第19卷第7/8期化學(xué)進(jìn)展Vol. 19 No. 7/82007年8月PROGRESS IN CHEMISTRYAug.,2007生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用陳曦1韓志群2孔繁華胡徐騰(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院北京100083;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司新能源處北京10001)本文概述了生物質(zhì)能源的特征以及發(fā)展生物質(zhì)能源的意義,綜述了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能源開發(fā)與利用的現(xiàn)狀,簡(jiǎn)介了中國(guó)石油天然氣股份有限公司生物質(zhì)能源的發(fā)展思路、部署及工作進(jìn)展。中國(guó)石油天然氣股份有限公司生物質(zhì)能源發(fā)展策略重點(diǎn)放在發(fā)展生物柴油和燃料乙醇。本文結(jié)合公司生物質(zhì)能源長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)嗒以及實(shí)際工作開展情況分別從生物柴油、燃料乙醇兩個(gè)方面詳細(xì)探討了所面臨的生物質(zhì)能源化工關(guān)鍵技術(shù)的需求,并提出相關(guān)發(fā)展建議。關(guān)鍵詞生物質(zhì)能源生物柴油燃料乙醇中國(guó)石油化工關(guān)鍵技術(shù)中圖分類號(hào):TK6;S216;TQ5172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-281X(2007)07/8-109010Exploitation and Utilization of Bio-Energyfanhu2. Petro China Exploration& Production Company, Beijing 100011, China)Abstract This paper briefly introduces the features of bio-energy and summarises the significance for developingbio-energy. The global status of bio-energy exploration and development are comprehensively overviewed. The bio-energydevelopment plan, strategy and progress in Petro China Ltd. are simply introduced. Petro China focus its bio-energydevelopment strategy on biodiesel and ethanol fuel. On the basis of Companys bio-energy long-term development strategyand combined with the practices, the key chemical technology requirements to develop biodiesel and ethanol fuel arediscussed.Suggestions and comments for the development are proposedKey words bio-energy; biodiesel; ethanol fuel; Petro China; key chemical technology業(yè)化和規(guī)?；熬暗目稍偕茉?在各國(guó)的能源結(jié)1引言構(gòu)中占有重要地位?？茖W(xué)家和各國(guó)政府對(duì)生物質(zhì)能能源是人類社會(huì)生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著源給予了極大關(guān)注,采取各種舉措促進(jìn)生物質(zhì)能源世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展,各國(guó)對(duì)能源的需求劇增,新技術(shù)的開發(fā)研究。而化石燃料資源有限,導(dǎo)致油價(jià)長(zhǎng)期居高不下,能源生物質(zhì)是指任何可再生的或可循環(huán)的有機(jī)物壓力日益凸顯。世界各國(guó)在高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)對(duì)質(zhì),包括所有的動(dòng)物植物和微生物,以及由這些生環(huán)保的要求也越來(lái)越高。全世界都在從保護(hù)人類自命體排泄和代謝的所有有機(jī)物質(zhì)。生物質(zhì)能是指然資源和生態(tài)環(huán)境出發(fā)尋求一種新的清潔、安全、可直接或間接通過(guò)植物的光合作用,將太陽(yáng)能以化學(xué)靠的可持續(xù)發(fā)展能源體系。生物質(zhì)能源的蘊(yùn)藏量極能的種能量形式,能夠其豐富是可再生能源的主要組成部分也是最有產(chǎn)作為中國(guó)煤化工統(tǒng)稱為生物質(zhì)能CNMHG收稿:2007年5月兼通訊聯(lián)系人emil:chenxi99@petrochina.com.c化學(xué)進(jìn)展第19卷2。生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的。廣義上,生類淀粉類或纖維素類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇的過(guò)程?