[Editar este párrafo] Funciones:
1) El contenido de humedad es relativamente alto, tan alto como 30-45. La humedad ayuda a reducir la viscosidad del aceite y mejorar la estabilidad del aceite, pero reduce el poder calorífico del aceite.
2) 2) El valor de pH es bajo, por lo que el dispositivo de almacenamiento está hecho preferiblemente de; materiales resistentes a los ácidos;
3) La densidad es mayor que la del agua y la proporción con el agua es de aproximadamente 1,2;
4) Tiene tendencia a "envejecer" y no debería. calentarse por encima de 80°C y debe protegerse de la luz y el aire;
5) Buen rendimiento de lubricación.
6) Excelentes características de protección ambiental: bajo contenido de azufre, bajas emisiones de dióxido de azufre y sulfuro, la biodegradabilidad del biodiesel es tan alta como 98 y la tasa de degradación es el doble que la del diesel común, lo que puede reducir en gran medida el riesgo de fuga accidental.
7) Buen rendimiento de arranque del motor a baja temperatura;
8) Buen rendimiento de seguridad: alto punto de inflamación, seguro de transportar, almacenar y usar. ;
[Editar este párrafo] Situación actual de la industria del biodiesel
El biodiesel es una fuente de energía limpia y renovable. Es un combustible líquido elaborado a partir de cultivos oleaginosos como la soja, la colza, la palma aceitera y la pistacia chinensis, y de plantas acuáticas oleaginosas como las microalgas genéticamente modificadas, la grasa animal y el aceite usado de restauración. Es una alternativa superior al diésel de petróleo. El biodiesel es una típica "energía verde". El vigoroso desarrollo del biodiesel tiene una importancia estratégica importante para el desarrollo económico sostenible, promoviendo la sustitución de energía, reduciendo la presión ambiental y controlando la contaminación del aire urbano.
Si miramos a los países desarrollados del mundo, como Estados Unidos, Alemania y Japón, a los subdesarrollados Sudáfrica, Brasil y Corea del Sur, y luego a los países en desarrollo India y Tailandia, hemos hecho Los grandes avances en los sistemas de política internacional, las mejoras tecnológicas, la construcción de equipos, la fabricación de vehículos y otros aspectos proporcionan una buena referencia para el desarrollo de la industria de sustitución del petróleo, allanando el camino para que China tome el camino de la sustitución del petróleo con características chinas. En particular, la experiencia de Brasil tiene un significado más práctico.
El biodiesel es una industria emergente en China, que muestra las características de mercado de muchas industrias emergentes en las primeras etapas de industrialización. Muchas empresas se sienten atraídas por las oportunidades de negocio destacadas por los "conceptos" duales de energía verde e industrias de apoyo a la agricultura, y han entrado en la industria una tras otra. Algunas personas utilizan el término "arbusto después de la lluvia" para describir la situación actual del biodiesel. A finales de 2007, había más de 2.000 plantas de producción de biodiesel de diversos tamaños en todo el país, y continúa el establecimiento y aprobación de proyectos similares en varios lugares. La amenaza del exterior es aún mayor. Algunas empresas extranjeras tienen una gran fortaleza financiera, una tecnología de producción madura y un alto grado de industrialización. Pueden utilizar economías de escala para obtener ventajas de costos y tener capacidades integrales más sólidas para apoderarse de las bases de materias primas y la participación de mercado.
Desde la perspectiva del desarrollo futuro, los compradores de biodiesel incluyen principalmente refinerías, centrales eléctricas, compañías navieras e intermediarios en el campo de la circulación. La demanda de biodiesel está aumentando. Se espera que para 2010 la demanda china de biodiesel alcance los 20 millones de toneladas/año. Según el plan nacional de energías renovables de mediano y largo plazo, la capacidad de producción será de 200.000 toneladas/año. El contraste entre demanda y producción puede llevar a una situación en la que la oferta de productos supera la demanda. A medida que la gente conozca más sobre las excelentes propiedades del biodiesel, la aceptación será mayor y la demanda del mercado seguirá aumentando. La fuerte demanda del mercado y la limitada capacidad de producción reducen el poder de negociación de los compradores. Al mismo tiempo, se han planteado requisitos más estrictos para las empresas productoras de biodiésel, que deberían aumentar la inversión en innovación tecnológica y mejorar continuamente la calidad del aceite para mantener una buena imagen de calidad del biodiésel.
