生物炼化期待成本突破——生物质工程前沿与关键技术(三)

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利用取之不尽、用之不竭的农林生物质生产燃料和石油化工产品是绿色化学的重要研究方向,也是石油炼制和石化工业实现可持续发展的必由之路.目前,国外正在大力发展各种类型的生物炼油化工厂,其中美国由于丰产玉米,已有报道以玉米为原料的生物炼油化工厂模型.从我国国情出发,开发以植物油为原料的生物柴油炼油化工厂具有现实意义.
    植物油中主要含有甘油三酸酯.它与甲醇进行酯交换后可以得到脂肪酸甲酯和甘油,两者都可以作为产品直接进行销售,同时也可作为原料制造大宗化工产品和生物可降解精细化工产品.

    发展生物柴油炼油化工厂的关键是原料价格与供应量.利用木本植物油,尤其是野生木本植物油作为生物炼油厂的原料是中国的优势和特色.

    在生物炼油厂中,只生产生物柴油难以立足,必须综合利用以增加利润.脂肪酸甲酯的应用领域比较多,作为原料,它可以用来生产包括黏合剂、溶剂、脱漆剂、表面活性剂、工业化学品、润滑剂、塑料、增塑剂及农用化学品等七大类产品.另外,大豆油甲酯还可以用作铝材轧制液、沥青脱膜剂等.副产品甘油除用在医药、食品和化妆品等行业外,近年国内正在开发用以生产1牞3-丙二醇的技术.

    从现在开始到2010年,在我国建立工业示范的农林生物质培育、种植、加工基地和生物柴油炼油化工厂,需要多部门、多学科的紧密团结与共同努力.

    在原油价格为25~50美元/桶(约1400~2800元/吨)的情况下,目前油料价格为3500~5000元/吨,如果植物油提供的原料油的价格能降至3000元/吨以下,将为我国生物柴油炼化厂的发展创造有利条件.

    石油化工业经过几十年的发展开发了大量的石油化工产品,而以可再生农林生物质资源为原料的生物炼油化工才起步不久,其生产的基本有机原料已转移到含氧有机化合物,包括有机酸、醇、酮、醚等,把这些原料转化成产品,需要开发新的加工技术,需要大量的科研、开发投入.以生物柴油为原料生产的大量的可生物降解的高附加值精细化工产品,如润滑剂、洗涤剂、溶剂等,我国国内尚未使用,因此有大量的新产品市场开拓任务.

    生物柴油炼油化工厂的工厂布局要从降低物流成本来加以研究,特别是采用野生木本植物油的生物炼油厂的地点要综合考虑原料产地、集散运输、炼厂附近油品销售市场范围等因素来选择最经济合理的方案.

以植物或动物及其产物为原料生产可再生能源———生物质燃料油产业近十几年来已成为一个全球性的新兴产业.目前多数国家是以油料作物或食用油所产生的废油为原料,而我国人均耕地不到0．1公顷,要完全以农产品为原料生产生物质燃料油并不现实.但我国有广大的山区、沙区可供栽种作为生物质燃料油原料的乔灌木油料植物,此举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,还可改善生态环境,增加农民收入.

    我国含油植物种类丰富,但是可用作建立规模化生物质燃料油原料基地的乔灌木种不足30种,而分布集中的可建作原料基地,并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林,建立规模化良种供应基地的生物质燃料油植物仅10种左右.因此,对可作为生物质燃料油的主要能源植物进行调查和品种选育,建立生物质燃料油原料基地与良种繁育基地,在此基础上,对其油料性能、生产工艺、技术、设备进行系统配套,对发展我国生物质燃料油产业,推动生物质能源的开发利用有着重要意义.

    在我国适合于作燃料油原料的10多种木本能源植物中,最具发展潜力的为黄连木等油料木本植物.黄连木不仅是优良的荒山荒滩造林树种,亦是优良的观赏树种,其木材、叶与树皮有多种用途,种子含油量在42．5%,种仁含油量为56．7%,可作食用油,也是优良的生物质燃料油原料.目前我国正在三个省集中分布区建立采种基地,部分种子已用作生物质燃料油生产的原料.

    在生物质燃料油的工业化生产方面,我国也有初步尝试.正和生物能源有限公司目前已建成一套以黄连木种子为原料年产1万吨生物质燃料油装置,经检验证明,其油品主要物理化学指标达到美国生物质燃料油以及中国轻质燃料油标准.北京理工大学汽车排放质量监督检验中心等单位的检验结果表明:使用生物质燃料油后,发动机的动力性能与使用常规燃料油无明显差别,尾气中CO和烃类含量有所下降,微粒和烟度排放明显改善.

    根据对中国11个省市进行的初步调查:目前中国黄连木现有资源量100万亩,以每亩平均产量0．5吨种子计,则可产种子50万吨;以2．5吨种子生产1吨生物质燃料油计算,则可生产燃料油20万吨.我国荒山、沙地造林任务量大,如果结合造林进行种源基地的建设,更可为生物质燃料油提供充足的原料.因此,作为中国生物质燃料油木本能源植物的黄连木有着广阔的发展前景.

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