生物油提质改性研究进展
・２６・ 卫文娟等生物油提质改性研究进展 综述
生物油提质改性研究进展
卫文娟 李宝霞金 湓
（华侨大学化工学院，福建厦门３６１０２１）
摘要从乳化、催化加氢、催化裂解、催化酯化、重整制氢、萃取和膜分离等７个方面阐述 了生物油的提质改性技术及其研究进展。认为生物油低热值、强酸性和高粘度等特性影响 了其广泛应用．因此必须对生物油进行提质改性，除了从工艺过程方面入手外，选择合适
的乳化剂、催化剂、萃取剂或半透膜以提高分离效果、降低成本并易于实现工业化将会是
今后的重点研究方向。 关键词生物油；提质改性；能源；进展
中图分类号ＴＱ６４５ 文献标识码Ａ ＤＯＩ １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－６８２９．２０１３．Ｏ１．００８
能源是人类活动的物质基础，分为可再生能源
和不可再生能源２大类。目前。不可再生能源主要是
煤炭、石油和天然气等主流能源，其大规模开采已经
不仅使自身储量不断减少，也给环境带来了严重污
染『ｌ】。可再生能源包括生物质能、太阳能、水能、风能
和地热能等．其中生物质能是目前比较重要的可再
生能源之一。
我国生物质资源很丰富，年产量达３ｘ１０ ｔ，生
物质热解技术由于其潜在的工业化前景而很受人们
关注。生物质热解制取的液体燃料称为生物油，生物
油中含有大量的含氧化合物，使得其ｐＨ低、腐蚀性
大、热值低。因此，研究生物油的深加工技术，具有非
常重要的意义［２１。
１ 生物油的提质改性
１．１ 乳化
将生物油作为液体燃料直接使用，会使机器的
机械结构和操作变得非常复杂，但可以利用表面活
性剂的乳化作用．使其与其他液体燃料混合相溶后
使用。
Ｙｕｐｉｎｇ Ｌｉ等研究了在超声波条件下生物油水
相组分与ｏ＃柴油的乳化．结果发现水相生物油组分
与柴油的质量流率比会在很大程度上影响生物油的
稳定性，当流率比为１：９时．优化后的生物油放置３Ｏ
ｄ也不会分层嘲。Ｄ Ｃｈｉａｒａｍｏｎｔｉ等探讨了在不同的柴
油引擎中生物原油与柴油的乳化，研究发现乳状液
收稿日期：２０１２—１２—０３ 的粘度随生物油含量的增加而增加，乳状液的稳定
性随乳化剂含量的增加而增加 。在喷射管中，高湍
流速率会引起腐蚀性加剧。
在乳化过程中不需要过多的转化操作，但乳化
剂和能量输入使得生物油的乳化成本过高。因此，可
先对生物油进行适当的预处理，然后寻找价廉高效
的乳化剂。
１．２催化加氢
催化加氢是在高压和氢气存在下，以Ｃｏ—Ｍｏ、
Ｎｉ—Ｍｏ及其氧化物负载在Ａｌ２０，等载体上为催化
剂，进行削弱分子内的作用力的加氢反应。
Ｓｅｎｏｌ等在一定的压力、温度和氢流量下，以硫
化Ｃｏ—Ｍｏｌｔ—Ａ１２０３和Ｎｉ—Ｍｏ／Ｔ—ＡＩ２０３为催化剂，戊酸
甲酯和庚酸甲酯为模型化合物，认为脂肪酸甲酯生
成烃类有３种途径：第１种是酯生成醇。然后脱水生
成烃；第２种是酯水解生成羧酸和醇，再脱羧和脱水
生成烃：第３种是酯直接脱羰基生成烃［５１。魏宏鸽等
分别以Ｃｏ—ＭｏｆｆｉＯ 和Ｎｉ—Ｍｏ厂ｒｉＯ２为催化剂得到模
型化合物（香兰素、糠醛、邻甲氧基苯酚、苯酚、乙酸
和乙醇）的最佳加氢工况是反应温度２５０ ｏＣ、反应时
间２ ｈ、冷氢气压力１．５ ＭｐａＩ６］。
由催化加氢方法改性后得到的生物油的腐蚀性
组分含量明显降低，稳定性有所提高，但是所需的设
备和处理成本高，反应中也易发生催化剂失活等问
题Ｉ７】。
Ｅｌｌｉｏｔｔ Ｄ Ｃ等人提出了适度催化加氢的方法，
２０１３年第２０卷第１期 化工生产与技术 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ・２７・
即在较低的温度和较短的停留时间条件下．用较少
的氢饱和活泼的非饱和脂肪烃ｌ８Ｊ。而８０℃以上时生
物油组分间强烈的聚合反应会导致黏度增大。所以
开发利用８０℃以下催化加氢所要的催化剂是发展
生物油催化加氢的关键。
１．３催化裂解
催化裂解是指生物油中的大分子在催化剂的作
用下裂解成小分子。与催化加氢相比较，催化裂解条
件较温和，成本也较低。催化裂解最常用的催化剂有
Ｙ型分子筛、ＨＺＳＭ一５、Ｎａ—ＺＳＭ一５和磷酸铝类分子
筛等。
Ｃｈｅｎ Ｚｈａｏ等利用镍／ＨＺＳＭ一５催化剂通过串联
反应改质热解油，结果发现原料油组分在水相中的
改性是一个有效的、可持续的、双官能团的过程，通
过加氢一水解一脱水一脱氧芳构化串联起来［９１。贤晖等
分别采用Ｃ１２Ａ７—０一和Ｃ１２Ａ７一ＭｇＯ催化剂．进行了
生物油催化裂解制备氢气试验，结果发现ＭｇＯ的添
加能很大地提高氢气的产率，而且可以抑制积炭的
生成以延长催化剂的寿Ａ【 ｏｌ。
虽然催化裂解能使生物油的含氧量显著降低．
但精制油的产率较低，结焦率较高。为了降低结焦
率、提高精制油产率，可以先采用四氢萘、醇、苯类等
有机溶剂稀释生物油或者将生物油初步分离后分别
精制。
１．４催化酯化
ＳＯ￣－／Ｍ ０ 固体酸催化剂较早实现工业化，此类