；镔|(zhì)能是太陽(yáng)能的一種形式,它可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固學(xué)合成法是用石油或天然氣的裂解氣等原料經(jīng)過(guò)化態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可學(xué)反應(yīng)制造乙醇,有乙烯直接水合法、硫酸吸附法和再生能源3。乙炔法等方法。生物質(zhì)能具有以下特點(diǎn):(1)貯量豐富和可再生性,保證能源的永續(xù)利用;(2)環(huán)保性,在生物質(zhì)能2國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能源的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)源利用過(guò)程中顯著降低了CO2排放,對(duì)減少溫室效在能源需求日益高漲,礦產(chǎn)資源面臨枯竭的背應(yīng)有積極意義,在利用轉(zhuǎn)化過(guò)程中還可以減少硫化景下,世界各國(guó)都對(duì)生物質(zhì)能源越來(lái)越重視,紛紛制物、氮化物和粉塵等的排放;(3)生物質(zhì)能源具有普定和實(shí)施了相應(yīng)的開發(fā)研究計(jì)劃。如日本的“陽(yáng)光遍性、易取性,生產(chǎn)過(guò)程較為簡(jiǎn)單;(4)在可再生能源工程”、印度的“綠色能源工程”、巴西的“酒精能源計(jì)中,生物質(zhì)是唯一可以儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)哪茉?(5)生物劃”等。目前世界生物液體燃料生產(chǎn)主要集中在美質(zhì)具有分布分散、能量密度小、熱值低和成分復(fù)雜等國(guó)、巴西、歐盟等農(nóng)產(chǎn)品富余的國(guó)家。缺點(diǎn)12。2.1巴西生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用是把各種生物質(zhì)原料在生物能源開發(fā)領(lǐng)域巴西始終處于全球“領(lǐng)頭通過(guò)不同途徑轉(zhuǎn)化為高附加值的生物質(zhì)能源、生物羊”的位置,巴西的生物能源占其國(guó)家能源消費(fèi)結(jié)材料、石油產(chǎn)品替代品及副產(chǎn)品等環(huán)境友好產(chǎn)品的構(gòu)很大的比重。巴西是世界上少數(shù)幾個(gè)具備發(fā)展能全過(guò)程4。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用途徑包括燃燒、熱源農(nóng)業(yè)條件的國(guó)家之一,具有為生物能源提供原料化學(xué)法、生化法、化學(xué)法和物理化學(xué)法等,可轉(zhuǎn)化為保障的潛在優(yōu)勢(shì)二次能源,分別為熱力或電力、固體燃料(木炭或成自20世紀(jì)70年代中期起,巴西就開始利用甘型燃料)、液體燃料(生物柴油、甲醇、乙醇和植物油蔗生產(chǎn)燃料乙醇。經(jīng)過(guò)30年的努力,巴西已建成完等)和氣體燃料(氫氣生物質(zhì)燃?xì)夂驼託獾?。當(dāng)整的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)鏈。巴西是目前世界上唯一不供前,生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用主要包括生物質(zhì)發(fā)電,應(yīng)純汽油的國(guó)家,該國(guó)乙醇產(chǎn)量的97%都用于燃制甲醇燃料乙醇、二甲醚和生物柴油等方面。近年料。2005年巴西燃料乙醇消費(fèi)量替代了當(dāng)年汽來(lái)生物質(zhì)能源的發(fā)展在生物柴油以及燃料乙醇的油消費(fèi)量的4%,燃料乙醇成為了巴西的支柱產(chǎn)開發(fā)與利用方面所占的比重越來(lái)越大。業(yè),有利于巴西保證能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增加生物柴油是以各種油脂(包括植物油、動(dòng)物油脂就業(yè)。巴西曾于20世紀(jì)80年代開始實(shí)行“生物柴和廢餐飲油等)為原料,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)酯化加工處理后生產(chǎn)油計(jì)劃”,但終因成本太高而終止。2003年7月2出的一種液體燃料,是優(yōu)質(zhì)石化柴油的代用品。生日,巴西政府重新啟動(dòng)了生物柴油計(jì)劃,對(duì)生物柴油物柴油在十六烷值、閃點(diǎn)、燃燒功效、含硫量、含氧研究開發(fā)方面的投資也在逐步增加。巴西主要以蓖量燃燒耗氧量、生物降解性和環(huán)保性等方面均優(yōu)于麻油為原料生產(chǎn)生物柴油,現(xiàn)在正在推廣試驗(yàn)中。普通柴油。此外生物柴油也有一些缺點(diǎn),如運(yùn)動(dòng)黏另外,巴西政府還通過(guò)國(guó)際合作清潔發(fā)展機(jī)制度高霧化能力低,低溫啟動(dòng)性差等。目前,工業(yè)生(CDM)支持生物質(zhì)發(fā)電。產(chǎn)生物柴油主要是應(yīng)用酯交換化學(xué)法生產(chǎn)。大部分2.2美國(guó)工廠所使用的酯交換工藝為傳統(tǒng)的兩步法即反應(yīng)和美國(guó)生物質(zhì)能的利用包括乙醇、生物柴油、生物提純。即用動(dòng)物油脂和植物油脂與低碳醇在酸、堿電能以及工業(yè)過(guò)程利用,大規(guī)模種植的能源作物主或生物酶等催化下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),生成相應(yīng)的脂要是大豆、玉米和向日葵。