从甲酯中分离出来。经过上述步骤纯化后,产物还要进行蒸发,以除去醇和溶解水,最后得到成品。这个方法的主要优点是在9MPa和240℃下作业,实际酸性油脂的游离脂肪酸高达20%时也能作为原料来使用。Ma等的研究表明由于甲醇氢氧化钠溶液与熔化了的牛脂并不互溶 (100℃下甲醇在牛脂中的溶解度仅为19%) ,它们混合后形成了非均相的体系,而无法进行反应,因此混合成为了以牛脂为原料酯交换反应制备生物柴油的关键,特别是混合时的搅拌速率和搅拌时间将决定反应能否进行。但是一旦反应开始进行,则反应速度和反应的转化率都将不再受搅拌的影响。同时还发现反应结束时,产物中未反应的甲醇在甲酯中的溶解度60%;在甘油中的溶解度为40%。因此较为有利的方法是酯交换反应结束后先用真空蒸馏的方法回收甲醇,再将甲酯与甘油分离。

餐饮业废油脂是含有杂质的高酸值油脂,含有游离脂肪酸、聚合物和分解物,对于酯交换制甲酯十分不利,需进行预处理。预处理的方法有物理精炼和甲醇预酯化。物理精炼是先将油脂水化或用磷酸处理,脱去其中的磷脂、胶质,再将油脂预热、脱水、脱气后进入脱酸塔,将游离酸和蒸汽同时蒸出,经冷凝析出,油脂中的游离酸可降到极低量,色素也能被分解,使颜色变浅。甲醇预酯化生产甲酯的方法为:在酸性催化剂存在下,在温度为50~100℃和常压到0.5MPa下,用过量的甲醇预酯化油脂,将催化剂、甲醇和部分反应水分离出去。剩余的油相用甘油一甲醇混合物进行萃取,这样可在酯交换开始前除去剩余的反应水。也可用原触媒中压预酯化,一般的酯化条件为3MPa ,温度在256℃,酯化后,游离酸浓度可降低到0.3%。经预处理过的油脂可进行酯交换工序。Lee等用带有支链( 如异丙基,2一丁基 )的醇为原料以降低生物柴油的结晶温度。试验发现,大豆油与异丙基醇和2一丁基醇反应所需的温度均低于与甲醇反应时的温度,分别为7~11℃和l2~l4℃。

2.4.2.2 使用生物酶催化酯交换反应

新的研究表明,脂肪酶是一种很好的催化醇与脂肪酸甘油酯的酯交换反应的催化剂。酶作为一种生物催化剂,具有高的催化效率和

经济性,日益受到关注。目前用化学方法生产生物柴油使用的催化剂存在难以分离以及所需能量太大等问题,都可以通过使用酶催化剂加以解决。例如以多孔高岭石作为载体的固定酶催化剂,与其他催化剂相比,不但寿命长,无需经常更换,而且活性高,易于分离,是一种性能上和经济上都具有竞争力的新型催化剂。Ban等以橄榄油和油酸为原料进行酶催化反应,产物中的甲酯含量达到 90%。如何提高酶的活性和防止酶中毒是该方法的关键。

2.4.2.3 无催化剂条件下生产生物柴油

为了解决酯交换反应中遇到的成本高,反应时间长,反应产物与催化剂难于分离等问题,开发了不使用催化剂的新工艺。

M.Diasakou等研究了在加热条件下大豆油与甲醇的酯交换反应,进行了动力学的研究,得到了无催化剂条件下反应的特点。醇油比21:1,在2 3 5℃下反应10 h,甲酯含量超过了质量分数85%;醇油比27:1,220℃下反应 8h甲酯含量质量分数达到67%。同时发现甘油二酸酯和甘油三酸酯的转化率明显高于甘油一酸酯,即在无催化剂条件下三步反应中前两步反应进行得快,而最后一步反应则进行得很慢。

Saka和Kusdiana提出了生产生物柴油的临界法。反应在一预加热的间歇反应器中进行,反应温度350~400℃,压力45~65 MPa ,菜籽油与甲醇的原料比为1:42。研究发现,经过超临界处理的甲醇能够在无催化剂存在的条件下与菜籽油发生酯交换反应,其产率高于普通的催化过程,且反应温度较低,同时还避免了使用催化剂所必须的分离纯化过程,使酯交换过程更加简单、安全和高效。

第三章生物柴油产业发展现状及前景展望

3.1 生物柴油原料状况

3.1.1 原料资源

生物柴油资源的能源植物最初主要集中在油菜、大豆、葵花籽等农作物上,尽管这些作物有较高含油率。但是由于人们食用的需要使其供应量有限。所以必须要用其他原料来代替。已查明的中国含油植物有151科697属1 554种.其中种子含油量在40%以上的含油植物就有154种,分布广,适应性强,可用做建立规模化柴油植物原料基地的乔灌木、草本有30多种,如麻风树、油棕树、文冠果、光皮树、续随子等。麻风树可以在贫瘠的土地上种植,肥料灌溉要求低,并且能和农作物混合种植.也没有针对于麻风树的害虫或者病毒,在中国南方诸省、自治区均能种植.已经被中国定为重点发展的树种。还可以以废油或者动物油脂为原料生产生物柴油。海藻种类多样、光合作用效率高、生长周期短、生物产量高、自身合成油脂能力强,同时还能大量吸收二氧化碳。是制备生物柴油最佳的生物质原料之一。