固体超强酸的酸中心是由金属氧化物与ＳＯ４２一之间
的相互作用所致。常用的固体超强酸有ＳＯ￣－／ＺｒＯ 、
Ｓ０４２－厂１１ｉＯ２、ＳＯ４２－］Ｆｅ２Ｏ３、ＳＯ４２－／Ａｌ２Ｏ３和ＳＯ￣－／Ｓｂ２Ｏ３等，
催化效果很明显。
Ｍｉｎ Ｓｏｎｇ等研究了不同固体酸催化剂对生物油
性质的影响ｌｌｌ】。结果表明，ＳＯ４２－］ＳＩＯ２一ＴｉＯ２催化剂有
较好的催化性能，生物油的热值增加了８３．２２％，动
力学粘度下降了９５．４５％，ｐＨ升高了６８．６３％，水的
质量分数下降了５２．２３％。
也经常有报道用离子交换树脂作酸碱催化剂，
这符合绿色化学要求，应用前景广阔。常用的强酸性
阳离子交换树脂有Ｄ００１、Ｄ０６１、ＮＫＣ一９和７３２型
等，已在试验中显示出了较好的催化性能。
王锦江等使用ＮＫＣ一９树脂和７３２型树脂在间
歇釜内对添加了甲醇的生物油进行了酯化研究Ｉｌ２１。
结果表明，７３２和ＮＫＣ一９改性后的生物油与原料油
相比，热值分别提高了３２．２６％和３１．６４％，酸值分别
降低了８８．５４％和８５．９５％，水分分别降低了２７．７４％ 和３Ｏ．８７％，粘度都降低了９７％左右。
随着绿色化学的发展，人们也越来越关注固体
碱催化剂。张琦以超细 —Ａ１ Ｏ３和Ｋ２Ｃ０３为原料制
备固体碱进行催化酯化研究，结果表明，添加了
Ｋ ＣＯ，后的 —Ａ１２Ｏ３酯化效果较好，乙酸转化率显著
增加。若添加适量的ＮａＯＨ，不仅能增强催化剂的耐
水性，而且能提高生物油的ｐＨ值从而降低生物油
的腐蚀性【－引。
但是。高成本和低比表面积在一定程度上不利
于其发展，因此，这将是研制开发固体碱催化剂很好
的突破口。固体酸碱催化剂反应后易与体系分离，一
般还能够再生使用。
１．５重整制氢
由于Ｈ 是一种清洁能源，也是一种重要的化工
原料，将生物油通过重整生产出Ｈ 毫无疑问是一种
好方法。
朱锡锋等蒸汽重整乙酸，在Ｎｉ—Ａｌ共沉淀催化
作用和一定的温度、空速下，重整所得气体产量明显
提高，其中Ｈ 和ＣＯ 产量随催化剂质量和乙酸流量
的比增大而增加，而ＣＨ 和Ｃ：产量降低㈣。Ｋｅｃｈａ．
ｇｉｏｐｏｕｌｏｓ Ｐ Ｎ等使用廉价Ｎｉ基催化剂重整丙酮、乙
二醇和乙酸混合物，模型反应物能完全转化，氢产率
达９０％；而重整山毛榉由于结焦率高，氢产率在
６０％左右ｌｌ ５ｌ。袁丽霞等在４５０～５５０ ｏＣ条件下通过电
催化水蒸汽重整生物油制取氢气，氢产率和生物油
转化率都较高，氢产率达到７５％～９６％，生物油转化
率为７３％～９８％ 。Ａ Ｂａｓｉｌｅ等研究了在钯一银致密膜
反应器中醋酸蒸汽重整反应制取纯氢．可在很大程
度上提高醋酸的转化率和氢气产率【ｌ７Ｊ。
在催化剂中添加钴、铬、镁或镧，缓解催化剂积
炭失活问题。Ｉｏｊｏｉｕ Ｅ Ｅ等人提出连续式２步制氢的
路线，第１步催化裂解，第２步催化剂再生［１８１。
１．６萃取
溶剂萃取利用被分离组分在２种互不相溶的溶
剂中溶解度的差异而达到分离目的。因此。对于生物
油萃取，萃取剂的选择尤为重要。
Ｔｕｙａ Ｂ等把生物油溶于水，从水溶部分中提取
有机酸、醛等。从非水溶部分中提取木质素等【ｌ ９ｌ。在
乙酸乙酯、烷烃、醚类、甲苯和正戊烷等也是常用的
生物油萃取剂。Ｊｅａｎ等从生物油中提取出了药物中
间体丁香酚，先将生物油与正戊烷｝昆合，再用甲苯、
水萃取不溶于正戊烷的部分，萃取率达到了８１．１％ 。
溶剂萃取操作简单、速度快。但萃取剂与被萃取
组分的分离，特别是回收被萃物较困难。而超临界萃 ・２８・ 卫文娟等 生物油提质改性研究进展 综述
取利用流体处于临界点以上时具有气体和液体双重
特性的特点。将多种物质选择性地溶解于超临界流
体中而实现分离，因此具有萃取速度快、萃取温度
低、溶质易分离、无需反萃等优点。
Ｓａｋｏ等研究了超临界ＣＯ２一Ｈ２Ｏ—ｆｕｒｆｕｒａｌ汽一液、
汽一液一液相平衡，结果表明，超临界ＣＯ 可从水和
糠醛的混合物中萃取出糠醛，且糠醛的质量分数高
达９５％ｆ２１】。黄荣荣等在温度为４０ ｏＣ、压力在１５～３０
ＭＰａ下的ＣＯ 一Ｈ Ｏ—ＨＡＣ（乙酸）体系的相平衡研究
结果表明，ＨＡＣ在ＣＯ 中的溶解度随压力的升高而
增大１２２１。
超临界ＣＯ 萃取操作温度一般在３５～８０℃，这
样能有效避免生物油在分离过程中发生聚合等副反
应．因而适合于某些组分的分离。但生物油的成分非
常复杂．超临界条件下生物油中各主要成分的多元
体系相平衡研究就成为一个难题。而对于溶剂萃取，
应尽可能地使选择的萃取剂能与生物油中的某一或
某类成分发生专一性作用。再利用温度摆动效应或
ｐＨ摆动效应回收被萃物。
１．７膜分离
膜分离以半透膜为选择障碍层，在膜２侧施加
一定的压差，使不同的溶质在通过液层时具有不同
的扩散系数，从而将各溶质分离。膜分离高效、节能、
环保、选择性高、富集倍数大和操作简便。膜分离在
生物油分离的研究尚不多，但仍然是很有潜力１２３１。
Ｓａｇｎｅ等在一种ＣＰＡ 反渗透膜２侧研究了乙
酸、丁酸、２，３一丁二醇、糠醛、苯乙醇５个组分的吸附