生物質(zhì)能源是美國(guó)國(guó)肪酸酯,再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。內(nèi)最大的可再生能源。20世紀(jì)30年代,美國(guó)就開燃料乙醇是指向汽油中加入一定比例的無(wú)水乙展了燃料乙醇的研究及應(yīng)用工作。2006年美國(guó)超醇以替代或部分替代車用汽油。燃料乙醇可以提過(guò)巴西成為世界上生物燃料的領(lǐng)先生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)是高汽油的辛烷值增加汽油的含氧量提高汽油抗爆世界V凵中國(guó)煤化工之一。目前美國(guó)生指數(shù),并且還可以減少汽車尾氣中污染物的排放物柴CNMHG時(shí)也在積極探索量。目前乙醇的生產(chǎn)方法主要有兩大類:發(fā)酵法其它途徑如工程微藻法”等生產(chǎn)生物柴油。到和化學(xué)合成法。我國(guó)乙醇生產(chǎn)以發(fā)酵為主。發(fā)酵法030年,美國(guó)工業(yè)部門生物質(zhì)能的消費(fèi)量將以每年就是利用微生物,主要是酵母菌,在無(wú)氧條件下將糖2%的比例增加;而電力消費(fèi)的生物質(zhì)能將每10年第718期陳曦等生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用1093翻一番。23歐洲3生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)需求及發(fā)展建議歐洲對(duì)開發(fā)生物能源高度重視新技術(shù)不斷出目前世界各國(guó)都在努力發(fā)展生物替代燃料如生現(xiàn),且在較多國(guó)家得以應(yīng)用。根據(jù)歐盟剛剛制訂的物柴油和燃料乙醇,取得了很大的成績(jī)但是仍然面歐盟生物質(zhì)能行動(dòng)計(jì)劃),到2010年生物質(zhì)能的消臨生產(chǎn)成本過(guò)高原料來(lái)源不穩(wěn)定、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)大關(guān)費(fèi)量將較2003年增加一倍多。歐洲多個(gè)國(guó)家都在鍵技術(shù)瓶頸等難題。生物質(zhì)能源開發(fā)利用還有很長(zhǎng)開發(fā)應(yīng)用甲醇、乙醇和生物柴油的液體燃料。預(yù)的路要走。計(jì)到2010年歐盟的乙醇汽油用量可望增至215-3.1生物柴油257萬(wàn)噸。200年歐盟生物柴油產(chǎn)量猛增至31843.1.1技術(shù)需求萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到8001000萬(wàn)噸。歐目前工業(yè)上生產(chǎn)生物柴油的方法主要是采取酯盟計(jì)劃生物柴油在柴油中的添加比例由205年的交換法,包括酸或堿催化法、生物酶催化法、工程微2%提高到2010年的575%,需求量由2005年的藻法和超臨界法等。490萬(wàn)噸增加到2010年的1400萬(wàn)噸,5年增長(zhǎng)近2近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)外較多研究采用脂肪酶催化酯倍燃料乙醇也將由2005年的100萬(wàn)噸提高到2012交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油,即用動(dòng)植物油和低碳醇通年的2000萬(wàn)噸左右9。過(guò)脂肪酶進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),制備相應(yīng)的脂肪酸酯。24中國(guó)此方法有以下優(yōu)點(diǎn):(1)反應(yīng)溫度低,反應(yīng)條件溫和;為緩解能源壓力,我國(guó)有關(guān)生物能源和生物材(2)醇用量小,無(wú)污染排放,節(jié)省能源;(3)不破壞油料產(chǎn)業(yè)研究已有多年歷史。我國(guó)的生物質(zhì)能主要來(lái)脂的有效成分,可以回收甘油等成分;(4)酶法對(duì)油源于農(nóng)業(yè)廢棄物及農(nóng)林加工廢棄物薪柴、城市生活脂的選擇性小,可以處理普通的植物油脂,還可以直垃圾等。我國(guó)生物質(zhì)能潛在資源量非常巨大,利用接處理廢油(如地溝油和甘水油等)川?，F(xiàn)代生物質(zhì)技術(shù),開發(fā)生物質(zhì)能源意義重大前景十目前酶法酯交換方法存在的問(wèn)題有:(1)脂肪酶分廣闊。積極發(fā)展生物質(zhì)能源,加快實(shí)施石油替代在有機(jī)溶劑中易聚集,不易分散,催化效率低;(2)脂戰(zhàn)略,改變我國(guó)傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式,不僅有肪酶價(jià)格昂貴,導(dǎo)致生物柴油生產(chǎn)成本過(guò)高;(3)利于緩解能源危機(jī)和保障能源安全其特殊意義還反應(yīng)黏度高;(4)脂肪酶對(duì)短鏈醇的轉(zhuǎn)化率低,且短在于有助于解決“三農(nóng)問(wèn)題”,還可以有效緩解環(huán)境鏈醇對(duì)酶有一定的毒性,酶的使用壽命短2);(5)副壓力,實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)增收和環(huán)境保護(hù)的產(chǎn)物甘油難于回收,抑制反應(yīng)的進(jìn)行,且對(duì)酶產(chǎn)生毒多贏”。性。