Con la profundización de la reforma y la apertura, y en el proceso de integración económica global, el nivel económico de China mejorará aún más y su demanda de energía también aumentará. Mientras los resultados de la investigación del biodiesel se transformen en productividad e industrialicen, sus perspectivas de aplicación en motores diesel, centrales eléctricas diesel, equipos de aire acondicionado, combustible rural, etc., son muy amplias.
[Editar este párrafo] Método de producción
Método de síntesis de biodiesel a partir de materias primas petroleras; biodiesel preparado a partir de aceite animal y su método de preparación: biodiesel y aditivos para biocombustibles; gasóleo procedente de aceites animales y vegetales de desecho y su aplicación: proceso y dispositivo de licuefacción de biomasa de bajo costo y libre de contaminación; proceso y dispositivo de pirólisis de biomasa de baja energía: un método para preparar biodiesel mediante pirólisis rápida de microalgas: desde caldera de despolimerización para extracción; gasolina y diésel a partir de plásticos de desecho, aceite de desecho y aceite vegetal de desecho; método para preparar gas mediante gasificación de biomasa y dispositivo de reacción de gasificación; método para extraer productos derivados del petróleo a partir de residuos de aceite vegetal; método para preparar gas de síntesis hidrolizando algas heterótrofas; con amilasa y un método para preparar biodiesel a partir de algas heterótrofas; un método para producir combustible líquido a partir de biomasa; un método para producir combustible líquido a partir de restos de aceite vegetal y un método para producir bioaceite a partir de residuos de hidrólisis de biomasa; métodos de producción para extraer gasolina; y diésel a partir de residuos de aceites vegetales; dispositivos y métodos para regenerar el fueloil a partir de aceites usados; métodos para eliminar coloides del diésel craqueado catalíticamente; nuevos procesos respetuosos con el medio ambiente para refinar el fueloil a partir de residuos de caucho (plásticos de desecho, aceite de motor usado), métodos para la obtención de productos químicos; refinación de materia insoluble oxidada total y coloides en diésel; aditivos para evitar la decoloración y gelificación del diésel y la gasolina; métodos para el tratamiento de floculación y separación de aceites lubricantes residuales;
Flujo de proceso simple:
El biodiesel es un combustible diésel alternativo compuesto por alquil monoésteres de ácidos grasos derivados de aceites vegetales o grasas animales. Actualmente, la mayor parte del biodiesel se produce a partir de aceite de soja, metanol y un catalizador alcalino. Sin embargo, la mayoría de los aceites baratos que el cuerpo no digiere fácilmente se pueden convertir en biodiesel.
Introducción al flujo del proceso:
(1) Refinado físico: Primero, el aceite se hidrata o se trata con ácido fosfórico para eliminar fosfolípidos, coloides y otras sustancias). El aceite que ingresa a la torre de desacidificación se precalienta, deshidrata y desgasifica, manteniendo la presión residual e introduciendo un exceso de vapor. A la temperatura del vapor, el ácido libre y el vapor se destilan juntos. Después de la condensación y la precipitación, se elimina la pérdida neta distinta de los ácidos grasos libres. El ácido libre del aceite se puede reducir a una cantidad muy baja y el pigmento también se puede reducir. descompuesto, aclarando el color. Bajo la acción del catalizador DYD desarrollado de forma independiente, se esterifican y alcoholizan simultáneamente una variedad de aceites animales y vegetales de desecho para generar ésteres metílicos de ácidos grasos crudos. (2) Preesterificación con metanol: primero hidratar y desgomar el aceite, utilizar una centrífuga para eliminar fosfolípidos, gomas y otros flóculos formados durante el proceso de hidratación y luego deshidratar el aceite. Agregue un exceso de metanol al aceite crudo, realice una preesterificación en presencia de un catalizador ácido y convierta el ácido libre en éster metílico. Se destila el agua metanólica y, después del fraccionamiento, se separan el palmitato de metilo C12-16 y el oleato de metilo C18 sin ácido libre.
(3) Reacción de transesterificación: grasa pretratada y metanol, más una pequeña cantidad de NaOH como catalizador, llevan a cabo la reacción de transesterificación a una determinada temperatura y presión atmosférica para generar éster metílico. Mediante una reacción de dos pasos, el glicerol producido en la reacción inicial se elimina continuamente a través de un separador especialmente diseñado, lo que permite que continúe la reacción de transesterificación.
(4) Sedimentación por gravedad, lavado con agua y estratificación.
(5) Separación de glicerol y adquisición de éster metílico bruto.
(6) Deshidratación de agua, liberación de metanol, eliminación de catalizador y adquisición de biodiesel refinado.
