生物质转化工程 第五周ppt课件
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duli3-生物转化-PPT文档资料52页
（四）其他结合反应
1、乙酰结合：在乙酰转移酶的催化下，芳 香胺类，酰肼类、磺胺类化合物与乙酰辅 酶A结合。
反应场所：肝、肠粘膜细胞。
可掩盖胺类毒物中具有重要生物活性的氨 基，但乙酰化后，水溶性降低。
N H 2
C H 3 C O -S C o A +
H NCO 3 CH
+C o A S H
2、氨基酸结合
但存在局部性还原环境：肠道是厌氧环境， 存在含还原酶的菌丛。
某些酶可在有氧条件下催化还原反应，如 NADPH-CyP P450还原酶。
氧化反应的可逆反应：NAD(P)+ NAD(P)H
催化还原反应的酶类主要存在于肝、肾和肺 的微粒体和胞液中。
1、羰基还原反应：醛类、酮类的还原：
RCHORCH2OH RCOR’ RCOHR’ 2、硝基还原反应：硝基还原酶，以 NADPH或NADH作为还原剂。
部位：主要在肝微粒体中进行，肾、
肠粘膜和皮肤中也可进行。在结合反应中 占有最重要的地位。
+UTP
U DP G焦磷 酸 化UDP-G
UDP-G脱氢酶
NAD+
HOOC
NADH+H+
O
O UDP
(UDP-GA, 葡萄糖醛酸)
形成O-葡萄糖醛酸化物
形成N-葡萄糖醛酸化物
OH
O C6H9O6
硫酸结合产 物，转化为 具有高度活 性的化合物。
五、生物转化的复杂性
(一) 生物转化的多样性
同一污染物在体内可能存在不同的 代谢方式,形成不同的代谢产物,产生不同 的毒性。
OH
NH2 不致癌
H2N
NH2
NHOH
生物质转化PPT课件
26
2021/7/23
27
生物质化学转化为清洁燃料是生物质能源化利用的重 要技术路线之一
通过生物质直接液化、定向气化、间接液化等生产气 体燃料、液体燃料及含氧燃料（甲醇、二甲醚等）
2021/7/23
化学转化
28
高品位液体燃料
目前石油是我 国高品位液体 燃料主要来源
• 我国人均石油储量不到世界 平均水平的1/10
生物质转化
2021/7/23
1
能源概念和分类
能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资 源
按形成条件，能源分为一次能源和二次能源
一次能源指自然界中现成存在，可直接取用的能源
一次能源又可分为可再生能源和非再生能源
二次能源指由一次能源加工转换成的另一种形态的能 能源源按来源分可分为三类
太阳能 地球能 引力能
2.生物质生产的季节性很强。 植物的生长有季节性，难以为化学工业提供稳定的原 料供应，对于现代化学工学的工艺流程提出新的要求
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生物质作为化学化工原料的缺点
3.在考虑用作化学化工原料的生物质是传统的粮食， 把粮食原料改作化学化工原料是否合适？
生物质的获取需要土地，大面积的种植对环境有何 影响？
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48
开展微藻生物柴油技术研发的意义
• 开辟一项有长远发展前途的新产业，促进我国相关多学 科的基础研究
• 战略性进入可再生能源领域，从根本上解决“生物原料” 问题
• 减少CO2排放可以进入CDM国际交易，具有商业价值， 这将进一步提高微藻生物柴油技术项目的经济性
• 提前进入温室气体减排运作，2012年中国很可能将正式 承诺减排协议，这意味着项目潜在的经济性巨大
生物质能的转换与控制技术PPT课件
30
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沼气发电机原理：
31
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（2）沼气燃料电池发电
燃料电池是一种将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的装置，当源源不 断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电。依据电解质的不 同，燃料电池分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧 化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。沼气燃料电池是将沼气化学能转换为电能 的一种装置，它所用的“燃料”并不燃烧，而是直接产生电能。