如何提高脂肪酶的重復(fù)利用性、酶的選擇目前我國(guó)生產(chǎn)的生物燃料主要是燃料乙醇,原性壽命和反應(yīng)時(shí)間以及降低脂肪酶的價(jià)格成為了料大部分是玉米和木薯等,考慮到糧食安全問(wèn)題我酶催化法生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)正在大力發(fā)展纖維素原料制乙醇。為了解決生物為了解決以上問(wèn)題,可通過(guò)酶的修飾、酶分子的柴油原料來(lái)源,我國(guó)也在大力開發(fā)非糧用地,栽種麻生物印跡、酶晶體的交聯(lián)、酶的純化方式與預(yù)處理過(guò)瘋樹、黃連木、文冠果等油料植物,并進(jìn)行相關(guān)科學(xué)程和酶的固定化等途徑對(duì)脂肪酶進(jìn)行改性,從而使研究。我國(guó)生物柴油的研發(fā)還處于起步階段,但發(fā)酶充分分散于有機(jī)溶劑中。對(duì)于短鏈醇對(duì)脂肪酶的展前景廣闊。毒性,可采用分步添加短鏈醇的方法,使其濃度維持近期國(guó)家發(fā)改委就我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出在較低水平,以減輕對(duì)脂肪酶的毒性;對(duì)于副產(chǎn)物甘統(tǒng)籌安排:計(jì)劃“十一五”實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,“十二五”油對(duì)反應(yīng)體系的副作用,一般采用多級(jí)酶反應(yīng)器在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化,2015年以后大發(fā)展。根據(jù)國(guó)家中線及時(shí)分離反應(yīng)副產(chǎn)物甘油,可以有效地減少甘油長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃目標(biāo),到2020年,可開發(fā)生物質(zhì)能量對(duì)反應(yīng)體系的副作用。至少達(dá)到15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中30%來(lái)自傳統(tǒng)生物目前有一些研究者研究用多孔高嶺石固定酶催質(zhì)0%由能源農(nóng)林業(yè)提供生物液態(tài)燃料的生產(chǎn)規(guī)化劑將1中國(guó)煤化工生問(wèn)題該催化劑模將達(dá)到200萬(wàn)噸,其中燃料乙醇1500萬(wàn)噸,生物的活性CNMHG"。還有一些研柴油500萬(wàn)噸0。屆時(shí)我國(guó)生物質(zhì)能源消費(fèi)量將究者通過(guò)基因上程技術(shù)建構(gòu)微藻來(lái)生產(chǎn)油脂,再進(jìn)占到整個(gè)石油消費(fèi)量的20%以上,生物燃料產(chǎn)業(yè)也行酯交換反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油將更具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力近幾年來(lái)超臨界法生產(chǎn)生物柴油也有較大的發(fā)化學(xué)進(jìn)展第19卷展,它和傳統(tǒng)催化法反應(yīng)機(jī)理大致相同,不同的是它3.1.2發(fā)展建議不需要催化劑。與傳統(tǒng)方法相比,超臨界法還有以(1)大力選用高產(chǎn)含油植物,有計(jì)劃地發(fā)展能源下優(yōu)點(diǎn):(1)提高了反應(yīng)速率,縮短了反應(yīng)時(shí)間;作物,并且應(yīng)用先進(jìn)生物工程技術(shù)發(fā)展生物柴油能(2)產(chǎn)品收率更高;(3)無(wú)皂化物的生成,簡(jiǎn)化了源產(chǎn)業(yè)妥善解決油料作物與農(nóng)產(chǎn)品爭(zhēng)地的問(wèn)題,形產(chǎn)品后續(xù)分離工藝,工藝更簡(jiǎn)單降低了成本;成穩(wěn)定的生物柴油原料供應(yīng)。(4)因?yàn)椴皇褂么呋瘎?所以反應(yīng)過(guò)程中不排放廢酸(2)我國(guó)尚未出臺(tái)任何關(guān)于生物柴油的國(guó)家標(biāo)廢堿,不污染環(huán)境。但是目前超臨界法還未被大規(guī)準(zhǔn),對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)上的廠家無(wú)法規(guī)范其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),盡快模的工業(yè)化,其技術(shù)瓶頸是因?yàn)槌R界法要在高溫建立有關(guān)生物柴油的質(zhì)量、生產(chǎn)流程和工藝設(shè)計(jì)等高壓的條件下進(jìn)行,導(dǎo)致能耗過(guò)高,生產(chǎn)成本降不下方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),將有助于生物柴油市場(chǎng)的健康來(lái)。因此需要加大研發(fā)力度,盡早實(shí)現(xiàn)超臨界法的發(fā)展。大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。(3)國(guó)家政策應(yīng)該大力支持、促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)目前國(guó)內(nèi)外也有很多研究者采取不同的新的手化發(fā)展。實(shí)行政府引導(dǎo)支持和市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合的段或方法強(qiáng)化酯交換反應(yīng),武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)發(fā)展方針,在稅收和補(bǔ)貼方面予以適當(dāng)?shù)募?lì)。