Todo el proceso es de circuito cerrado y todas las materias primas se utilizan de forma integral para lograr una producción limpia. La descripción general es la siguiente: pretratamiento de la materia prima (deshidratación, desodorización, purificación) - caldera de reacción (agregar catalizador de alcohol a 70°C) - agitación durante 1 hora - precipitación, separación y eliminación de impurezas - recuperación de alcohol.
[Editar este párrafo]Aplicaciones
El biodiesel se puede utilizar como combustible para calderas, turbinas, motores diésel, etc. La principal aplicación industrial son los ésteres metílicos de ácidos grasos.
El biodiesel es un tipo de diésel limpio de alta calidad que se puede extraer de diversas biomasas. Se puede decir que es una fuente de energía inagotable que hoy en día reemplaza al petróleo como combustible alternativo. cada vez más agotado.
El diésel es el principal combustible de muchos vehículos de gran tamaño, como camiones, locomotoras diésel y generadores. Sus ventajas son alta potencia y bajo precio. Mi país tiene una gran demanda de diésel y el principal problema con la aplicación de diésel es el "humo negro". A menudo vemos camiones llenos de humo en la carretera. La principal razón del humo negro es la combustión incompleta, que provoca una grave contaminación del aire, como grandes cantidades de partículas de polvo y elevadas emisiones de CO2. Según la Asociación Estadounidense de Combustibles, la contaminación del aire causada por la quema de combustible de motor se ha convertido en un importante problema de contaminación del aire. Por ejemplo, los óxidos de nitrógeno representan la mitad de otras emisiones industriales, el monóxido de carbono representa dos tercios de otras emisiones industriales y los hidrocarburos tóxicos representan la mitad de otras emisiones industriales. Los óxidos y sulfuros de nitrógeno emitidos por los gases de escape pueden combinarse con el agua del aire para formar lluvia ácida. El exceso de dióxido de carbono y monóxido de carbono en los gases de escape aumentará la temperatura atmosférica, lo que comúnmente se conoce como "efecto invernadero". Para resolver el problema de la contaminación de los gases de escape y el empeoramiento de la presión ambiental, la gente comenzó a estudiar el uso de otros combustibles, como el alcohol carburante, para reemplazar la gasolina. En la actualidad, el alcohol carburante ha ocupado una proporción considerable en América del Norte, como Estados Unidos y Canadá, y en países sudamericanos como Brasil y Argentina se han puesto en el mercado automóviles equipados con motores de alcohol carburante. El alcohol combustible no es adecuado para la mayoría de los vehículos de alta potencia que requieren combustible diésel, como autobuses, locomotoras diésel, tractores y otros vehículos agrícolas. Además, la contaminación de los gases de escape causada por el diésel es mucho mayor que la de la gasolina, por lo que la gente ha desarrollado un sustituto del diésel: el biodiesel.
De hecho, Diesel, el inventor del motor, dijo en su informe en la Conferencia de Ingeniería de Missouri en 1912 que "usar aceite de colza como combustible para motores puede no tener mucho sentido hoy en día, pero cambiará en el futuro". futuro." Es tan importante como el petróleo y el carbón." En 1983, los científicos estadounidenses utilizaron por primera vez éster metílico de aceite de colza en un motor y lo quemaron durante 1.000 horas. Los monoésteres de ácidos grasos renovables se definen como biodiesel. Desde 65438 hasta 0984, científicos estadounidenses y alemanes estudiaron el uso de ésteres metílicos o ésteres etílicos de ácidos grasos en lugar de diésel como combustible, es decir, utilizando monoésteres de ácidos grasos de animales o plantas, incluidos ésteres metílicos de ácidos grasos, ésteres etílicos de ácidos grasos y ésteres grasos. ésteres propílicos ácidos, para sustituir la combustión del diésel. En comparación con el diésel de petróleo tradicional, el biodiésel tiene las siguientes ventajas:
El uso de monoésteres de ácidos grasos animales y vegetales renovables como materia prima puede reducir la demanda y la importación de fueloil petroquímico; es respetuoso con el medio ambiente y los gases de escape del biodiésel lo son; Tóxico La emisión de materia orgánica es sólo una décima parte de la del diésel ordinario, la materia particulada es el 20% de la del diésel ordinario, la emisión de monóxido de carbono y dióxido de carbono es solo el 10% de la del diésel de petróleo, y no hay emisiones de sulfuro, plomo y sustancias tóxicas; el biodiesel mixto puede reducir la concentración de azufre Reducida de 500 PPM a 5 PPM.