和渗透情况，发现渗透特性与吸附作用和相对分子
质量有关，乙酸和２，３一丁二醇不会被膜吸附，而糠
醛和苯乙醇符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附特性。乙酸、糠醛的
截留率为３０％～６０％．丁酸的截留率为７Ｏ％ ８０％，
２，３一丁二醇和苯乙醇的截留率较高，为８０％～９８％ｔ２４￣。
Ｊｅｓｕｓ等采取膜分离与全蒸发相结合的方式，研
究了甲醇一水、丙醇２种异构体一水混合物体系，结
果发现ＣＭＧ—ＯＭ一０１０膜的分离效果优于１０６０一
ＳＵＬＺＥＲ膜，即能从水中分离醇，也能分离开丙醇的
异构体／２．５１。
但由于生物油的复杂性，因此还没有在真实生
物油体系中应用膜分离技术。
２ 结语
生物油在利用中具有ＣＯ：零排放和ＳＯ：和ＮＯ
产出少的优点，被认为是一种可替代化石能源的新
型燃料，在世界各国能源领域中已经得到高度重视。 生物油改性技术都存在各自的不足．使其难以实现
工业化，目前仍处于实验室研究阶段。催化裂解过程
中催化剂容易结焦失活，乳化、催化加氢和水蒸汽重
整操作成本和耗能较多．催化酯化改性后的生物油
品质不高．膜分离中选择合适的半透膜较为复杂。因
生物油及其衍生物催化重整制氢研究进展
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2022061
生物油及其衍生物催化重整制氢研究进展
李 果1,2 ，张安东1,2 ，万 震1,2 ，李志合1,2,* ，王绍庆1,2 ，李 宁1,2 ，张 鹏1,2（1. 山东理工大学 农业工程与食品科学学院, 山东 淄博 255000；2. 山东省清洁能源工程技术研究中心, 山东 淄博 255000）摘 要：氢气作为最理想的清洁能源之一，在石油、化工、冶金、石化、食品和化肥工业等行业中发挥着重要作用。生物油水蒸气催化重整制氢作为一种具有发展前景且经济可行的绿色制氢技术，近些年来受到了研究者的广泛关注。本工作对近年来该领域的研究进展进行综述，重点分析了生物油（生物原油、水相生物油以及重质生物油/焦油）、生物油模型化合物（羧酸类、醇类、酚类等）和其他生物油衍生物的催化重整产氢过程，包括其在重整反应机理、重整工艺以及催化剂等方面的研究进展。对多种混合模化物以及真实生物油催化重整反应机理的深入探究是目前研究的主要难点，研制节能、高效的催化重整反应器以及开发稳定、高活性的重整催化剂是目前乃至今后生物油催化重整制氢领域研究和推广的重点。关键词：生物油；模化物；催化剂；重整制氢中图分类号： TK6 文献标识码： A
Research progress on catalytic reforming of bio-oil andits derivatives for hydrogen productionLI Guo1,2 ，ZHANG An-dong1,2 ，WAN Zhen1,2 ，LI Zhi-he1,2,* ，WANG Shao-qing1,2 ，LI Ning1,2 ，ZHANG Peng1,2（1. School of Agricultural Engineering and Food Science, Shandong University of Technology, Zibo 255000, China；2. Shandong Research Center of Engineering and Technology for Clean Energy, Shandong University of Technology,Zibo 255000, China）Abstract: Hydrogen is considered to be one of the most desirable clean energy sources and plays an important rolein petroleum, chemical, metallurgical, petrochemical, food and fertilizer industries. Steam catalytic reforming of bio-oil for hydrogen production is considered as a promising and economically viable sustainable green hydrogenproduction technology, which has received a lot of attention from researchers. This paper presents a review of recentresearch in this field, focusing on the catalytic reforming of bio-oils (bio-crude oil, aqueous bio-oil and heavy