3.1.2 原料选择

3.1.2.1 国外生物柴油原料

欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油和葵花籽油:美国选用大豆和玉米:巴西生物柴油原料中使用大豆油的生物柴油占60%,蓖麻油占20%,其他植物油占20%。亚洲各国的生物柴油原料各具特色,其中日本是利用餐饮废油和农林废弃物作为原料生产生物柴油、印度用棉籽、马来西亚用棕榈油、韩国用米糠和回收食物油为原料生产生物柴油。

3.1.2.2 中国生物柴油原料

目前中国食用油短缺,不允许使用大豆、菜籽油作为工业原料。目前主要通过鼓励种植含油脂的农作物.包括亚麻、大豆、蓖麻、棉籽、油菜籽等;种植含油料的树木,包括乔木(如黄连木、文冠果)、灌木(如麻风树)和草本植物(如沙棘),以及废餐饮油等解决原料来源。

3.2 生物柴油产业发展现状

目前,世界上许多国家在发展生物柴油方面投入重金,并已取得了不同程度的成果。欧洲是近年来生物柴油发展最快的地区,生物柴油已经在德国、法国、意大利、丹麦等国家广泛使用。美国专门设立了国家生物柴油委员会,美国农业部每年拿出115亿美元补贴生物柴油等生物燃料的推广使用。其他国家如日本、巴西、韩国等也具备了一定的生物柴油生产能力,泰国、印度、澳大利亚、马来西亚等30多个国家均在扩大植物油料的种植,在发展生物柴油产业的同时为生物燃料厂提供原料。

1.全球生物柴油生产全球生物柴油产量从2001年的9.59亿L增长到2009年157.60亿L。年均增长率为41.9%。欧洲是2009年生物柴油领先的市场,占生产份额49.8%。其次是美国,占生产份额32.8%,亚太地区占4.4%的份额。世界五大生物柴油生产国是德国、美国、法国、阿根廷和巴西(表)。

2.欧盟生物柴油生产目前主要以菜籽油为原料生产生物柴油。2005年欧盟各国生物柴油总产量为318.4万t,其中德国产量最高为166.9万t。欧盟生产的生物柴油约占世界产量的2/3.2008年欧盟生物柴油产量为775万t。占产能的48%。而德国生产的生物柴油产量占到整个欧洲的36%。2006年产量400多万t。到2009年7月。欧洲生物柴油的生产能力增加到了2100万t,年。而一年前的产能为1600万t/年。

3.美国生物柴油生产美国主要发展大豆油为原料的生物柴油,是世界上第二大生物柴油生产国。200年美国产生物柴油70多万t,200年生产量占世界生物柴油的17.7%。因为欧盟在2009年年初对来自美国的生物柴油开始征收关税,使美国生物柴油产量下降至140万t,与2008年相比下降幅度达39%。

4.南美洲生物柴油生产巴西以甘蔗为原料,产量已连续2年超过阿根廷。其中2007年生物柴油产量为阿根廷的2倍、而2008年则多出7%,巴西因此代替阿根廷成为全球第四大生物柴油生产国。欧盟对美国生物柴油征收关税。为阿根廷带来了机遇。自2009年3月份以来,阿根廷75%的生物柴油都用来出口。生物柴油在哥伦比亚、秘鲁、厄瓜多尔等国的发展也生机勃勃。截至2008年年底,哥伦比亚至少有6个正在进行的生物柴油项目。年总产量约50万t。

5.中国生物柴油生产中国“十五”期间提出要发展各种石油替代品,确定了把发展生物液体燃料作为国家能源产业发展的新任务之一。目前已经制订了以生物柴油和乙醇汽油等为替代燃油的推动计划。2006年1月1日《可再生能源法》生效,为生物柴油等替代燃油进入市场提供了保障。国家发展和改革委员会工业司也要求中国石化和中国石油提出生物柴油试点方案。目前中国石油、中国石化及中国海油都已开展生物柴油产业的准备工作。西南各省、自治区因其资源优势吸引了投资者的目光,云南省拟建立中国最大的麻风树种植基地:2006年,中国海油在四川签署发展生物柴油的协议,将陆续投资23.47亿元在攀枝花建成1个年产10万t的生物柴油基地;中国石油、中国粮油集团等企业也先后在西南、海南等地建立了生物柴油工厂。国家粮油信息中心统计数据显示,2005年年底中国生物

柴油生产企业有8家,年生产能力超过20万t,到2006年底已有25家企业,年生产能力达到120万t圈。贵州省黔西南州、黔南州分布着大量野生麻风树资源,具有发展数六七万公顷麻风树原料林基地的潜力,2009年8月由中国江南航天集团投资的以麻风树等为原料生产清洁能源的万吨级生物柴油项目在贵州省正式投产旧。

主要生物柴油生产国家和地区的产量单位:万t,%

3.3 发展生物柴油的意义

3.3.1 生物柴油对我国石油安全的贡献

目前,原油和石油产品在我国一次能源生产和终端能源消费中都占到20%以上,而且近年来一直呈上升趋势。2001年原油需求总量已超过2.6×10 t ,其中进口量占40%,这对石油安全是严重的挑战。柴油是石油消费的重要组成部分,1995~2000年期间,我国柴油消费已从4360×10t增加到6700×10t,预计2005年的柴油消费量将在8500×10t左右。发展生物柴油可以部分缓解我国柴油供应紧的状况并有助于部分替代进口产品,节省外汇。如果发展顺利,2005年我国生物柴油的产量可以达到 500×10t,按每吨柴油价格为250美元( 目前国际市场价格水平 ) ,500×10 t生物柴油可节省外汇12.5亿美元。如果到 2010年各种生物能源资源得到大规模开发和利用,生物柴油产量可望达到千万吨级,将对国家能源安全做出重大贡献。