與工程學(xué)院等進(jìn)行的麻瘋樹籽油超聲波輔助酯交換(4)國(guó)家應(yīng)在科研攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方面加大支反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,表明了用超聲波輔助的酯交換反持力度,突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸降低生物柴油綜合利用應(yīng)比無(wú)超聲波輔助的酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)換率更高,同時(shí)成本也降低了催化劑的用量。這是因?yàn)槌暡栈饔?.2燃料乙醇和傳統(tǒng)攪拌技術(shù)相比更容易實(shí)現(xiàn)介質(zhì)均勻混合,消3.2.1技術(shù)需求除局部濃度不均勻,提高反應(yīng)速度,刺激新相的形由糖類和淀粉類原料生產(chǎn)乙醇的工藝已經(jīng)十分成,對(duì)團(tuán)聚體還可以起到剪切作用。同時(shí),還可導(dǎo)致成熟,但是因?yàn)槠湓现饕羌Z食,很容易造成和糧分子間強(qiáng)烈的相互碰撞和聚集,使反應(yīng)物的表面形食爭(zhēng)地的局面,難以長(zhǎng)期滿足能源的需求,生產(chǎn)因此態(tài)、表面組成及反應(yīng)活性發(fā)生顯著變化。受到了很大的限制。纖維素資源豐富,是一種可再Gryglewic研究了超聲波對(duì)固體催化劑催化菜籽生能源,是最主要的生物質(zhì)資源,將成為生產(chǎn)燃料乙油甲酯化反應(yīng)的輔助作用,發(fā)現(xiàn)超聲波能有效地縮醇的主要原料。近年來(lái)利用纖維素原料轉(zhuǎn)化生產(chǎn)燃減反應(yīng)時(shí)間。通過(guò)超聲波強(qiáng)化反應(yīng),發(fā)現(xiàn)Ba(OH)2料乙醇因較低成本和設(shè)備簡(jiǎn)單引起了研究者的濃厚與Ca(OMe)2的催化活性幾乎接近于NaOH的催化興趣,使用纖維素原料生產(chǎn)乙醇是今后發(fā)酵法生產(chǎn)活性,說(shuō)明超聲波作用下傳質(zhì)過(guò)程被極大地強(qiáng)化了。乙醇的重點(diǎn)發(fā)展方向之一22)。還發(fā)現(xiàn)加入共溶劑四氫呋喃,體系共溶性增強(qiáng),反應(yīng)纖維素原料的主要成分包括纖維素、半纖維素速率提高。和木質(zhì)素。纖維素結(jié)構(gòu)與淀粉有共同之處,都是葡也有報(bào)道表明微波和離子液體等反應(yīng)過(guò)程強(qiáng)化萄糖的聚合物纖維素原料生產(chǎn)乙醇的過(guò)程可以分手段也被用于酯交換反應(yīng)的研究。Brei等用為兩步。第一步把纖維素水解為葡萄糖等可發(fā)酵的微波強(qiáng)化酯交換反應(yīng),發(fā)現(xiàn)在微波強(qiáng)化作用下,酯交糖,即糖化過(guò)程;第二步將發(fā)酵液發(fā)酵為乙醇。換反應(yīng)的速率提高,最快的可以在2min內(nèi)完成反纖維素原料的組成成分和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,由于應(yīng)。吳芹等利用離子液體催化棉籽油酯交換反木質(zhì)素半纖維素對(duì)纖維素的保護(hù)作用以及纖維素應(yīng)制備生物柴油。結(jié)果表明,離子液體具有很好的自身的晶體結(jié)構(gòu),使得催化劑很難與纖維素接觸,直催化活性,離子液體容易同產(chǎn)物分離,具有很好的穩(wěn)接影響其糖化水解以及發(fā)酵的過(guò)程。因此必須對(duì)纖定性,可以循環(huán)使用,對(duì)環(huán)境污染小,是制備生物柴維素原料進(jìn)行預(yù)處理,以脫除木質(zhì)素,改變纖維素的油較理想的催化劑。結(jié)構(gòu)rV中國(guó)煤化工率,同時(shí)還可以避目前生物柴油生產(chǎn)主要需要解決的技術(shù)問(wèn)題還免多CNMHG水解及發(fā)酵過(guò)程有生物柴油的傾點(diǎn)高影響低溫啟動(dòng)性、燃燒殘留物起抑。Ⅳ欠理的成本占利用纖的微酸問(wèn)題、甘油的分離技術(shù)以及殘留甲醇與甘油維素原料生產(chǎn)燃料乙醇總成本的很大一部分,所以的腐蝕性問(wèn)題等。如何選用高效簡(jiǎn)便的預(yù)處理方式對(duì)降低整個(gè)生產(chǎn)成第7/8期陳曦等生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用1095本有積極意義,這也將是以后燃料乙醇研究的一個(gè)和規(guī)?；?。重點(diǎn)方向。(4)防止工業(yè)乙醇在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中外流而水解主要有兩種方法即酸水解和酶水解:在酸被不法分子利用。水解的過(guò)程中,使用了大量的酸和氧化劑等化學(xué)試(5)整頓國(guó)內(nèi)乙醇市場(chǎng),規(guī)范乙醇行業(yè)的管理劑,水解條件較為苛刻,后續(xù)處理困難,且生成許多對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展布局進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,分步實(shí)施,避副產(chǎn)品;酶水解是生化反應(yīng),使用微生物產(chǎn)生的纖維免出現(xiàn)混亂,促使行業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向協(xié)調(diào)發(fā)展。