27
图5－4 沼气内燃机发电系统的工艺流第程2图7页/共66页
图5－5是广东省佛山市利 用城市垃圾综合处理产生沼
气，用于发电的工艺流程图。
1—污泥进料口 2—发酵池 3—循环管道 4—循环泵 5—溢流管 6—沼气储气罐 7—沼气发动机 8—三相交流发电机 9—消化污泥阀10—沉淀池 11—溢流管 12—排渣阀 13—贮留池 14—排污管
4．我国发展和利用生物质能源的意义
（1）拓宽农业服务领域、增加农民收入 （2）缓解我国能源短缺、保证能源安全 （3）治理有机废弃物污染、保护生态环境 （4）广泛应用生物技术、发展基因工程
12
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5、世界生物质能发展前景与利用现状
作为新世纪的可替代能源之一，生物质能占到全 世界总能耗的15%，数量相当巨大，是21世纪能源供 应中最具潜力的能源。因它来自自然界，无污染，同 时又是可再生能源而引起各国的重视。根据EL Insights于2010年9月发布的报告，从2010年到 2015年，全球生物制造市场预计将从5,729亿美元增 加至6,937亿美元，相当于在此期间的复合年增长率 (CAGR)为3.9%。在今后几年，生物质在生物发电、 生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长，生物 质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到 2020年530亿美元。
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沼气发电机原理：
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（2）沼气燃料电池发电
燃料电池是一种将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的装置，当源源不 断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电。依据电解质的不 同，燃料电池分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧 化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。沼气燃料电池是将沼气化学能转换为电能 的一种装置，它所用的“燃料”并不燃烧，而是直接产生电能。
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图5－4 沼气内燃机发电系统的工艺流第程2图7页/共66页
图5－5是广东省佛山市利 用城市垃圾综合处理产生沼
气，用于发电的工艺流程图。
1—污泥进料口 2—发酵池 3—循环管道 4—循环泵 5—溢流管 6—沼气储气罐 7—沼气发动机 8—三相交流发电机 9—消化污泥阀10—沉淀池 11—溢流管 12—排渣阀 13—贮留池 14—排污管
4．我国发展和利用生物质能源的意义
（1）拓宽农业服务领域、增加农民收入 （2）缓解我国能源短缺、保证能源安全 （3）治理有机废弃物污染、保护生态环境 （4）广泛应用生物技术、发展基因工程
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5、世界生物质能发展前景与利用现状
作为新世纪的可替代能源之一，生物质能占到全 世界总能耗的15%，数量相当巨大，是21世纪能源供 应中最具潜力的能源。因它来自自然界，无污染，同 时又是可再生能源而引起各国的重视。根据EL Insights于2010年9月发布的报告，从2010年到 2015年，全球生物制造市场预计将从5,729亿美元增 加至6,937亿美元，相当于在此期间的复合年增长率 (CAGR)为3.9%。在今后几年，生物质在生物发电、 生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长，生物 质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到 2020年530亿美元。