3.3.2 生物柴油对农业产业结构调整的贡献

由于近几年粮食的丰收以及世界范围内粮价激烈竞争,降低农民收入,农村经济发展缓慢。美国通过发展生物柴油产业,创造了大量的就业机会,为国民经济增长和税收增加做出了重要贡献经济效益大大超过国家为扶植产业发展所提供的财政补贴。通过发展生物柴油产业增加农民收入,提高农村居民的生活水平,带动农村及周边地区的经济社会发展,为振兴日益衰败的美国农业发挥了重要作用。欧盟为保证农产品价格,对用于农产品生产的土地进行种植限制每放弃1h/m2农用的粮食种植,可由欧盟获得1000马克的补贴此政策虽然保证了欧盟的农产品价格稳定,但使得许多欧盟农民无所事事,收入减少。而生物柴油的兴起。使得欧盟农民在获得补贴的同时生产出用于工业目的的菜籽,增加了个人收入,同时又为生物柴油提供了菜籽原料。目前每公顷土地可生产约 3t菜籽( 含油量约40% ) 。1999年在欧盟35×104h/m2:土地上生产的约100×104t菜籽中,有33.2×104t被用于生产生物柴油,约占菜籽产量的1/3。

近年来,占我国人口近2/3的几亿农村居民的收入增长速度明显低于城镇居民,特别是种粮农民收入增长缓慢,已经成为制约我国居民消费和国民经济发展的重要因素之一。调整农业产业结构、提高农民收入已经成为热门话题。而种植油料作物,发展生物柴油,可以改变单一的“农产品一加工一食品”模式,开辟“农产品一加工一工业品”的发展新模式。所得油品可以减轻我国需要大量进口油品的压力,也可缓解农民“卖粮难”“卖果难”的问题。随着汽车产业的发展和石油资源的日益枯竭,对生物柴油的需求量会越来越大,不会存在产品没有销路的问题。

3.3.3 生物柴油对国防安全的贡献

与常规石油生产相比,生物柴油的生产工艺简单、开工周期短、易于隐蔽且可以采取分散式布局,因此生物柴油备受军方的欢迎。美国军方非常重视生物柴油,以保证战时油料供应。据美军国防能源补给中心( DESC)的刊物《燃料补给线》介绍,美空军Scott基地

2001年4月10日宣布开始在所有柴油车上使用生物柴油,而且已经建立了完备的生物柴油供应网络。国防能源补给中心将B2输送到全美各个供应点供军队使用。南斯拉夫吸取了集中电网被轰炸的教训,最近很重视发展分散式生产的生物柴油。我国军队也应该发展生物柴油,将其作为战时油料供应的一种备选方案。

3.3.4 生物柴油对环境的作用

生物柴油是以生物质为原料生产的可再生能源,它对环境生态的保护作用体现在生产过程、燃烧过程的各个层面。主要有以下6个方面:

1 )生物柴油对于解决废食用油的污染以及避免废食用油重新进入饮食系统方面有重要作用;

2 )生物柴油不含硫,其碳循环是动态的,每两年即可完成“ CO2 +光合作用一生物质一生物柴油一CO2+光合作用”的闭合循环链,因此对于保护自然环境、维护生态平衡而言,生物柴油是一种可再生的绿色环保型新能源;

3 )发展生物柴油,种植油料作物可以绿化海滩,改善中国西北地区的水土流失,使用生物柴油是一种比增加森林资源以吸收二氧化碳更为有效的策略;

4)生物柴油的燃烧过程比石油柴油更清洁采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅能满足前的欧洲2号标准,甚至能满足即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲3号排放标准;与石油柴油相比,生物柴油的污染物排放见下表。

5)生物柴油的生物分解性高,有利于环境保护,生物柴油可以用于处理丁基以及腈类橡胶,尤其在废轮胎的处理方面有独到的作用;

6)生物柴油是对人类以及车辆友好的燃料。值得注意的是,发展生物柴油,种植油料作物,可能会与农业用地发生冲突,可能会对生物多样性产生不利影响,可能与更长期的重新造林需要冲突,在水土流失和用水成为大问题的干旱地区尤其如此。同时,油料植物在森林中所占的比例过高,对森林防火提出了严重挑战。澳大利亚的森林大火很大程度上由于桉树(一种油料植物)汁液以及果实的易燃性而加剧。炼油废物的处理问题也是一个大问题。

3.4 中国生物柴油发展

面临的挑战与对策当石油价格大涨之时,生物柴油的行情也水涨船高。并引发了生物柴油的投资热潮。尽管中国生物柴油行业蓬勃发展,但也存在很多问题。

1.含油原料不足的问题

国家生物能源“十一五”规划明确规定发展生物柴油不允许与粮争地并且“严格控制菜油转化生物柴油项目”。中国是食用植物油严重短缺的国家,每年需要进口600多万t的食用植物油来满足国内需求.在生物柴油行业发展初期含油原料尚能满足生产需要,但是最近2年生物柴油产业的快速发展.大规模的生产企业纷纷上马。使得中国国内食用植物油产不足需的矛盾更加突出。这使得原料来源成为当前该行业发展的瓶颈。目前已经有不少企业因为原料短缺而减产或者停产。

