《生物柴油生产的微反应器技术》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2017-12-14
  • 由于全球能源需求的增加和温室气体的增加,生物柴油作为一种替代燃料已被人们所接受,因为生物柴油的生物可降解性、低环境有害影响、更好的废气排放质量和可再生能力。生物柴油是一种由长链脂肪酸组成的单烷基酯,也被称为脂肪酸甲酯。酯交换是生产过程中最常用的技术。但传统的生物柴油技术也有其不足之处。过程强化技术可以克服这些缺点。一些新型的反应器,如微通道反应器、静态混合器、振荡流反应器和旋转管反应器已经被开发出来,以改善质量转移和混合。由于高表面积/体积比和短扩散距离的影响,这些技术可以实现快速和高的反应速率,从而强化了酯交换过程。酒精对甘油三酸酯的摩尔比、微通道大小、停留时间、反应温度、搅拌机理、催化剂等因素影响了生产过程。尽管生物柴油的生产已经在几个国家被商业化,但它仍然需要一个清洁、有效和环境友好的技术,以使其具有成本效益并提高其对传统矿物燃料的能力。然而,微反应器技术已经被证明是达到这一目的的基准。本文综述了生物柴油生产中使用的不同类型的微反应器,以及影响微反应器中生物柴油生产的参数。本文讨论的微反应器技术旨在通过减少反应时间到分钟来改善生产过程。

    ——文章发布于2017年12月05日

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  • 《霍尼韦尔推出生产可再生柴油的简化技术》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-04-11
    • 霍尼韦尔UOP单反应器Ecofining™工艺生产可清洁燃烧的高十六烷值运输燃料,其化学性质跟石油基柴油完全相同 2021年4月8日,中国上海–霍尼韦尔(纽交所代码:HON)近日推出UOP单反应器Ecofining™工艺技术,用于可再生柴油生产。这种创新技术是一种投产快、资金成本低的解决方案,对于重新利用加氢处理或加氢裂化装置的闲置产能是一种理想的解决方案。与其它单反应器技术相比,该技术可再生柴油的产率更高。 单反应器Ecofining工艺生产的霍尼韦尔绿色柴油(Honeywell Green Diesel™)燃料具有和石油基柴油完全相同的化学性质,可直接用于车辆,无需进行任何调整。相比于从石油制成的柴油,该燃料的全生命周期温室气体排放量可减少多达80%。 新工艺在单个装置中使用催化剂组合来脱除原料中的含氧化物以及其它杂质,然后对原料进行异构化处理,以提高低温下的流动性能。由于设计简单,Ecofining单反应器工艺技术可快速投入使用,且投资要低于其它设计。 霍尼韦尔UOP中国区副总裁兼总经理项雷先生表示:“由于越来越多的客户致力于实现可持续发展目标和发掘现有装置的新用途,他们对可再生燃料生产技术的兴趣持续增长。新的单反应器Ecofining工艺可帮助炼油厂在满足更严苛的可持续发展燃料生产法规下,获取显著的收益优势,并能显著减少对设备投资和占地的需求。” 单反应器Ecofining工艺还提供了更大的灵活度,为未来拓展至双反应器Ecofining工艺创造条件。双反应器设计可加工使用过的食用油和动物油脂等原料以生产可再生航空燃料。如果炼厂有一台额外的反应器或可以增加一台反应器进行绿色原料加工,这项成熟技术是炼油厂改造的理想选择。 Ecofining工艺由霍尼韦尔UOP和埃尼公司(Eni SpA)共同开发,可将非食用天然油和动物脂肪转化为比生物柴油和石油基柴油性能更好的霍尼韦尔绿色柴油。Ecofining工艺生产的柴油的十六烷值为80,远高于当今柴油发动机中常用柴油的40至60十六烷值,这种高十六烷值柴油可实现更好的发动机性能,减少排放量,还能与较廉价的低十六烷值的柴油混合以满足运输燃料标准。 目前,UOP Ecofining工艺应用于世界上大多数从100%生物原料生产可再生柴油的装置,以及所有获得授权的可再生航空燃料生产。