人教版高中生物必修一第五章课件_PPT幻灯片
细胞呼吸的概念：
有机物在细细胞胞内内经过一系列的氧氧化化分分解解， 最终生成CO22或其他产物，并且释释放放出出能能量量的总 过程。又叫生物氧化。 实质：氧化分解有机物释放能量
问题探讨
1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？
两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。26
主要场所：细胞质基质
酶 乳酸+少量能量 （马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物
肌细胞、乳酸菌）
无氧呼吸总反应式
C6H12O6 酶 2 C3H6O3(乳酸) + 少量能量
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官 （马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）
C6H12O6 酶 2 C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 例：大多数植物、酵母菌
（1）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？ （2）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？ （3）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机
物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能 不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中 储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细 胞又是怎样解决这一矛盾的呢？
有氧呼吸小结
①主要场所：线粒体
②能量去向： 一部分以热能形式散失 (1709kJ/mol,约60%) 另一部分转移到ATP中 (1161kJ/mol,约40%)
③总反应式：
C6H12O6+6O2酶 6CO2+ 6H2O +能量38个
④有氧呼吸概念：
ATP
细胞在_氧___的参与下，通过_多__种__酶__的催化作用，把 _葡__萄__糖__等有机物__彻__底__氧_化__分__解____，产生__C_O_2_和
第五章 生物质气化技术PPT课件
18
2 生物质气化的反应过程
④CO变换反应 CO＋H2O（g）→ H2 +CO2； ΔH＝-43.514KJ/mol
该式是制取以H2为主要成分的气体燃料的重要反应。也提 供甲烷化反应所需的H2。
当温度高于850℃时，此反应的正反应速度高于逆反应，有 利于生成H2，通常要求反应温度高于900℃。
1.1 生物质气化的概念 生物质气化的特点：
➢ 气化是将化学能的载体由固态转换为气态 ➢ 气化反应中放出的热量则小得多 ➢ 气化后的可燃气体再燃烧则可进一步释放出其具有的化学能 ➢ 生物质转化为可燃气后，利用效率明显提高，用途更为广泛 ➢ 系统复杂，生成的燃气相对其他主要气体燃料而言热值较低，
不便于储存运输，须有专门的用户或配套的利用设施。
生物质完全燃烧理论空气量可根据元素分析计算：
V= 1 （1.866[C]+5.55[H]+0.7[S]+0.7[O]） 0.21
V为理论空气量(m3/kg) ；[C]为C元素含量%
实际空气需要量：
VL=φV
25
3 气化过程的几个基本参数
（2）气体产率
气体产率是指单位质量的原料气化后所产生气体燃料在 标准状态下的体积。 相关因素：
干燥层
湿料
气
体
干水 物分
100~250℃ 高温气流
氧化层燃烧
11
2 生物质气化的反应过程
2.2 热分解反应
秸秆受热后发生裂解反应，大部分的挥发分从固体中分离出去。 裂解需要大量热量，温度降到400~600℃。裂解反应方程式为：
CH1.4O0.6=0.64C+0.44H2+0.15H2O+0.17CO+0.13CO2+0.005CH4
2 生物质气化的反应过程
④CO变换反应 CO＋H2O（g）→ H2 +CO2； ΔH＝-43.514KJ/mol
该式是制取以H2为主要成分的气体燃料的重要反应。也提 供甲烷化反应所需的H2。