2.原料成本上涨原料的成本也制约了该行业的发展。

以目前大量种植的麻风树为例,面临的问题有:产量不稳定;种子有毒,采摘时需要特殊的工具,处理时要很小心;麻风树的果实

成熟时间不统一,需要分次人工采摘。这些都使得原料,的成本上升。同时受全球生物柴油产能快速增长和生物柴油需求持续增强的影响,作为生物柴油主要生产原料的菜油、豆油和棕榈油的国际市场价格不断上涨,进而带动国内食用植物油价格的大幅上涨,导致国内使用食用植物油生产生物柴油的企业运行成本不断提高。原先价格低廉的“地沟油”在生物柴油热潮之前,地沟油价格仅为2000元/t。随着生物柴油原料的大量需求。“地沟油”价格一路上涨,2008年7月份涨到近5000元/t。

3.销售渠道不畅加油市场主

要以中国石油、中国石化为主,生物油企业挤不进去。销售渠道就打不开。从生物柴油品质来看,目前国家只出台了一个推荐性的生物柴油技术标准。而生产企业各有自己的标准,这使得生物柴油暂时还难以取得公众的认可。生物柴油企业要建立销售渠道,还需要取得公众的信任。

4.核心技术和设备不足很多

核心技术和设备多数依靠进口,许多基础研究工作没有开展,生产工艺还需要改进。生物柴油的生产方法主要有物理法、化学法、生物酶法、工程微藻法等,其中酯交换法由于操作简便,反应效率高而成为生物柴油产业的研究重点。采用均相酸催化剂。油脂中的游离脂肪酸无需除去即可直接进行酯化反应。但是存在反应速度较慢和对设备腐蚀性强的缺点。相对均相酸催化剂而言。均相碱催化剂反应速度快,产物收率高,对设备要求也不高,但均相催化的酯交换反应不能避免原料油除酸、催化剂难以重复使用和后续产物的分离复杂等问题,洗涤废液的排放也会造成环境污染。最近,以生物酶做催化剂进行酯交换反应的研究也很多。生物酶催化条件比较温和,产物易于分离,但是反应所需时间较长,对反应条件要求较严格,产物收率低,而且生物酶价格昂贵,生产难以实现工业化。

5.政策、法规不够健全

尽管已经出台了几部相关政策、法规,但是中国相关的强制或保障性政策、法规还不健全,还有待完善,同时与生物柴油相配套的机动车的研发也需要进一步提高。在成品油价格管制的前提下。中国缺乏对生物柴油生产企业的扶持政策。

6.发展对策

(1)综合开发原料资源,加强新技术研究。通过育种技术提高野生植物的含油量和产量的稳定性。继续寻找宜荒宜林的、更适合开发的油料植物来增加原料的供应量。加强生物柴油下游产品的开发。主要以由丙三醇(甘油)为原料生产丙二醇,包括工业溶剂、表面活性剂、润滑剂、固体催化剂、增塑剂、黏合剂等。可以显著提高生物柴油生产过程的经济效益。对于麻风树等大戟科植物的种子还可以开发其中的有毒物质,将其应用在药学研究中。综合开发以提高经济效益。加强基础研究工作,开发具有独立知识产权的适应于中国实际情况的生物质液体燃料技术。

(2)制定相关政策,实行财政支持。欧盟和美国都已对生物柴油采取财政支持政策,如减免税,中国尚没有此类具体的政策出台。对生物柴油基础性、公益性的建设,国家应像对待石油那样投资建设。并给予适当的补贴;对经营性投资,国家要也给予必要的政策。引导社会各界投资。并使其得到应得的利益。此外,还需要根据《可再生能源法》加快制定扶持生物柴油产业发展的政策和生物柴油国家标准。

第四章结论

面对着能源危机和环境污染等人类生存的严重问题,寻找合适的替代燃料已刻不容缓。生物柴油作为一种可再生且与环境友好的可

替代燃料,将成为主要的选择。今后应重点解决生物柴油成本高,生产工艺不成熟等问题,提高生物柴油经济可行性、更加有效地降低动植物油的黏度及提升其可燃性、改善生物柴油对发动机润滑油的破坏作用及减少腐蚀性,使这种被称做液体太阳能燃料的新型燃料发挥更大的作用,以减少对矿物燃料供应的依赖性。

目前,国外发达国家对于生物柴油已给予了高度的重视,我国作为柴油的需求大国,柴油需求量已达74000kt/a ,而且在很大程度上都依赖进口。另一方面,我国拥有丰富的动植物油脂资源,豆油产量达60000kt/a,同时许多优质的油脂资源(如米糠、玉米胚及其他一些植物油油脚)都有待开发利用。应该利用这些优势,从能源战略的角度出发,积极发展生物柴油工业,使资源得到充分合理的利用,实现可持续发展。