UOP目前已在全球9个国家和地区授权了20余个Ecofining装置,可处理12种不同类型的可再生原料。 关于霍尼韦尔特性材料和技术集团 霍尼韦尔特性材料和技术集团研究并开发工艺技术、自动化解决方案、特性材料和工业软件,引领世界工业的转型与发展。该集团旗下高性能材料部专业生产广泛多样的高性能产品,包括环境友好型制冷剂和发泡剂、气雾剂和溶剂、精细化学品、添加剂、医药包装,以及工业用途的高强度纤维。集团下属霍尼韦尔UOP(www.honeywell-uop.cn)是石油和天然气领域领先的供应商,其工艺技术奠定了全球大多数炼油企业的发展基石,助力企业高效地生产汽油、柴油、航空燃料、石化产品和可再生燃料。集团旗下的过程控制部(hps.honeywell.com.cn)是工业自动化业界先驱,为众多行业提供自动化控制、安全系统、现场仪表、燃料运输解决方案和燃烧器、互联工厂解决方案、网络安全、造纸和包装材料控制系统、互联设施和计量解决方案以及服务。欲了解更多信息,请访问我们的官方微信。 关于霍尼韦尔 霍尼韦尔是一家《财富》全球500强的高科技企业,为全球提供行业定制的航空产品和服务、楼宇和工业控制技术、以及特性材料,致力于将飞机、汽车、楼宇、工厂、供应链和工人等万物互联,使世界实现更为智能、安全和可持续的长远发展。霍尼韦尔始创于1885年,在华历史可以追溯到1935年在上海开设的第一个经销机构。霍尼韦尔秉持深耕中国谋求长期发展的理念,贯彻“东方服务东方”和“东方服务世界”的战略,以本土创新推动增长。目前,霍尼韦尔所有业务集团均已落户中国,上海是霍尼韦尔亚太区总部,同时在中国20多个城市拥有50多家独资公司和合资企业,其中包括20多家工厂。霍尼韦尔在华员工人数约10,000名,其中20%为研发人员,共同打造万物互联、更智能、更安全和更可持续发展的世界。欲了解更多公司信息,请访问霍尼韦尔中国网站www.honeywell.com.cn,或关注霍尼韦尔官方微博和官方微信。
  • 《打通“地沟油”转化生物柴油技术通路》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2018-12-12
    • 近年来,生物柴油成为国际新能源研究的热点。不过,生物柴油也曾让清华大学化工系教授刘德华一度非常失望,他在12月1日于北京举办的2018年中国清洁能源行业年会生物柴油论坛上坦言,“任何一个新能源领域的发展,离开政府强有力的政策支持,都做不起来。”   让刘德华重拾信心的是近年来相关政策的不断出台,尤其是2017年出台的国家标准《B5柴油》(GB 25199-2017)是我国第一代生物柴油的国家标准,也是我国第一个生物柴油标准,为我国生物柴油的大规模发展和利用开启了政策之门。   而刘德华带领的酶法生物柴油研究及产业化创新团队也为生物柴油的制备贡献了新的方法和技术。经过十多年的研究,其团队研发了酶促转化制备生物柴油关键技术和装备。该项技术主要是将潲水油、地沟油等非食用油脂原料转化成生物柴油能源和生物基础材料,与传统工艺相比具有绿色环保、节约能源、转化率高等特点。目前相关技术和装备已显示出良好的产业化前景。   酶法工艺凸显   “生物柴油是指由动植物油脂(大豆油、菜籽油、废食用油等)与一些短链的醇(常用甲醇)在催化剂的作用下发生转酶反应后,生成的长链脂肪酸酯类物质。”刘德华给出了生物柴油的化学定义,“从制备方法来看,生物柴油的生产方法可分为化学法、超临界法和生物酶法。”   均向化学催化法制备生物柴油是最广泛采用的工业化生产工艺,即利用动植物油脂与甲醇在均相酸或碱催化剂作用下发生酯化或转酯化反应,生成脂肪酸甲酯(生物柴油)。   “虽然技术成熟,但局限性同样很明显。”刘德华表示,首先生产过程污染严重,反应过程会有废酸、废碱排放,生产过程需要大量水来清洗;另外,使用碱性催化剂时对原料油要求苛刻,油脂里的游离脂肪酸及水含量必须非常低,原料油预处理工艺复杂。   