当温度高于850℃时，此反应的正反应速度高于逆反应，有 利于生成H2，通常要求反应温度高于900℃。
1.1 生物质气化的概念 生物质气化的特点：
➢ 气化是将化学能的载体由固态转换为气态 ➢ 气化反应中放出的热量则小得多 ➢ 气化后的可燃气体再燃烧则可进一步释放出其具有的化学能 ➢ 生物质转化为可燃气后，利用效率明显提高，用途更为广泛 ➢ 系统复杂，生成的燃气相对其他主要气体燃料而言热值较低，
不便于储存运输，须有专门的用户或配套的利用设施。
生物质完全燃烧理论空气量可根据元素分析计算：
V= 1 （1.866[C]+5.55[H]+0.7[S]+0.7[O]） 0.21
V为理论空气量(m3/kg) ；[C]为C元素含量%
实际空气需要量：
VL=φV
25
3 气化过程的几个基本参数
（2）气体产率
气体产率是指单位质量的原料气化后所产生气体燃料在 标准状态下的体积。 相关因素：
干燥层
湿料
气
体
干水 物分
100~250℃ 高温气流
氧化层燃烧
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2 生物质气化的反应过程
2.2 热分解反应
秸秆受热后发生裂解反应，大部分的挥发分从固体中分离出去。 裂解需要大量热量，温度降到400~600℃。裂解反应方程式为：
CH1.4O0.6=0.64C+0.44H2+0.15H2O+0.17CO+0.13CO2+0.005CH4
生物质资源转化与利用 第五章 生物质直接气化技术
5.1.1 生物质气化原理
生物质气化都要通过气化炉完成。典型的下吸收式生物质 气化过程通常包括生物质的干燥、热解、氧化和还原4个阶 段，这4个阶段在气化炉中对应形成4个区域。 以气体在炉内自上而下流动的气化炉工作情况，介绍生物质 气化原理 1）干燥层 100~250 oC的高温作用下，生物质中的自由水和结合水被加 热析出，此过程比较缓慢，需要大量的热量。
主要缺点
系统复杂，生成的 燃气相对其他主要 气体燃料而言热值 较低，不便于储存 运输，须有专门的 用户或配套的利用 设施。
生物质气化的主要原料:
废木材、柴薪、秸秆、果壳、稻壳、木屑等。一般都是挥发分高、 灰分少、易裂解的生物质废弃物。
生物质气化的主要用途:
1）民用炊事与取暖 2）烘干谷物、木材、果品、炒茶等 3）发电 4）区域供热等 5）工业企业用蒸汽
2）热分解层 热解是指生物质的基本热解反应过程，可以看做是其纤维素、 半纤维素、木质素热解过程的综合体现。 生物质被加热到500~600 oC时，半纤维素、纤维素、木质素 热分解析出焦油、CO2、CO、氢气、甲烷等大量可燃气和生 物质炭。 CO 温度超过240 oC 左旋葡萄糖酐 温度进一步升高 CO2 纤维素 单糖、多糖 大分子苷键断裂 碳碳和碳氧键断裂 水 脱水低聚糖
4）还原层 在没有氧气的条件下，生物质炭与气流中的 CO2、水、氢气 发生一系列反应，还原层没有氧气存在，CO2和水在这里还 原成 CO 和氢气，进行吸热反应，温度开始降低，一般温度 在700~900 oC。 C+CO2 → 2CO C+H2O(g) → CO+H2 C+2H2O(g) → CO2+2H2 CO+H2O(g) → CO2+H2 △H = +162.30 kJ △H = +118.74 kJ △H = +75.19 kJ △H = +43.56 kJ
生物质资源转化与利用 第五章 生物质直接气化技术
℃
干燥层 热解层 氧化层 还原层 喉 管 区 空气
热解层500-700
氧化层1000-1200
还原层700-900
1200 800 400 ℃
灰室
优点
结构简单，有效层高度几乎不变，运行稳定性好。负压 操作可随时打开填料盖，操作方便。运行可靠，燃气焦油含量低。 气流下行方向与热气流升力相反，使风机功耗增加； 可燃气须经过灰层和储灰室吸出，灰分较高；气体经高温层流出， 出炉温度较高。因此不适于水分大、灰分高且易熔结的物料。
水蒸气与生物质比为0.95
氢气气化：
是使氢气同碳及水发生反应生成大量甲烷，形成高热值燃气 （22.3~23.5MJ/m3标准状态气）的工艺。
优点：高质量气体燃料，用途广泛，效率高。 缺点： 反应需在高温高压且具有氢源的条件下进行，条件
苛刻，实际应用很少。
热分解气化：
热解气化是将农作物秸秆在热解炉中进行隔绝空气干馏, 获得以 CH4、H2为主的中热值可燃气, 同时获得木炭和木焦油等产品。 这种方法既不用氧气也不用外加热源，气体热值可达到 10.7 MJ/m3以上。
