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《地沟油的试验因子设计氢酯基化反应为生物柴油生产亚临界条件》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2017-07-31

  • 氢酯基化反应是使用低成本创新生物柴油生产原料通过两步:水解废烹调油远期运费协议在亚临界水和化学酯化远期运费协议的名声(生物柴油)和甲醇。目的是应用实验因子设计评估的影响水解反应变量的有效性,并确定远期运费协议和饥饿的收益率之间的关系。实验在一个批处理反应堆不同水解反应条件来确定最优参数。这一分析表明,高收益率远期运费协议(95 wt %)是通过使用250°C;120 min;100:1 water-to-oil摩尔比和700 rpm。研究结果显示转换的远期运费协议98.5 wt %的饥饿与高质量的酯化生产生物柴油。这项研究表明,亚临界/化学氢酯基化反应过程生产的生物柴油有类似品质传统碱酯交换得到的生物柴油,生物柴油生产这表明一个不错的选择。

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  • 《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。
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  • 《上海公交车用上生物柴油：餐厨废弃油脂》
    • 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：2021-03-31
    • “十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，全面推行循环经济理念，构建多层次资源高效循环利用体系。发展循环经济是推进生态文明建设、实现可持续发展的重要途径。循环经济通过在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、资源化活动，促进传统产业优化升级，构建绿色产业链和绿色技术创新体系，为推动高质量发展注入动力。 近年来，各地坚定不移贯彻新发展理念，推动循环经济快速发展，新招、实招不断：“地沟油”经处理变为生物柴油，成为公交车动力来源；建筑垃圾变身再生滤料，可以净化河流水质；报废汽车“五大总成”再制造，回收拆解更环保…… 餐饮行业的废弃油脂，即俗称的“地沟油”，如何处理？在上海，餐厨废弃油脂回收后，经过技术手段处理，成为生物柴油，为公交车提供新的动力来源。生物柴油是否实用？“地沟油”闭环管理如何实现？餐厨废弃油脂变身柴油的“经济账”是否划算？ 2019年5月7日，上海久事公交集团与中国石化上海石油分公司共同举行生物柴油推广应用启动仪式，向公交车油箱加注“第一枪”B5柴油。截至2020年12月底，久事公交集团下属4家营运单位公交车加油车次达到82万辆次，加油量5085万升。 一年多来，久事公交集团下属各停车场站都已使用B5柴油，供应总量近2万吨。B5柴油，是指将5%的生物柴油与95%的0号柴油混合而成的调和燃料。生物柴油来源是餐厨废弃油脂，也就是俗称的“地沟油”。 上海餐厨废弃油脂回收处置已基本实现应收尽收、应用尽用的闭环管理。而打通生物柴油规模化利用的“最后一公里”，上海用了10余年时间。 生物柴油显著改善尾气排放 早在10多年前，上海就攻克了“地沟油”变生物柴油的技术难关。这项技术曾获得上海市科技进步一等奖，但要让“地沟油”从实验室进入市场，并被公众接受，却并不容易。 生物柴油会不会损害汽车发动机？燃烧动力够不够？尾气排放达不达标？要消除这些顾虑，必须拿出过硬的证据。 2013年9月29日，久事公交集团下属的巴士一公司首次在一辆营运车试点使用生物柴油。为确保试用车辆的正常运营，在上海市科委支持下，久事公交集团主动开展相关课题研究。在巴士一公司国江路加注现场设置了专用搅拌设备、储油罐、管道及加油设备和通道，每天安排专人负责检测生物柴油质量，采集分析加油数据和跟踪维护使用车辆。同济大学车载公交实际工况检测结果显示：使用生物柴油后，车辆尾气排放改善明显，试验车辆的发动机活塞顶部、气门、喷油器等关键零部件表面都没有积碳，也未出现与油路相关的故障。 截至2020年底，在国家和上海市各级质检部门的质量抽检中，B5车用柴油合格率始终保持100%。实践证明，加注B5车用柴油可降低重金属及细颗粒物等污染气体排放量10%以上，氮氧化物净化效率达80%。 定点回收破除原料匮乏瓶颈 生物柴油的产业链上游曾面临着“地沟油”原料短缺的困境。 据上海市食品药品管理监督部门的数据显示，上海近年来产生的餐厨废弃油脂稳定在每年3万多吨。一批非法收运和处置餐厨废弃油脂的组织曾垄断“地沟油”资源，或对下游处置企业漫天要价，或将餐厨废弃油脂销入非正规渠道。不仅让正规餐厨废弃油脂处置企业原料短缺，也增加了“地沟油”回流餐桌的风险。 早在2013年，上海就出台实施了《上海市餐厨废弃油脂处理管理办法》，逐步规范餐厨废弃油脂的专业收运、中转及初加工队伍，积极推行餐厨废弃油脂收运特许经营制度，鼓励收、运、处一体化经营。 2018年，上海再度出台《支持餐厨废弃油脂制生物柴油推广应用暂行管理办法》，规定上海餐厨废弃油脂从收运、处置以及在加油站推广应用等各个环节，按照“闭环管理、市场化运作、支持应用”的原则，形成餐厨废弃油脂资源化全产业链闭环管理、价格联动、托底保障、产品顺畅应用的体系，促进资源化利用，保障食品安全。 《支持餐厨废弃油脂制生物柴油推广应用暂行管理办法》还规定，上海产生餐厨废弃油脂的企业，应当设置专门的餐厨废弃油脂收集容器，将收集的餐厨废弃油脂交收运企业。收运企业将其加工成含油率不低于95%的原料油后，交处置企业。 上海现有18家回收企业，每天对全市餐饮企业的餐厨废弃油脂进行定点回收。记者在一家火锅店看到，收运人员过秤确认“地沟油”重量，然后刷卡向后台上传数据。这些从饭店收集的油，经过粗加工后被运送至一家专门处置企业，进行预处理、酯化反应和蒸馏精制，然后被提炼成生物柴油。 价格托底拓宽市场应用前景 受制于较高的收运和处置成本，上海生物柴油生产企业长期处于成本倒挂的窘境。上海参照发达国家经验，制定应急托底保障机制，对相关处置企业进行补贴，确保其能维持正常运转。 当0号柴油批发价低于6000元/吨时，由市级财政资金应急补贴低于6000元/吨的部分给处置企业。实施应急补贴期间，处置企业应当按照不低于3600元/吨的价格收购原料油。 推广应用上，市财政安排资金对上海确定的B5柴油加油站、水上加油站和内部加油站，按实际销售的B5柴油，以相较于0号柴油销售价格优惠部分的八折补贴给销售企业，补贴最高不超过0.24元/升。 记者从上海石油了解到，自上市以来，B5柴油零售价格始终维持每升比0号柴油便宜0.3元。以环卫车辆为例，一支有30辆车的车队一年能节省10多万元。 上海公交单位积极响应政府号召，在浦东地区的公交车辆已全部使用B5生物柴油，2020年仅在大团加油站就定点加注了57万升。 为满足市场增量，2018年5月，上海石油启动生物柴油调和设施建设项目，在闵行油库新建B5柴油调和基地。通过改造原有发货系统及泵、阀等设备，实现在线调和，形成了完整的生物柴油调和系统，达到年发货40万—60万吨B5生物柴油的规模。 截至2020年12月底，上海石油已在旗下243个加油站布点销售B5柴油，约1402万辆车次加注了B5柴油。
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