bio-oil/tar), bio-oil model compounds (carboxylic acids, alcohols, phenols, etc.) and other bio-oil derivatives forhydrogen production, including the reforming reaction mechanism, reforming process and catalysts. Thedevelopment of energy-efficient and efficient catalytic reforming reactors and stable and highly active reformingcatalysts are the main focus of current and future research and promotion in the field of catalytic reforming of bio-oilfor hydrogen production.Key words: bio-oil；model compound；catalyst；reforming to hydrogen
生物质热解油提质的研究概况
22石油化工引言目前，生物质热解油代替石化柴油在供电供热领域应用十分广泛，但是其水分多、腐蚀性强等一系列问题阻止了在柴油机领域的推广。近年来，采取相应手段提高生物质热解油的性质以适合柴油机燃烧系统变成了热门课题，当前主要的方式主要有：催化裂解、催化加氢、催化酯化、萃取、和乳化等。尽管有以上的多种方式可以提升生物质热解油的品质，但其大规模使用在车用柴油机上仍未能见到。如果寻找到一种经济高效的提质措施，生物质热解油大规模商用的进程将被快速推进，并且在改善世界性能源短缺和治理环境污染等方面具有重大意义。一、生物质热解油组成及性质生物质热解油具有复杂的有机组分，其中包含了酸、醛、酮、醇、酯、醚、酚和糖类及其衍生物等上百种物质。想要准确地测定出热解油的组分非常困难，现阶段多使用气质联用仪对生物质热解油进行组分分析。Branca等对木屑进行热裂解制得生物质热解油，并使用气质联用仪测得其中含有：乙酸、羟乙醛、苯酚和愈创木酚在内的40多种有机化合物，也推算出了该生物质的主要裂解过程为纤维素、半纤维素和木质素的快速分解。Bertero等对小麦壳、豆科灌木和松木三种原料进行传统方式的热解，分别得到了三种生物质热解油。随着热解油原料的改变，各个组分的含量变化很大，这说明热解油各组分的相对含量会由于原材料的不同而差异显著。Huber等通过实验发现，生物质热解油的成分不仅受到原材料的影响，还受到制备工艺的影响，不同的实验条件对生成物的组成成分影响十分明显。由此可见，合适的加工工艺能够有效改善生物质热解油的品质。通过快速加热分解生物质得到的液体状热解油在成份上与传统石化柴油还存在很大差别，所以在生物质热解油在大规模实际使用上还存在许多问题，例如水分相对含量较高导致点火困难，运动粘度较高导致易在喷油嘴中结焦堵塞喷嘴。热值低是生物质热解油的一个严重缺陷，在柴油机的实际使用时会提高燃料用量，更多的喷油量会导致雾化效果恶化，与空气混合作用降低，甚至影响柴油机的正常工作。将生物质热解油作为柴油机的燃料，还可能缩短柴油机寿命，生物质热解油在燃烧过程中会产生大量的有机酸和灰分，前者会对柴油机内部部件产生不可逆的破坏，后者的长时间堆积会堵塞内部管道。由此可见，改善生物质热解油的组成成分以及降低其运动粘度，是将其作为石化柴油代用燃料的关键。张雪辉等等研究发现，含水量高的生物质热解油其运动粘度普遍较低，但仍比石化柴油高出较多。生物质热解油内部含有的大量有机物存在多种相互反应，大大降低了整体的稳定性。其中的醛类、酮类等物质会在有机环境下进行聚合反应，影响生物质热解油的稳定性，大大提高了运动粘度。Mante等将生物质热解油密封静置数月，其内部各种不稳定组分还会持续发生化学反应，最终液体粘度显著提高。此外，添加适度的醇类溶剂可以有效降低生物质热解油的运动粘度，同时也提高了其热值和稳定性，使得生物质热解油应用得以进一步发展。二、生物质热解油提质工艺现状想要生物质热解油真正替代石化柴油，就必须解决含水量高，运动粘度高和有机物质的稳定转化等问题。在诸多提质生物质热解油的方案中，催化酯化法不仅可以提高生物质热解油的稳定性，降低运动粘度还可以有效降低腐蚀性以减小对柴油机的损伤。1.催化酯化预处理生物质热解油中含水量多，这虽然能够有效降低其运动粘度而便于其作为燃料使用，但同时也会造成低热值和发动机点火困难等问题，所以在催化酯化反应前进生物质热解油提质的研究概况徐 行1 耿洪洋1 缪树涵1 王 铖2 1.江苏大学汽车与交通工程学院；2.爱德克斯（常州）管理有限公司【摘 要】柴油机作为最重要的动力机械设备在生活中应用十分广泛，但伴随着世界环境问题和能源危机的出现，寻找代替燃料成为了十分重要的课题。生物质能作为一种环境友好型能源可以有效的保护环境和改善能源危机。但能量利用率低的问题限制了其应用范围。生物质热解油技术的出现改善了这一问题，它很好的改善了生物油的各种缺陷，使其代替石化柴油变为现实。【关键词】生物质；生物质热解油；催化酯化【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2021.03.011