素酶,生產(chǎn)工藝包括酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理和纖維素水解等步驟。酶水解選擇性強(qiáng),可在常壓下進(jìn)行,反應(yīng)中國(guó)石油生物質(zhì)能源開發(fā)規(guī)劃與現(xiàn)狀條件溫和,微生物的培養(yǎng)與維持僅需要少量原料,能在國(guó)家日益重視生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用的大量消耗小,可生成單一產(chǎn)物糖轉(zhuǎn)化率高,無(wú)腐蝕,不環(huán)境下,中國(guó)石油天然氣股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱形成抑制產(chǎn)物和污染,是一種清潔生產(chǎn)工藝。中國(guó)石油”)以建設(shè)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的能源公司為酶水解法存在的一些缺點(diǎn)制約了它的發(fā)展:(1)目標(biāo),積極推進(jìn)生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)社會(huì)主義新由于纖維素酶大分子難以進(jìn)入纖維素內(nèi)部,致使酶農(nóng)村建設(shè),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),改善生態(tài)環(huán)境。在國(guó)家政水解反應(yīng)速度慢,得糖率不高;(2)目前制造活性策的指導(dǎo)下,立足生物能源原料多元化,因地制宜,強(qiáng)的酶,費(fèi)用較高較高的成本阻礙了纖維素制取乙合理布局,滿足公司在市場(chǎng)責(zé)任區(qū)油品的穩(wěn)定供應(yīng)醇工藝實(shí)用化及規(guī)模化研究;(3)酶的成本較高,纖擔(dān)起國(guó)有大型石油公司的政治經(jīng)濟(jì)和社會(huì)責(zé)任。維素的酶解又需要大量的酶,因此在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)4.1中國(guó)石油生物質(zhì)能源發(fā)展思路及部署酶的回收利用是必要的措施,但是酶的回收再利用中國(guó)石油發(fā)展生物質(zhì)能源一貫堅(jiān)持“非糧原難度較大,也致使酶水解法的推廣應(yīng)用受到了一定則”,即發(fā)展生物質(zhì)能源應(yīng)“不與人爭(zhēng)糧,不與糧爭(zhēng)的限制;(4)在預(yù)處理和水解過(guò)程中,產(chǎn)生大量的地”要促進(jìn)糧食與能源的“雙蠃”。到“十一五”末,抑制物對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響。中國(guó)石油發(fā)展生物質(zhì)能源要達(dá)到以下目標(biāo):(1)建設(shè)纖維素原料生產(chǎn)燃料乙醇需要突破的技術(shù)關(guān)近1000萬(wàn)畝的燃料乙醇和生物柴油原料基地;(2鍵有:(1)提髙纖維素糖解得率和糖發(fā)酵成乙醇的轉(zhuǎn)按照非糧燃料乙醇及生物柴油的目標(biāo),做好項(xiàng)目推化率;(2降低纖維素酶的生產(chǎn)成本;(3)研究新的高進(jìn)工作,成熟一個(gè),建設(shè)一個(gè);(3)與成品油銷售緊密效的纖維素酶回收再利用方法(如超濾膜及再吸附配合,完善銷售網(wǎng)絡(luò)。等);(4)開發(fā)先進(jìn)的乙醇發(fā)酵與精餾工藝和設(shè)備(如“十一五”期間,公司的發(fā)展重點(diǎn)放在了燃料乙同步糖化發(fā)酵法SF、固定發(fā)酵技術(shù)等);(5)通過(guò)基醇和生物柴油方面,積極參與了一系列的前期工作因工程對(duì)微生物進(jìn)行選擇和培養(yǎng)以增加酶的產(chǎn)率和與科研開發(fā)提高酶的活性;(6)開發(fā)出新的微生物解決戊糖難以在生物柴油方面中國(guó)石油對(duì)具有資源潛力的國(guó)發(fā)酵的問(wèn)題2。內(nèi)省份及周邊國(guó)家進(jìn)行了資源調(diào)查;并且與有關(guān)科3.22發(fā)展建議研機(jī)構(gòu)、院校合作,開展油料植物的良種選育和繁育(1)擴(kuò)大原料來(lái)源,避免與糧食爭(zhēng)地。目前我國(guó)技術(shù)研發(fā)工作;重點(diǎn)在工藝優(yōu)化、環(huán)境保護(hù)、副產(chǎn)品主要以玉米為原料生產(chǎn)乙醇,這樣不僅生產(chǎn)成本高,深加工等方面開展研究工作,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)并且還容易沖擊糧食市場(chǎng)。因此應(yīng)該在不影響糧食權(quán)的專有技術(shù)。中國(guó)石油積極參與生物柴油原料和用地的前提下,有計(jì)劃地開辟大片的荒地和偏僻地成品等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定及修訂工作,開展生物柴油來(lái)種植燃料乙醇的原料。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,應(yīng)該多種植方面的國(guó)家政策研究以及生物柴油原料供應(yīng)、生產(chǎn)富含纖維素的原料,積極開發(fā)纖維素技術(shù)制備乙醇。