国内外养猪业的现状和研究进

国外养猪业的现状和研究进展 近几十年以来,全球猪肉产量与消费水平一直在稳步提高。市场对猪肉的需求为美国以及其它的猪肉生产者开展国际业务创造了机会。各个对猪肉的需求取决于市场规模、其它肉类的供应与价格、人均收入,以及货币与经济波动情况。在那些以出口为主,并且经济情况变化很大的里,猪肉生产的利润会更低,并且不稳定。目前由于美元贬值,再加上巴西因口蹄疫的缘故无法向亚洲的主要市场出口猪肉,美国的猪肉出口水平得到了提高。美国养猪业所面临的主要挑战包括动物福利、粮食提炼乙醇对饲料价格的影响、人工短缺、环境/政治问题以及食品安全/可追溯程序。尽管各个,既包括传统的也包括新兴的猪肉生产国,- 对出口市场的竞争非常激烈。但随着全球经济成长,猪肉需求提高,亚洲各国表现尤为突出。这些都会给美国的猪肉生产与出口带来更多的机会。 1997至2005年间,世界猪肉消费量提高了27%,2005年的猪肉消费量超过9300万吨。在世界围,猪肉是首选肉类,猪肉消费的提高为美国以及其它的猪肉生产者带来了拓展国际业务的机会。美国2005年的猪肉出口额是22.8亿美元,在美国平均每屠宰一头猪,就创造22.01美元的出口额。 猪肉产量最高的 中国的猪肉产量约占世界总产量的50%,排在第一位,之后是欧盟25国、美国、巴西和加拿大(美国农业部外国农业局,2006)。2000至2005年间,世界猪肉产量提高了15.1%。在上述产量前12名的当中,这五年里猪肉产量增长百分率最大的依次为巴西(39.3%)、越南(27.8%)、中国(23.2%)、俄罗斯(17.0%)和加拿大(16.8%)。在这五年期间,美国猪肉产量增加了9.3%,欧盟25国的猪肉产量仅增加了2.3%(美国农业部外国农业局,2006)。 因为世界围贸易自由化的带动,猪肉国际贸易量显著增加。各国养猪业的国际竞争力变得越来越重要,因为国际贸易可以显著提高出口国养猪生产的利润(Young, 2005)。要想在出口市场拥有竞争力,必须做到:生产成本低(但仅靠这一点并不能保证拥有竞争优势)生产效率高产品的质量和安全性可靠的供应世界生猪贸易 2004年生猪出口量最大的是加拿大,850万头,而美国2004年的进口量最大,头数差不多相当于加拿大出口的头数。猪肉和生猪算在一起,加拿大的养猪业70%的产品都是出口到美国。 猪肉和生猪的这种国际贸易模式反应了北美养猪业不同的竞争优势(Young,2005)。加拿大的猪群繁殖效率比美国高,而美国在生长猪肥育方面则具有明显的竞争优势,再加上美元相对坚挺,购买生猪的价格更加合算。 荷兰和丹麦的生猪出口规模都比较大,许多生猪出口到德国或东欧进行肥育、屠宰。中国则是香港活猪市场的主要供应国。 猪肉进口量最大的 环太平洋、俄罗斯和墨西哥是主要的猪肉进口国。其中,日本是最大的猪肉进口国。2005年,日本进口猪肉133.9万吨,突破历史记录。其中超过120万吨为普通猪肉(冰鲜与深冻),9万吨为熟制或深加工猪肉。从美国、智利、加拿大、墨西哥、爱尔兰和澳大利亚的进口量增加,从丹麦的进口量减少。之所以这样,部分原因是由于2004年牛肉的供应紧缺(美国农业部外国农业局,2006)。 日本的进口标准以及对标签的要求最为严格。日本新的食品进口标准可能要求美国进行更多

公司的现状及发展趋势

公司现状与未来发展趋势 中国物业管理从20世纪80年代初开始发展起来,经历了20多年,已逐步走入千家万户。物业管理从无到有,从小到大,从原有开发商的附属单位到现在的自主营利、自负盈亏,已形成一个独立的行业,其表现出良好的社会效益、经济效益日益明显,这期间物业管理企业走过了一段相当艰难的路程。 1994年8月8日,宁波市第一家物业管理公司——新街物业管理公司成立,并开始对新街小区实施了物业管理。15年后,物业管理得到了快速发展,市场主体也在快速增加,根据有关部门相关统计,截至今年6月底,仅宁波市就有经营资质的物业管理企业225家,从业人员3.4万余人,管理物业项目(住宅小区、大楼、别墅区)1513个,管理面积9829万平方米,享受物业管理服务住户近60万户,中心城区物业管理覆盖率达到88%。可以说,物业行业为宁波市经济社会的可持续发展,加速构建和谐社会做出了应有的贡献。 绿城物管公司为占领长三角地区市场空间,在05年组建并成立了宁波分公司,经过近四年的运作和发展,风雨之后终见彩虹,但是对公司未来的发展我们不容乐观,我们只有在不断进步当中,总结经验、找准差距,应运对策,公司才能得以健康发展,才能立于同行业不败之地。以下是我进入公司两年,通过在三个园区一个部门的工作实践中,结合目前物管行业的发展现状, 对我们宁波公司的现状及未来的发展趋势作如下分析: 一、回顾公司的昨天:起步较晚,发展迅速。

宁波物管市场现有经营资质的物业公司225家中,我们绿城宁波分公司也属其中一家,公司成立于2005年,起步较晚,但发展迅速;从当年第一个外接楼盘慈溪清水湾开始,07年又相继接管了新时代小区、聚金家园小区,08—09年外接楼盘紫郡花园、江南一品到内接楼盘桂花园、绿园、皇冠花园等,短短四年公司已经管理13个项目,面积达300万方(包括已签未交付),目前宁波分公司员工已有400多人,发展速度之快足以见证物业管理的发展空间之大。 二、俯视公司的现状: 宁波公司发展过快,人才出现紧缺;员工主动服务意识缺少、淡薄,员工的培训力度还需加强;与同行相比培训力度尚有差距;其次,基层团队的凝聚力、向心力也显现出不足,其主要表现在以下几个方面: (一)、发展过快、物业专业人才紧缺: 公司要发展,就要不断地向外拓展,不断拓展的同时,人才应该跟上公司的发展需求,然而宁波分公司过快的发展速度,出现物业管理人才的紧缺,熟、懂工程强、弱电,公司内部管理、办公自动化软件操作、硬件管理等专业的物业管理人才更是稀少,如何提升内部优秀员工及引进同行业中的物业精英,成为了当前公司应该面对的重头问题。 (二)、服务意识淡薄,团队凝聚力尚佳,员工的培训力度需进一步加强,整体现状与高端物业相比仍有差距: 1、员工主动服务意识淡薄: 目前园区除接管较早的新时代、聚金家园、慈溪清水湾和紫郡花

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.