气体产物中总是掺杂有燃料的干馏裂解产物，如焦油、醋酸、
低温干馏气体、炭黑。
5.1.2 生物质气化工艺
不用： 热分解气化 气化介质 使用： 空气 氧气 水蒸气 混合气体 氢气
混合气体通常为 空气（氧气）与水蒸气
空气气化：
以空气为气化介质的自供热气化工艺系统。获得以CO为主的 低热值燃气。
惰性N2全部保留，燃气热值较低（5MJ/m3左右）
22260~23520
设备简单，自 无N2，热值高， 热值高，供 高质气，需氢 供热，热值低 高效 热与高C料 气，高压高温 锅炉、干燥 合成燃料、合成氨 热源、管网
干燥层 热解层 氧化层 还原层 喉 管 区 空气
热解层500-700
氧化层1000-1200
还原层700-900
1200 800 400 ℃
灰室
优点
结构简单，有效层高度几乎不变，运行稳定性好。负压 操作可随时打开填料盖，操作方便。运行可靠，燃气焦油含量低。 气流下行方向与热气流升力相反，使风机功耗增加； 可燃气须经过灰层和储灰室吸出，灰分较高；气体经高温层流出， 出炉温度较高。因此不适于水分大、灰分高且易熔结的物料。
水蒸气与生物质比为0.95
氢气气化：
是使氢气同碳及水发生反应生成大量甲烷，形成高热值燃气 （22.3~23.5MJ/m3标准状态气）的工艺。
优点：高质量气体燃料，用途广泛，效率高。 缺点： 反应需在高温高压且具有氢源的条件下进行，条件
苛刻，实际应用很少。
热分解气化：
热解气化是将农作物秸秆在热解炉中进行隔绝空气干馏, 获得以 CH4、H2为主的中热值可燃气, 同时获得木炭和木焦油等产品。 这种方法既不用氧气也不用外加热源，气体热值可达到 10.7 MJ/m3以上。
气体产物中总是掺杂有燃料的干馏裂解产物，如焦油、醋酸、
低温干馏气体、炭黑。
5.1.2 生物质气化工艺
不用： 热分解气化 气化介质 使用： 空气 氧气 水蒸气 混合气体 氢气
混合气体通常为 空气（氧气）与水蒸气
空气气化：
以空气为气化介质的自供热气化工艺系统。获得以CO为主的 低热值燃气。
惰性N2全部保留，燃气热值较低（5MJ/m3左右）
22260~23520
设备简单，自 无N2，热值高， 热值高，供 高质气，需氢 供热，热值低 高效 热与高C料 气，高压高温 锅炉、干燥 合成燃料、合成氨 热源、管网
生物质转化工程 ppt课件
煤化工及石油化工对生物质利用的启示
催化裂化
核心技术开发
原料: • 稳定 • 大规模供应
固定床
移动床
技术: • 催化剂 • 工艺
提升管
产品: • 燃料, • 化学品
煤化工及石油化工对生物质利用的启示
热电厂 2.8 Billion Ton
二氧化碳减排
石油化工
1.1 Billion Ton
CO2
Emission
这些特性显示出PTT美好的工业化前景，它不仅可以作为新型合成纤维在地毯和 纺织品方面有着广阔的应用前景，而且在工程热塑性塑料领域也有巨大的应用 潜力，因此PTT将成为PET、PBT、尼龙66等聚合物的强劲竞争对手。
NREL’s Definition
美国国家再生能源实验室 （U.S. National Renewable Energy Laboratory, NREL）:
以生物质为原料，将生物质转化工艺和设备相结合，用 来生产燃料、电热能和化学产品集成的装置。
生物炼制过程与产品
生物质
成份分离
碳水化合物
淀粉
生
- 食物; - 生物塑料; - 溶剂; -纤维; -生物洗涤剂; -化学品 -燃料 - …….
废弃物
生物质炼制：生物催化与化学催 化的有机结合
生物质
生物催化 化学催化
物理方法 ……
热、电
燃料 化学品 材料
生物合成气平台
生物炼制：以可再生的生物质为原料，经过生物、化学、 物理方法或这几种方法集成的方法，生产一系列化学品、 材料与能源的新型工业模式。 Science, 2006, 311: 484-498
1,3-丙二醇
1,3-丙二醇
PTT
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油脂通过醇解反应生产的柴油燃料
CH2OOC R1 CHOOC R2 CH2OOC R3
+ 3CH3OH
CH3OOC R1 CH3OOC R2 CH3OOC R3
CH2OH + CHOH
CH2OH
三 甘 酯 甲 醇
脂 肪 酸 甲 酯
生物柴油
甘 油
甲 醇：也可以用乙醇替代，但甲醇价廉 生物柴油：主要由C16-C18脂肪酸甲酯组成
.