生物质热裂解生物油性质的研究进展
1
生物质热裂解生物油性质的研究进展
摘要：生物质热裂解生物油是生物质在隔绝空气的条件下，快速加热裂解，裂解蒸汽经快速冷却制得的棕褐色液体产物。生物油的物理化学性质显示了其在商业上的应用潜力，已引起了国内外的广泛关注。为此，从组成成分、含水量、含氧量、固体颗粒、灰分、酸性、腐蚀性和粘度等方面详细叙述了生物油的物理化学性质，提出了应用生物油的发展方向和推广应用生物油必须解决的问题。
引言
随着经济的不断增长，人们对能源的需求越来越大。据统计，按照2003年的开采量计算，地球上蕴藏的煤、石油、天然气等化石能源将分别在192年、41年和67年内耗竭，而且化石燃料的长期使用，对环境造成严重的负面影响，引起了温室效应和环境污染等问题。因此，开发可替代化石燃料的环境友好型可再生能源已成为当今世界研究的热点。生物质能作为众多可再生能源中的一种，在利用中具有SO2和NOX产出少及CO2零排放的优点。
据统计，世界每年生物质产量约1460亿t，占世界能源总能耗的14%，其中发达国家占3%，发展中国家占43%，是当今世界第4大能源。无论从环境还是从资源方面考虑，研究生物质能源转化与利用都是一项迫在眉睫的重大课题。
生物质热裂解被认为是生物质能源转化技术中一项最具有广阔发展前景的前沿技术，是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下，最终生成液体产物、木炭和可燃气体的过程。3种产物的产量和比例取决于生物质热裂解工艺条件及反应参数（温度、加热速率、气相停留时间和流化风速）。生物质快速热裂解技术是高效率的生物质热裂解油转化技术，是在隔绝空气或少量空气、常压、中温（500°～650℃）、高加热速率（104～105℃/s）和极短气体停留时间（小于2s）的条件下，将生物质直接热裂解，产物经快速冷却，可使中间液体产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，从而得到高产量的生物质液体油，其产率可达（60～95）wt%。生物质热裂解产生的液体油是一种深褐色的能够自由流动的黏性化合物，通常被称为生物油，也称为热裂解油、热裂解液体、生物原油或生物质热解油等。生物油的热值一般比重油低，为18～25MJ/kg。生物油易存储、易运输和能量密度高，不存在产品的就地消费问题，因而得到了国内外的广泛关注。 2
生物质转化为高品位烃类燃料研究进展
2015年1月农业机械学报第46卷第1期
doi：10．6041/j．issn．1000-1298．2015．01．025
生物质转化为高品位烃类燃料研究进展*
张琦1，2马隆龙1，2张兴华1，2
（1．中国科学院可再生能源重点实验室，广州510640；2．中国科学院广州能源研究所，广州510640）
摘要：对生物质炼制制备汽柴油与航空煤油等烃类燃料的研究内容与最新成果进行了总结和分析。在生物油改质
精制方面，描述了生物油加氢脱氧研究进展，介绍了催化裂化制备烯烃与芳烃产品的基本概念与研究进展。在生
物质碳水化合物利用方面，介绍了生物质纤维素与半纤维素经水解单糖催化转化制备C5/C6烷烃、C8～C15长链
烷烃的工艺路线与技术原理，列举了具有代表性的催化剂体系。在木质素利用方面，介绍了木质素催化解聚制备单
环酚类化合物及解聚产物加氢脱氧制备烃类燃料的研究进展，同时指出在催化转化过程中需要解决的关键问题。
关键词：生物质纤维素木质素烃类燃料
中图分类号：TK6；S216文献标识码：A文章编号：1000-1298（2015）01-0170-10
收稿日期：2014-07-01修回日期：2014-08-26*国家自然科学基金资助项目（51106166）和中国科学院重点部署资助项目（KGZD-EW-304-3）作者简介：张琦，研究员，主要从事生物液体燃料高效转化利用研究，E-mail：zhangqi@ms．giec．ac．cn通讯作者：马隆龙，研究员，博士生导师，主要从事生物燃料转化利用研究，E-mail：mall@ms．giec．ac．cnProgressinProductionofHigh-qualityHydrocarbonFuelsfromBiomass
ZhangQi1，2MaLonglong1，2ZhangXinghua1，2
（1．KeyLaboratoryofＲenewableEnergy，ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510640，China