蜂产品行业前景及公司现状

蜂产品行业前景及公司现状 前言 随着社会进步和经济发展,人类对自身的健康日益关注。90年代以来,全球居民的健康消费逐年攀升,对营养保健品的需求十分旺盛。在按国际标准划分的15类国际化产业中,医药保健室世界贸易增长最快的五个行业之一,保健食品的销售额每年以13%的速度增长。而从20世纪80年代起步的中国保健品行业,在短短十几年时间里,已经迅速发展成为一个独特的产业。保健品产业之所以蓬勃发展,主要原因是人们生活水平明显提高;其次,人们生活方式的改变,是保健品产业发展的重要契机;多层次的社会生活需要,为保健品产品的发展提供了广阔空间。中国保健食品产业尽管十年前规模很小,经过多年快速发展,已经逐渐壮大。虽然仍面临诸多挑战,但是,中国保健食品产业的发展前景是光明的。在市场需求,技术进步和管理更新的推动下,中国营养保健食品产业在“十一五”期间将会走上快速、持续、健康发展的道路。我国自古就有药食同源的养生文化,用于老百姓的话说,就是“药补不如食补”。作为一个亟须培育的行业,保健品市场的需求潜力之大实在诱人。2011年我国保健食品年销售额达到800亿元,权威部门预计到2012年将达到1500亿元。 蜂产业市场基础 蜂产品作为农副产品的同时,在保健食品行业产业中占据不可小视的位置,近年来,由于饮食过度和过量的脂肪摄入,肥胖症,非胰岛素

依赖型糖尿病、高血压、冠心病及癌症等慢性病在我国逐年上升。有利于预防和改善这些疾病的功能型营养食品受到了中老年消费者的 欢迎。随着“老龄化社会”的到“银发族”对保健品的需求尤为旺盛,购买力亦非常强。加上处于家庭、来, 事业双重压力下的中年人,更是一个庞大的消费市场。 联合国工业规划署指出:“21世纪两大朝阳产业分别是以电子科技发展为基础的信息产业和以生命科学为基础的健康产业。”而保健和医药正是生命科学发展中最具潜力的产业。随着人们生活水平和家庭收入的提高,对保健品的需求也会越来越大。近年来“亚健康”名词的出现让人们对于自身健康有了更深的认识,追求无碳,安全,环保、健康成为人们的生活方式。然而在此基础上,纯天然,纯生态,采与天然,来于自然的保健食品成为人们的追求和喜爱。蜂产品的原生态,安全环保,在保健食品行业中占据不可忽视的位置,为广大消费者所喜爱。 蜂产品与保健 蜂产品中不同的蜂蜜具有不同的功效;花蜜具有舒张血管、改善血液循环、防止血管硬化、降低血压等作用,临睡前服用能起到催眠作用,常服本品能改善人的情绪,达到宁心安神的效果。枣花蜜性平偏温,补中益气,养血安神、护脾养胃有助于人体系统功能改善,对脾胃虚弱有辅助疗效;有补血等作用。益母草蜜具有活血、祛痰、调经、消水、养肾、解毒、补气、养胃,是心血管及肠道疾病,和泌尿系统疾病患者对症的滋补上品。枸杞蜜具有补气、滋肾、润肺、壮阳之功效。

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

生物柴油行业预测分析报告

中国生物柴油行业预测及投资分析报告 北京汇智联恒咨询有限公司 【目录】 第一章生物质能开发和利用状况 第一节生物质能概述 第二节国际生物质能开发利用综述 第三节中国生物质能概述 第四节生物质能利用技术发展概况 第五节中国开发生物质能的战略意义 第二章生物柴油概述 第一节生物柴油相关特性 第二节生物柴油与其它替代燃料比较分析 一、各种替代燃料的评价因素 二、各种替代燃料的评价比较 三、各种替代燃料的性质与运用 第三节生物柴油清洁的能源选择 一、生物质液体燃料的大发展 二、生物柴油的开发 三、生物柴油发展中的问题 四、生物柴油未来发展方向 第三章国际生物柴油现状分析 第一节国际生物柴油发展研究现状 一、世界生物柴油的发展 二、国际生物柴油应用情况 三、全球生物柴油的产业化现状

四、国内外发展生物柴油的政策情况 五、生物柴油的市场竞争力不断提高 第二节欧盟 一、欧盟生物柴油生产发展潜力巨大 二、棕榈油成为欧盟生物柴油产业新宠 三、欧盟生物柴油生产能力将提高 四、欧盟生物柴油产量预测 第三节美国 一、生物柴油在美国的发展 二、美国生物柴油生产状况 三、美国利用餐馆废油提炼生物柴油 四、明尼苏达引领美国生物柴油大幅消费 第四节德国 一、德国重视开发生物柴油 二、德国拟对生物柴油征税 三、德国新政府将维持纯生物柴油的免税政策不变 四、德国公司将在新加坡投资建生物柴油厂 五、德国生物柴油公司计划在乌克兰建厂 六、德国冬季油菜籽播种面积预计增大 第五节巴西 一、巴西可替代能源发展迅速 二、巴西集中科技优势大力开发生物柴油 三、巴西开始启动添加生物柴油计划 四、巴西首座生物柴油提炼厂运行投产 五、巴西生物柴油产能不断增加 六、生物柴油原料生产成为家庭农业的重要产业第六节马来西亚 第七节日本 一、日本生物柴油开发利用现况