超临界法制备生物柴油则较为绿色,过程中无需溶剂和催化剂,后续分离和纯化工艺简单,对油脂原料的品质要求也并不严格,并且反应速率快、转化率高、无污染。“但是超临界状态的实现条件较为苛刻,对设备制作及运行要求很高,投资及运行成本高。”刘德华指出。   他介绍,生物酶法制备生物柴油具有反应条件温和、对原料油品质要求较低、无需复杂的预处理工艺、产品分离回收简单、无污染排放等优点。   技术之外,原料是生物柴油发展的另一瓶颈。“整合地沟油行业,打通上下游产业链,使地沟油得到循环利用,用地沟油生产生物柴油,不仅给地沟油找到了一个容易监管的安全出路,在保障食品安全的同时,助力京津冀大气污染治理,还解决了生物柴油厂无米下锅的问题,一举三得。”北京清洁燃料行业协会副会长、本次论坛组织者宋建国表示。   攻克技术瓶颈   虽然生物酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点,但传统酶法工艺中反应物甲醇容易导致酶失活、副产物甘油影响酶反应活性及稳定性,从而使得酶的使用寿命太短,导致酶的使用成本过高,经济上难以与化学方法相竞争,这也是实现酶法产业化生产生物柴油的关键瓶颈。   清华大学发明的新工艺可以完全解除甲醇和甘油对脂肪酶的抑制,成百倍地延长酶的使用寿命。   针对传统酶法工艺瓶颈问题,清华课题组提出利用新型有机介质体系进行酶促油脂原料和甲醇进行生物柴油制备的新工艺,解除了传统工艺中反应物甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性的负面影响,大大延长了酶的使用寿命。另外,在该新工艺中,脂肪酶不需任何处理就可直接连续循环使用,并且表现出相当好的操作稳定性。   刘德华同时指出,生物柴油产业的规模化发展,还将带来一个严峻的问题,那就是副产物甘油的出路。清华大学已经成功解决了副产物甘油的深度加工问题,率先提出利用生物转化的方法直接将生物柴油副产物甘油(不需经过任何处理)发酵生产高附加值产品1,3—丙二醇(PDO),进而实现了两个生物转化过程的高效耦合,显著提升了整个过程的综合经济效益。   刘德华坦言,下一步,他将寻求有实力有远见的企业合作,“生物柴油潜力很大,如果有企业与我合作,整个生产线上所有的设备都是可以国产的”。   推动地沟油循环利用   一项产业中的技术总是百花齐放,酶法新工艺固然有进步性,但传统工艺历经多年的研究和改进,更趋完善和成熟。   唐山金利海生物柴油股份有限公司采用的就是化学法。“技术经过更新换代,生物柴油转化率不断提高,目前正常运行的生产线,不仅产量达到设计能力,综合能耗远低于行业标准,而且所用原料除水杂外全部转化为产品。”该公司董事长李艾军表示。另外,检测技术和清洁生产技术的创新,也为唐山金利海被确定为全国循环经济标准化试点示范单位加分。   河北金谷再生资源开发有限公司采用的高温中酯化工艺则属于超临界法。“采用这种工艺,河北金谷实现了连续自动化生产,原料适应广、运行稳定、收率提高、产品质量稳定,且不造成二次污染。”该公司总经理赵汇行表示。   对地沟油收运过程做过详细调研的刘德华认为,“地沟油做生物柴油不是技术的问题,而是政策问题。”   “尽管推广使用生物柴油意义重大,但仍然存在诸多问题,尤其是缺乏国家层面的协调机制。”原国家能源局副局长吴吟建议,应尽快制订生物柴油的计划,建立生物柴油原料供应保障机制,畅通销售渠道,加快推广应用试点示范建设,完善生物柴油的产业扶持政策。   北京市政府参事王维平表示,京津冀废弃油脂、生物柴油行业借助现有资源,统筹布局,充分发挥社会组织作用,设立产业联盟和产业基金,建设上下游企业产业链,整合行业资源,推动相关政策落地,地沟油循环利用治雾霾的愿景就有可能实现。   宋建国强调,从地沟油到生物柴油,还需做到六个统筹:统筹生物柴油规划布局、统筹使用废弃油脂、统筹技术规范标准、统筹市场机制、统筹财税政策、统筹监管。