生物原油化学法精炼生物质油技术综述_彭锦星
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2010年第29卷第6期
·1034·化 工 进 展
生物原油化学法精炼生物质油技术综述
彭锦星，范志华，陈冠益
（天津大学环境科学与工程学院，天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072）
摘 要：生物质快速热解制取的生物原油，经过精制提质，具有柴油或汽油的特点，可用于车用燃料。生物原
油制取技术发展较快，技术较可控，但其精制提质过程复杂，需要突破的技术障碍明显。本文对国内外的生物
原油精制提质研究进展与技术发展进行了系统的综述，认为生物油水相制氢和油相制油的技术路线更具发展前
景，并提出了生物原油分级利用的建议。
关键词：生物原油；生物质油；精制；改性；综述
中图分类号：TK 6；TQ 35 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2010）06–1034–07
Progress in upgrading or refinery of bio-oil
PENG Jinxing，FAN Zhihua, CHEN Guanyi
（Faculty of Environment Science and Engineering，State Key Laboratory of Engines，Tianjin University，
Tianjin 300072，China）
Abstract：Through upgrading, bio-oil by biomass fast pyrolysis is promising technology for diesel or
gasoline substitute. Biomass to bio-oil is considered extensively a controllable technology with a fast
progress. But the upgrading or refinery of bio-oil is complex. The paper summarized recent
生物油精制技术研究进展
第３２卷第２期 ２０１２年４月 林 产 化 学 与 工 业
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖ０１．３２ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１２
ＧＵ Ｓｈｕａｉ 生物油精制技术研究进展
顾帅，杨洪雪，苗玮，许庆利 ，颜涌捷
（华东理工大学能源化工系，上海２００２３７）
摘要： 主要介绍了催化加氢、催化裂解、乳化、催化酯化、分子蒸馏这５种生物油精制方法。由 于生物油精制技术都存在各自的问题，如：催化裂解具有设备简单、成本低等优点，但其催化剂容易 结焦失活；乳化操作简单，但成本和耗能较多；催化酯化是一种较好的改性方法，但是改性后油的品 质不高。这些都使生物油精制技术难以实现工业化。提出了一种在ＣＯ／Ｈ２０体系中精制生物油的
新方法。 关键词： 生物油精制；能源；精制方法 中图分类号：ＴＱ３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３—２４１７（２０１２）０２—００５５—０６
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｂｉｏ—ｏｉｌ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＧＵ Ｓｈｕａｉ，ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｘｕｅ，ＭＩＡＯ Ｗｅｉ，ＸＵ Ｑｉｎｇ—ｌｉ，ＹＡＮ Ｙｏｎｇ－ｊｉｅ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｕｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｆｉｖｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｂｉｏ—ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ－－ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｅｍｕｌｓｉｏｎ，ｃａｔａ—