加工和產(chǎn)品銷售等運(yùn)行模式的探索工作;密切關(guān)注(2)積極引進(jìn)新技術(shù),開發(fā)新工藝,盡快擁有自國(guó)內(nèi)外生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行跟蹤研究及相主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),搞好綜合利用,降低燃料乙關(guān)數(shù)中國(guó)煤化工醇的生產(chǎn)成本,使其更具有競(jìng)爭(zhēng)力CNMH參與燃料乙醇原(3)國(guó)家應(yīng)該予以相應(yīng)的政策與財(cái)力支持,以及料資源調(diào)查,編制燃料乙醇總體規(guī)劃及分省規(guī)劃;啟適當(dāng)?shù)亩愂昭a(bǔ)貼等,促進(jìn)燃料乙醇盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化動(dòng)了合資合作項(xiàng)目前期工作和開展建設(shè)項(xiàng)目的可行1096化學(xué)進(jìn)展第19卷性研究;編制修訂了標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)研究;進(jìn)行燃料乙油與云南和四川等地的合作中,從優(yōu)良樹種的選育醇相關(guān)專題研究;建設(shè)燃料乙醇數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó)石油規(guī)模種植到產(chǎn)出物的收購(gòu)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),中國(guó)石油將與設(shè)立了能源作物優(yōu)種研究基金,資助燃料乙醇原料林業(yè)部門合作,為農(nóng)民提供必要的資金與技術(shù)支持優(yōu)種選育和繁殖等方面的生物技術(shù)研發(fā)工作;與國(guó)確保農(nóng)民得到最大的實(shí)惠。這種開發(fā)式、補(bǔ)貼式的家和地方的有關(guān)農(nóng)業(yè)科研院校合作,共同進(jìn)行研發(fā)合作方式還要在未來(lái)甜高粱、木薯(主要用來(lái)加工燃工作,研究各種原料的綜合利用技術(shù),形成共有技料乙醇)的工作中得以延續(xù)。術(shù)。在纖維素制燃料乙醇方面進(jìn)行科研攻關(guān);在燃中國(guó)石油重視實(shí)地調(diào)研、考察與交流。2006年料乙醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化、環(huán)境保護(hù)和生物化工等方面3月,赴四川重點(diǎn)考察了生物能源發(fā)展?fàn)顩r及資源開展研究工作,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)。情況;赴云南、河北、湖南、內(nèi)蒙等地實(shí)地調(diào)研油料原4.2中國(guó)石油生物質(zhì)能源工作進(jìn)展料林基地建設(shè);赴印度考察交流麻瘋樹種植基地經(jīng)2001年,中國(guó)石油集團(tuán)在吉林省成立全國(guó)第一驗(yàn)。這為中國(guó)石油進(jìn)一步穩(wěn)健發(fā)展生物質(zhì)能源打下家用陳化糧加工生產(chǎn)燃料乙醇的企業(yè)即吉林燃料乙了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。醇有限責(zé)任公司。6年來(lái),中國(guó)石油已全面進(jìn)入從中國(guó)石油在生物質(zhì)能源發(fā)展領(lǐng)域積極開展對(duì)外燃料乙醇到生物柴油的生物質(zhì)能源的主要鏈條之交流與合作,與國(guó)外公司如BP公司在生物質(zhì)能源中,其大力發(fā)展新能源的格局已初見(jiàn)端倪。方面進(jìn)行研討,雙方組建了聯(lián)合工作組,在生物能源在過(guò)去的“十五”期間,中國(guó)石油生物能源重點(diǎn)方面開展合作;與德國(guó)魯奇意大利梅洛尼、奧地利發(fā)展燃料乙醇。作為國(guó)家推廣乙醇汽油工作領(lǐng)導(dǎo)小格雷斯等公司也進(jìn)行了生物柴油工藝技術(shù)交流。組副組長(zhǎng)單位,中國(guó)石油配合國(guó)家完成了乙醇汽油的推廣工作,累計(jì)銷售乙醇逾千萬(wàn)噸,占全國(guó)的一半以上。吉林燃料乙醇項(xiàng)目通過(guò)兩次改造,燃料乙醇參考文獻(xiàn)生產(chǎn)能力已達(dá)到50萬(wàn)噸/年。該廠工藝、裝備、技術(shù)(1]袁振宏(YmzH),吳創(chuàng)之(WCZ),馬隆龍(ML)等人員均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,積累了大量的經(jīng)驗(yàn),樹立生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)( Principle and Technology for了國(guó)內(nèi)燃料乙醇生產(chǎn)的典范。Exploitation of Bio-Energy).北京:化學(xué)工業(yè)出版社( Beijing中國(guó)石油已將生物能源作為近期新能源業(yè)務(wù)發(fā)Chemical Industry Press), 2005展的重點(diǎn)之一,公司在“十一五”發(fā)展期間將集中發(fā)2王小(WuxM),譚江林(mJL.陳金珠(hmJZ展核心業(yè)務(wù),不斷拓展新興能源業(yè)務(wù),努力把公司建江西林業(yè)科技( Jiangxi Forestry Science and Technolog),2006,5:45-57設(shè)成為具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)際能源公司。