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

中国蜂业现状及存在的问题

中国蜂业现状及存在的问题 一、中国蜂业生产现状 2005年,饲养的蜜蜂数量已达730万群,其中西方蜜蜂约占 2/3 ,东方蜜蜂约占 1/3。东方蜜蜂以生产蜂蜜为主,西方蜜蜂生产主要分为两类:一类是生产蜂蜜为主,另一类以生产蜂王浆为主。养蜂发达地区的蜂农以生产蜂王浆为主,如江浙一带。相对来说,中国西南部、东北部等地区以生产蜂蜜为主。 2005 年,中国蜂蜜产量为 29.3万t、蜂王浆产量为3000t、蜂花粉产量为 5 000t、蜂胶产量为 350t、蜂蜡产量为4000t。全国现有蜂农约30 万人,分为专业养蜂者和业余养蜂者。 中国由于疆域广阔,植被众多,一年四季均有蜜源植物开花泌蜜,很适合养蜂。据初步调查,现被蜜蜂采集利用的蜜粉源植物有14317种,分属于864 属,141科,分别占全国被子植物的 58.77%、29.32%和48.45%。其中主要辅助蜜源植物66种,主要粉源植物24 种。中国能够生产大宗商品蜜的全国性和区域性主要蜜源植物 50 多种。东北地区的主要大宗蜜源植物有椴树、油菜、胡枝子、向日葵,华北地区主要有荆条、枣树、刺槐,西北地区主要有枣树、刺槐、百里香、老瓜头、养麦,华中地区主要有油菜、紫云英、乌桕、黄荆、棉花、柃木,华南地区主要有荔枝、龙眼、山乌桕、蜡烛果、窿缘桉、鹅掌柴、米碎花,西南地区主要有油菜、白刺花、乌桕、黄荆、鹅掌柴、米碎花、野坝子、东紫苏。近年来,由于农业结构调整和砍伐现象,中国的蜜源情况也相应地发生了变化。 二、中国蜂业销售现状 目前,中国蜂业企业的销售范围主要包括蜂产品、种王、蜂药、蜂机具等,其中大多数企业从事蜂产品的生产和销售。 1.蜂产品加工、出口贸易、经营企业现状据中国蜂产品协会公布的数据显示,目前中国蜂产品加工企业约2000 家,遍及全国各

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

2020年(生物科技行业)中国生物柴油产业发展分析

(生物科技行业)中国生物柴油产业发展分析

中国生物柴油产业发展分析 近年来,中国经济飞速发展,带动能源需求迅速上升,原油和成品油进口量增幅也屡创新高,能源问题成为最受关注的热点问题。开发可再生替代能源是缓解能源供应危机的有效办法,目前在中国,生物乙醇和生物柴油的发展最为迅速,近俩年中国已形成近10万t/a生物柴油产能,有海南正和、福建卓越和四川古杉3家规模比较大的生产厂,小规模生产厂数量也很多。生物柴油在中国已经进入迅速发展期,探索适合中国实际情况的发展战略,具有非常重要的意义。 1欧美生物柴油产业发展模式不符合中国实际情况 目前,欧美发达国家大多以菜籽油、大豆油、芥末籽油等优质原料生产生物柴油,有少数报道日本和德国等国家用煎炸废油及牛油为原料生产生物柴油。工艺多采用均相碱性催化剂进行酯交换,分离副产品甘油后,得到生物柴油。由于种植油菜、大豆等作物需要大量的土地,欧美地区人口少,有丰富的土地资源,发展生物柴油产业的目的之壹是激活农业,而中国人口多,土地资源相对稀缺,政府首先要保证足够的食物供应。因此,中国不可能利用大量的耕地来种植油料作物。同时,中国也不可能进口大量的大豆油、菜籽油来生产生物柴油。20 04年我国进口大豆2023万t、油菜籽47万t;进口大豆油252万t,出口1.9万t,净进口250.1万t;进口菜籽油35.3万t,出口约0.5万t,净进口34.8万t;棕榈油239万t,合计进口食用油524万多t;总折合油当量1074.9万t,扣除出口折合油当量30万t,净进口1025万t。2004年油脂总消费量约为1700万t左右。在食用油方面进口比例已经很高。另壹方面,以油菜籽、大豆为原料生产生物柴

国内外研究现状和发展趋势

北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统,它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境,为城市生物提供适宜的生境;另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词,各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释,西方城市规划概念中一般不提城市绿地,而是开敞空间(Open Space),我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念,包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同,但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性,即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观,是城市中保持自然景观,或使自然景观得到恢复的地域,是城市自然景观和人文景观的综合体现,是城市中最能体现生态性的生态空间,是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括:组织城市空间的功能、生态功能(改善生态环境的功能、生物多样性保护功能)、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括:城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程,认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动(1843~1887)、公园体系(1880~1890)、重塑城市(1898~1946)、战后大发展(1945~1970)、生物圈意识(1970年以后)等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程,其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念,绿带网络提供城区间的隔离、交通通道,并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则,对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年,英国议会通过了绿带法案(Green Belt Act)。1944年的大伦敦规划,环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年,又将该绿带宽度增加到6~10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年,莫斯科进行了第一个市政建设总体规划,规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”;1960年调整城市边界时,“森林公园带”进一步扩大为10~15公里宽,北部最宽处达28公里;1971年,莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式,将城市分隔为多中心结构。目前,德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩,其树种主要为乡土树种,基本上是高大的落叶乔木(栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等)[4]。在绿化城