ｌｙｔｉｃ ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｂｉｏ—ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｈａｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ｂｕｔ ｃａｔａｌｙｓｔ ｉｓ ｅａｓｉｌｙ ｃｏｋｅｄ ａｎｄ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ；ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｈａｓ ｓｉｍｐｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｂｕｔ ｈｉｇｈ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ；ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂｕｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｏｉｌ ｉｓ ｎｏｔ ｈｉｇｈ ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｌｌ ｔｈｅｓｅ ｂｉｏ—ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ｈａｒｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｉｏ—ｏｉｌ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ＣＯ／Ｈ２０ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗａｓ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏ－ｏｉ１ ｒｅｆｉｎｅ；ｅｎｅｒｇｙ；ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ
生物质之一——植物油脂的研发与应用进展
交流一一学术技术创新展现行业亮点
生物质之一一一植物油脂的研发与应用进展
黄宝铨刘敏毅林国良陈登龙肖荔人陈庆华
（福建师大环境材料开发研究所福建省改性塑料技术开发基地，福州３５０００７）
摘要：本文简介生物质之一植物油脂的种植、提取、酯交换的生产技术要点和面临的环保问题；强调了综合利用植物油开发生产的生物柴油和绿色化工助剂可以提高其综合经济效应：初步介绍了本单位在植物油脂方面所开展的科研和产业化工作。关键词：生物质植物油生物柴油绿色化工助剂
１．前言
生物质指的是利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木和其它植物及其残体、畜禽
粪便、有机废弃物；或利用边际性土地和水面种植能源植物为原料，通过工业性加工转化，进行
生物基产品、生物燃料和生物能源生产的一种新兴产业。
生物技术产业发展继医药生物技术、农业生物技术之后，现已进入工业生物技术阶段，其核
心部分就是生物炼制，即用生物质来生产能源和各种化工产品与生物材料，各国对此技术领域发
展十分重视。美国在２１世纪的化工行业规划中指出，到２０２０年，通过生物炼制核心技术——工业生物催
化技术，要使美国化学工业的原材料消耗、能耗、水耗和污染均下降３０％。工业生物催化技术
为人类利用生物及产品代替石油产品打下了很好的技术和经济基础。
用可再生能源逐步替代不可再生能源是未来能源总的发展趋势。根据我国能源现状，制订能
源对策时应考虑三方面问题：首先是节约传统能源，其次就是发展可再生能源，最后还要重视发
展新型能源（如氢能等）。据此我国提出了２０２０年能源战略目标，即进口石油２亿吨，进口依存
度５５％，２０２０年生物能源替代２５％进口石油，相当于整个石油消耗的１２．５％，其中燃料酒精
１５００万吨，生物柴油１５００万吨，材料和化工原料用油１５００万吨，二氧化碳排放减少２亿吨。
太阳能、风能、水能等可再生能源可以提供能量，但不能形成物质性生产。而生物质既是可
再生能源，也能生产出上千种的化工产品，且因其主成分为碳水化合物，在生产及使用过程中与
生物柴油技术的研究进展
生物柴油技术的研究进展
近年来，随着全球环保意识的不断提高，生物柴油成为了一种新型的绿色能源。生物柴油的市场需求在不断增加，相关技术也正在不断发展。本文将重点介绍生物柴油技术的研究进展，并展望其未来发展。
一、生物柴油的制备方法
生物柴油的制备方法主要有酯交换法、酯化法、加氢裂解法和生物化学法等。其中，酯交换法和酯化法是目前应用最广泛的方法。
酯交换法是将动植物油脂与甲醇等醇类物质在催化剂（如碱）的作用下进行的酯交换反应。其过程主要是将油脂中的三酯酯基从甘油分离出来与醇发生酯化反应，生成甘油和酯（生物柴油）。该方法的优点是反应速度快、生产成本低，但缺点是需配合特定的催化剂，并且对于动植物油脂的种类要求比较严格。