生物柴油的性能特征
生物柴油在下述方面具有比普通柴油优良的性能：
➢ 具有较好的润滑性能，使发动机的磨损降低，延长使 用寿命；
➢ 闪点高，在运输，储存，使用方面的安全性好； ➢ 十六烷值高,燃烧性能好； ➢ 硫、芳烃含量低，含氧量高，燃烧残碳低，排放好
.
生物柴油的用途
直接用作车用优质柴油，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、
Hydrodeoxygenation Zeolite upgrading
Alkyl benzenes, pAhroemnoaltsics, coke
C5 Sugars
(Xylose)
Dehydration
Furfural
Aqu. Phase Proc.
C8-C13 n-Alkanes, Alcohols MTHF (Methyltetrahydrofuran)
.
跨国石油和粮油集团纷纷进军生物柴油领域
Chevron Technology Ventures LLC
➢ 获得Galveston Bay Biodiesel 22%股权，2006年底在 Texas建设生物柴油生产和分销设施
DOW化学与世界能源联合生产生物柴油
法国Total公司和芬兰Neste公司合作建设新一代生 物柴油装置，2008年投产
规划2010年产量达到800～1000万吨
.
美国生物柴油发展概况
利用丰产的大豆为原料发展生物柴油 2003年，销售量为8万吨 2005年11月份美国的全国生物柴油协会估计，大约45家公司
正在积极生产生物柴油 据2006年1月份“生物杂志（Biodiesel Magazine）”报导，
美国2006年将建成15个生物柴油厂，总能力75万吨，同时扩 建3个生物柴油厂，扩建能力为15万吨 2007年9月，美国生物柴油协会称：美国共有148个生物柴油 厂，但一部分未运转 美国规划2011年生物柴油生产115万吨，2016年到330万吨
.
生物质原料
农林废弃物等木质生物质资源
木质素 .
低品位油脂
生物航空燃料
Jet fuel: 10% in a typical refinery
Technology, Fuels, Operations & Infrastructure Potential Role for Carbon Credits to Bridge
.
国外以精制原料油生产生物柴油的工艺
普遍采用液碱催化二段酯交换工艺
Biodiesel Industries BioSource Fuels, LLC Energea -- Klosterneuburg, Austria Superior Process Tech. Crown Iron Works Bratney Companies Westfalia Separator, Inc. Pacific Biodiesel Renewable Products Development Laboratories Biodiesel International
联美实业（美国）阗仁德环保能源有限公司在 上海建5万吨/年生物柴油厂
.
（三）
发展生物柴油产业的关键是原料
.
原料对生物柴油生产的影响
植物油的价格占成本的70～85％ 植物油性质和组成决定加工流程与产品方案 油料亩产量影响生产装置规模
（几千吨～25万吨/年）
油料收集、运输、物流半径和油品市场影响厂址选择 原料供应有季节性 往往需要采用多种原料以保证连续生产
Alkyl esters (Bio-diesel) C1-C14 Alkanes/Alkenes
Green diesel/green jet Direct Use
Zeolite Aqueous or S.C. Reforming
Aromatics, alkanes, coke Hydrogen
G.W. Huber, S. Iborra, A. Corma; Chemical Reviews 106, 4044 (2006).
.
我国发展生物柴油的原料
——不与食用粮油争地
提供价廉油源——林业原料：
➢ 麻风树油、黄连木油、橡胶籽油等 ➢ 但有一个培育过程
目前的主要原料——废弃油脂：
➢ 餐饮业废油 ➢ 榨油厂下脚料 ➢ 废弃动物脂肪
利用东南亚棕榈油、麻疯果油等
.
（四）
国外生物柴油生产工艺 的现状与发展趋势
.