成立了生[3]姚向君(YmX),田宜水(TmYs,生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)物能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組,并在勘探與生產(chǎn)分公司組建化利用技術(shù)( Clear Conversion Technology for Bio-Energy新能源處,負(fù)責(zé)煤層氣等非常規(guī)油氣資源和生物能Resourees).北京:化學(xué)工業(yè)出版社( Beijing: Chemical源等可再生能源開發(fā)利用的組織協(xié)調(diào)工作。2006年11月,中國(guó)石油與四川省簽署了《中國(guó)[4]趙軍(Zm),許慶利(XQL,孔海平(gHP)等浙江RL(Zhejiang Chemical Industry), 2006, 37(3):13-15石油天然氣股份有限公司與四川省人民政府關(guān)于生5]張毅君( Zhang Y).化工質(zhì)量( Quality for Chemical Industry),物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作框架協(xié)議》,并成立了聯(lián)合領(lǐng)2006,3:37-39導(dǎo)小組和辦公室。前期進(jìn)行了建立生物柴油中試基[6]馬曉建(MxD),孫鳳杰( Sun FJ),劉龍飛(LmLF),河南地和分析評(píng)價(jià)手段、麻瘋樹良種選育培育基地建設(shè)化工( Henan Chemical Industry),2003,9:4生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究等一系列的基礎(chǔ)研究。7]李希宏(LXH).當(dāng)代石油化工( Petroleum& Petrochemical2007年1月11日,中國(guó)石油天然氣股份有限公Today),2006,15(3):7-13同與國(guó)家林業(yè)局簽署合作發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源框架[8]柴梅( Chai M),顏涌捷( Yan Y J).上海節(jié)能( Shanghai Enery協(xié)議,并正式啟動(dòng)云南、四川第一批林業(yè)生物質(zhì)能源中國(guó)煤化工林基地建設(shè)。此次合作協(xié)議包括云南、四川第一批[9]CNMHG敏(mQM)等,能roney researc), a06, 5: 49-52林業(yè)生物質(zhì)能源林基地建設(shè)面積60萬(wàn)畝,建成后[10]殷福珊(YnFS).日用化學(xué)品科學(xué)( Detergent& Cosmetics)可實(shí)現(xiàn)約6萬(wàn)噸生物柴油原料供應(yīng)能力。在中國(guó)石2006,29(11):1-7第718期陳曦等生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用1097[]張萬(wàn)權(quán)( Zhang w Q),李艷萍(LYP),劉晨江(LiC』新[18]Breccia A, ESposito B, FratadocchiG B愛(ài)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)( Journal of Xinjiang University:Microwave Power and Electromagnetic Energy, 1999, 34(1)Natural Science Edition ), 2006, 23(4): 432-436[2】魏紅明( Wei H M,趙華(ahmH).當(dāng)代化工( Contemporary[19】吳芹(wQ),陳和( Chen H),韓明漢(HmMH)等.催化學(xué)tR( Chemical Joumal of Catalysis), 2006, 27(4): 294-296[13]何灼成(HeZC),魏小平(W∈xP),朱瑞國(guó)( Zhu R G).澗[20]李盛賢(LSx),賈樹彪(iaSB),顧立文(CuLW).釀酒滑油與燃料( Lubes and Fuel),2006,16(7):7-10( Liquor Making),2005,32(2):13-16[14]龔樹華( Gong S H),山西化工( Shari Chemical Industry),[21]于斌(YB),齊魯(QL).化工進(jìn)展( Chemical Industry andEngineering Progress), 2006, 25(3): 244-249[15]胡宗秦(HZQ),王英鬧( Wang Y G),李繼香(LJX).糧[22]陳偉紅( Chen W H),閆德冉(YaDR),杜風(fēng)光(DuFG)食與油脂( Cereals and Oils),2006,10:11-14農(nóng)業(yè)與技術(shù)( Agriculture& Technolog),2006,26(4):29-32[16楊浩( Yang H),劉曄(LiuY),余珠花( She Z H)等,中國(guó)油[23]劉翔(Lix),何國(guó)慶(HeGQ).糧油加工與食品機(jī)械Ha(china Oils and Fats), 2006, 31(11):69-71(Machinery for Cereals Oil and Food Processing), 2003, 8:[17] Gryglewicz S. 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