酯化法是将油脂与脂肪酸等有机物在酸催化剂（如硫酸）的作用下进行酯化反应。该方法的优点是无需使用催化剂，可适用于多种油脂种类，但其缺点是反应时间较长、成本较高。
加氢裂解法是利用氢气作为还原剂，将油脂加热至高温高压下进行加氢裂解反应，生成可用于柴油发动机的混合油。该方法的优点是反应产物稳定，但其缺点是成本高、反应条件严格。
生物化学法是将微生物通过代谢组织油脂，生成脂肪酸和甘油，然后再进一步用催化剂进行酯化反应制备生物柴油。该方法的优点是非常环保、资源利用率高，但其缺点是生产速度较慢、成本高昂。
二、生物柴油的优势
相较于传统的石油柴油，生物柴油具有以下几个优势：
1、绿色环保。生物柴油的燃烧产生的二氧化碳、二氧化硫和一氧化碳等有害气体排放量明显较少，对环境污染的影响较小。
2、资源可再生。生物柴油的原材料主要是农作物及其副产品、动植物油脂等，这些资源具备可再生性，与以石油为原材料的传统柴油不同，可以有效促进土地资源的循环利用。
3、产业链完整。生物柴油产业链包括了种植、收割、加工、生产和销售等一系列环节，有助于促进农业发展和就业创造，形成了完整的产业链。
三、生物柴油技术的研究进展
生物柴油的研究进展及应用
生物柴油的研究进展及应用
生物柴油是一种由生物质原料制成的可再生能源燃料，与传统的石油燃料相比，生物柴油具有更环保、更可持续的优点。在过去的几十年里，生物柴油的研究与应用取得了许多进展，本文将就此方向展开论述。
一、生物柴油的制备方法
生物柴油是通过将植物油、动物油或废弃的油脂转化为甲酯。具体而言，制备生物柴油的过程可以分为三个步骤：
第一步，是脂肪酸甲酯化反应。将油脂与甲醇在催化剂的作用下反应，生成甲酯和甘油。
第二步，是甘油与甲醇的环酯化反应。将甘油和多余的甲醇在催化剂的作用下反应，形成甲酯。
第三步，是纯化步骤。将反应混合物通过沉淀、过滤等方式进行分离，得到纯净的生物柴油。
二、生物柴油的优势
与传统的石油燃料相比，生物柴油的优势在于其环保、可持续和经济性：
1.环保：生物柴油可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放。相比之下，石油燃料的使用会增加空气污染和全球变暖。
2.可持续：生物柴油可以从多种生物原料中获得，比如贡菜、棉籽、菜籽、花生等。而这些原料可以通过重新种植和回收再利用获得，因此生物柴油的可持续性更高。
3.经济性：生物柴油的价格相对石油燃料要低廉，因为生物柴油的生产成本较低，因此可通过植物油和其他成分来制造，不用投资化石燃料的开采和生产过程。
三、生物柴油的应用
目前，生物柴油已经成为了许多工业和交通领域的主要燃料之一。
1.工业应用：生物柴油广泛用于工业领域中的许多燃烧设备中。相比传统的燃料，生物柴油可以在降低环境污染的同时，提高产量、降低成本。
2.交通应用：生物柴油也可以广泛用于汽车、卡车、公交车等交通工具的燃料中。由于生物柴油的环保性能更高，因此在各种环保要求较高的交通体系中得到了广泛使用，特别是城市公交运输系统。
四、生物柴油的研究进展
在近年来，生物柴油的研究取得了长足的进展。以下列举几个研究的方向：
1.生物柴油生产的新方法：生物柴油的发展和创新是非常重要的，因此科学家们一直致力于寻找新的生产方法，以提高生产效率和降低成本。
生物油的精制与发展
单位代码 ：10452
毕业论文（设计）
生物油精制技术研究进展
姓 名
学 号 200907010109
年 级 2009级
专 业 化学（师范）
系 （院） 化学化工学院
指导教师
2013年 4 月 20日
摘 要
生物油是生物质经快速热解技术制得的一种液体产品。因其成分复杂，且为可再生能源，所以具有广阔的发展前景。本文主要介绍了蒸馏、溶剂分离、色谱分离、膜分离、分级冷凝、催化加氢、催化裂解、乳化、超临界萃取这9种生物油精制方法。总结了生物油各种分离技术的应用范围以及它们存在的问题和改进方向。最后，指出生物油高效利用技术的广阔发展前景。
关键词：生物油；精制方法；研究进展
Abstract
The bio-oil biomass is a kind of liquid production by rapid thermal solutions
technology obtained. The bio-oil biomass have complex composition It is a kind of
renewable energy, so the bio-oil biomass have broad prospects for development. This
paper describes the distillation, solvent separation, chromatographic separation,
membrane separation, classification condensation, catalytic hydrogenation, catalytic