我国养猪业现状及发展趋势专题(精)教学教材

我国养猪业现状及及今后发展趋势 我国是个农业大国,有7~8千年之久的养猪历史,猪为“六畜之首”,猪肉是我国人民的主要肉食。自80年以来,我国养猪业取得了迅猛发展,猪的年存栏数和年出栏头数及年产肉量基本呈逐年增长趋势,多年来生猪出栏量保持在6亿头以上,市场规模在5000亿元以上,猪肉产量占世界一半。虽然,我国是公认的生猪大国,但不是生猪强国,和美国等先进技术的养猪强国还有一定的差距,疫病、药残、环境污染等因素制约着我国养猪业持续健康发展,但随着文化、经济和人们生活水平的不断提高,未来中国养猪业必然向着集中化、集约化、专业化和工厂化的现代养猪生产体系发展。国外养猪业发展特点: 一、养猪业趋向工业化:养猪场数量逐年减少,养猪规模不断扩大,工业化水平不断提高。如美国从80年到86年间猪场总数从67.04万个减少到34.7万个(减少48%,每场平均猪数从96头增加到147头。在追求生产效率和规模经济效益的同时,养猪的现代化水平也得到了巨大的发展,从而实现了高效、低成本的养猪生产。 二、猪品种和类型的转变:脂肪型猪种趋向消亡,而肉用型和瘦肉型猪种在不断增加扩大,这也是国外养猪生产水平高的表现。 三、饲料工业发达:为适应和促进集约化养猪生产的发展,各国都在研制开发能符合猪生长发育所需要的营养标准和全价配合饲料,并从原粮的选择、加工配合、营养的需求、饲料的运输等各方面入手,来调制和提高饲料的营养水平,提高饲料的质量和转化效率。 四、高效益的饲养管理新技术:种猪的繁育体系、杂交优势的利用、猪的人工授精、肥猪的全进全出饲养、仔猪的早期隔离断乳和理想蛋白质理论等新的技术理论都被迅速推广运用,并产生了巨大的经济效益。 我国养猪业发展现状: 随着经济改革和市场发展,我国养猪业生产水平有了较大的提高,但是,与国外先进国家还有很大差距,诸多问题困扰着中国的养猪业。

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。

中国生物柴油产业发展分析

中国生物柴油产业发展分析 近年来,中国经济飞速发展,带动能源需求迅速上升,原油和成品油进口量增幅也屡创新高,能源问题成为最受关注的热点问题。开发可再生替代能源是缓解能源供应危机的有效办法,目前在中国,生物乙醇和生物柴油的发展最为迅速,近两年中国已形成近10万t/a生物柴油产能,有海南正和、福建卓越和四川古杉3家规模比较大的生产厂,小规模生产厂数量也很多。生物柴油在中国已经进入迅速发展期,探索适合中国实际情况的发展战略,具有非常重要的意义。 1 欧美生物柴油产业发展模式不符合中国实际情况 目前,欧美发达国家大多以菜籽油、大豆油、芥末籽油等优质原料生产生物柴油,有少数报道日本和德国等国家用煎炸废油及牛油为原料生产生物柴油。工艺多采用均相碱性催化剂进行酯交换,分离副产品甘油后,得到生物柴油。由于种植油菜、大豆等作物需要大量的土地,欧美地区人口少,有丰富的土地资源,发展生物柴油产业的目的之一是激活农业,而中国人口多,土地资源相对稀缺,政府首先要保证足够的食物供应。因此,中国不可能利用大量的耕地来种植油料作物。

同时,中国也不可能进口大量的大豆油、菜籽油来生产生物柴油。2004年我国进口大豆2023万t、油菜籽47万t;进口大豆油252万t,出口1.9万t,净进口250.1万t;进口菜籽油35.3万t,出口约0.5万t,净进口34.8万t;棕榈油239万t,合计进口食用油5 24万多t;总折合油当量1074.9万t,扣除出口折合油当量30万t,净进口1025万t。2004年油脂总消费量约为1700万t左右。在食用油方面进口比例已经很高。另一方面,以油菜籽、大豆为原料生产生物柴油,成本太高,竞争力差,需要大量的政府补贴,这不符合中国国情。不同的原料决定了不同的工艺路线,因此以大豆、油菜籽为原料生产生物柴油的工艺也很难适应中国国情。 但是,我国有广大的山区、沙区可供栽种乔灌木油料植物。作为生物质燃料油的原料,不仅可以为我国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料,还有利于农村产业结构调整,增加农民收入,解决部分农村剩余劳动力的转移,可以保障能源安全、保护生态环境、促进农业和加工业发展、繁荣农村经济。因此,中国利用边际性土地(如沙荒地、盐碱地、山坡地等)发展生物质产业,为生物柴油提供原料是比较现实可行的选择。 2 以低质量油品为原料提升中国生物柴油竞争力

中国管理研究的现状及发展前景

徐淑英《光明日报》( 2011年07月29日11 版) 过去20多年来,中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论,并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释,这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”(即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论,很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加,而且那些处于新兴经济体(比如俄罗斯、印度和中国)中的公司,由于在国际市场上扮演越来越重要的角色,也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JamesMarch(詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度,也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。

科学研究总是有目的的:执著于寻找真相(reality)和追求真理(truth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性(rigor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性(re levance)标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上,尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究,说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献,因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论,而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为,科学的目的是发表文章,而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研

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/6c3648812.html,

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