什么是生物柴油
B5、B10、B20柴油 车用燃料润滑添加剂，能改善低硫柴油的润滑性 非车用柴油的替代品，如船用、炉用、农用 机械加工润滑剂，脱模剂 优质溶剂油，如用作脱漆剂、印刷油墨清洗剂、粘合剂
脱除剂，可用于工业清洗、脱漆、电子、航天工业、家 用、食品加工、沥青处理 用于代替脂肪酸生产精细油脂化学品
.
Potential role for carbon credits
.
芳香烃及酚类化合物
.
煤直接液化是热与催化协同作用的典型过程
.
生物质能源不同转化技术
热化学
.
石油化工
• 以催化裂化及加氢裂化为核心 • 处理液态原料 • 生产交通燃料及化学品
.
煤化工
• 处理固体原料 • 生产电力、热、液体燃料等多种
Hydrodeoxygenation Zeolite Upgrading
Emulsions
Aromatics, hydrocarbons Aromatics, light alkanes, coke
Direct Use
Lignin
(coumaryl, coniferyl and sinapyl alcohols)
传递等 • 生物质能源概述、生物质热解气化基础等
课程安排
第五周：生物柴油 第六周：生物质热解及热解油精制 第七周：生物质气化及化学合成 第八周：生物质水热转化及生物基化学品
.
生物质热化学转化
生物柴油
方云明 北京化工大学化学工程学院
化学工程楼A410 fangym@
.
Hydrogen Methanol Alkanes
Gasoline Olefins
Biomass Feedstocks Cellulosic Biomass (wood, wood wastes, corn Stover, switch grass, agricultural waste, straw, etc.) Chemical Structure: cellulose, hemicellulose, lignin
使用生物柴油的注意事项
对橡塑部件具有溶胀性，与有些管路和垫圈不兼容
凝固点高（1.7-15.6℃），低温流动性不如普通柴油
氧化安定性差，可加添加剂改善
单位能量稍低，但燃烧完全可以弥补
典型2号柴油 生物柴油B100
热量单位/1b 18300 16000
热量单位/gal 129050 118170
（一） 生物柴油的性质及其用途
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什么是生物柴油
油脂通过醇解反应生产的柴油燃料
CH2OOC R1 CHOOC R2 CH2OOC R3
+ 3CH3OH
CH3OOC R1 CH3OOC R2 CH3OOC R3
CH2OH + CHOH
CH2OH
三 甘 酯 甲 醇
脂 肪 酸 甲 酯
生物柴油
甘 油
甲 醇：也可以用乙醇替代，但甲醇价廉 生物柴油：主要由C16-C18脂肪酸甲酯组成
Fast Pyrolysis Liquefaction
Corn Stover Bagasse
Corn
Sugarcane
Pretreatment & Hydrolysis
Corn Grain Hydrolysis
Steam-Reforming
Bio-oils (Sugars, Acids, Aldehydes, Aromatics)
获2010年全国优秀博士论文奖
香港科技大学
2008.1-2013.2
2009.2-2010.2
中国科学院青岛生物能源与过程研究所 美国亚利桑那州立大学
中国科学院卢嘉锡青年人才奖
从事微藻生物燃料研究
2013.10北京化工大学
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生物质利用概括图
Gasification
Syn-gas CO + H2
Water-gas shift MeOH Synthesis Fischer-Tropsch Synthesis
不同原料生产的生物柴油性质有差异
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（二） 油价飙升加速了国内外
生物柴油的发展
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欧盟生物柴油发展概况
欧盟为了履行“京都议定书”中减轻地球 温室效应的承诺，大力发展生物柴油
欧洲生物柴油的产量：
➢ 2002年，107万吨 ➢ 2003年，143万吨 ➢ 2004年，193万吨 ➢ 2005年，338万吨 ➢ 2006年，398万吨
Fermentation
APD/H
Ethanol, Butanol C1-C6 n-Alkanes
Triglycerides (Vegetable Oils, Algae)