No es necesario sustituir el motor y tiene un efecto protector sobre el motor.
[Editar este párrafo] Aplicación del biodiesel en países de todo el mundo
En la actualidad, los países de todo el mundo, especialmente los desarrollados, están comprometidos con el desarrollo de energía de biomasa eficiente y libre de contaminación. tecnología de utilización. Europa se ha convertido en el primer productor mundial de biodiesel. Estados Unidos, Italia y Francia han construido sucesivamente decenas de unidades de producción de biodiésel.
Estados Unidos es el primer país en investigar el biodiesel. La capacidad de producción total es de 1,3 millones de toneladas. El tipo impositivo para el biodiésel es 0. En la prueba de conducción de 600.000 kilómetros realizada en el Parque Nacional de Yellowstone, Estados Unidos, no se produjo coquización y las emisiones de contaminantes atmosféricos se redujeron en más de un 80%. Además, el uso de biodiesel ha atraído a osos pardos desde 300 kilómetros de distancia hasta el parque. El B20 estadounidense utiliza un 20% de biodiésel, lo que puede reducir las emisiones contaminantes de gases de cola en más del 50%. En 1992, tanto el Departamento de Energía de Estados Unidos como la Agencia de Protección Ambiental propusieron el biodiesel como combustible limpio. En 1999, el presidente estadounidense Clinton firmó un decreto sobre el desarrollo de la energía de biomasa, en el que el biodiésel figuraba como una de las principales fuentes de energía limpia y el Estado no gravaba el biodiésel. En 1995, Japón comenzó a estudiar el uso de aceite de fritura sobrante de restaurantes para producir biodiesel. En 1999, estableció un dispositivo experimental industrial con 259 litros/día de aceite de fritura para producir biodiesel, lo que puede reducir los costos de materia prima. En la actualidad, la producción anual de biodiesel en Japón puede alcanzar las 400.000 toneladas.
Actualmente, Alemania tiene 8 fábricas de biodiesel y más de 300 gasolineras de biodiesel. También ha formulado normas para el biodiesel y no las grava.
En 2006, la producción de biodiesel alcanzó 654,38 millones de toneladas.
Francia, Italia y otros países europeos han creado empresas de biodiésel. El grupo francés Citroën realizó experimentos con biodiésel y superó 6,5438 millones de kilómetros de pruebas de combustión, lo que demuestra que el biodiésel se puede utilizar en motores diésel normales. La norma es añadir un 5% de biodiésel al diésel de petróleo ordinario.
Es previsible que el biodiésel, como importante combustible limpio, desempeñe un papel importante en la conducción de vehículos de gran tamaño.
[Editar este párrafo] ■Análisis del estado de desarrollo del biodiesel de China y las perspectivas de industrialización
Desarrollo del biodiesel de China:
Nuestro gobierno ha formulado algunas políticas y medidas para resolver En temas de conservación, sustitución y protección del medio ambiente de energía, algunos académicos y expertos se han dedicado a la investigación y defensa del biodiesel. Aunque la investigación y el desarrollo del biodiesel en mi país comenzaron tarde, se han desarrollado rápidamente y algunos resultados de investigaciones científicas han alcanzado el nivel avanzado internacional. El contenido de la investigación involucra la distribución, selección, cultivo, mejoramiento genético, tecnología de procesamiento y equipamiento de plantas oleaginosas. En la actualidad, la investigación en diversos aspectos ha logrado resultados iniciales, que sin duda contribuirán a una mayor investigación y desarrollo del biodiesel en mi país. Es previsible que dentro de 2 o 3 años, la investigación de mi país en este campo logre un gran avance y alcance un nivel práctico.
El famoso erudito Min Enze, el académico Min Enze, propuso claramente el tema del desarrollo de biodiesel como combustible limpio por primera vez en el libro "Química verde e ingeniería química": el antiguo Ministerio de Industria de Maquinaria y el antiguo China Petroleum and Chemical Corporation en la década de 1980 Se asignaron fondos especiales y el proyecto fue realizado por el Instituto de Investigación de Motores de Combustión Interna de Shanghai y Guiwai Yishan Agriculture Machinery durante 10 años, y Zhan, un experto del Instituto de Investigación de la Industria Química y del Petróleo de China, fue invitado a realizar una gran cantidad de experimentos y exploraciones básicas. El Sr. Shi Delu del Instituto de Diseño e Investigación de Ingeniería Agrícola de China también lo hizo en 1985. Se llevaron a cabo experimentos con biodiesel. El proyecto de investigación cooperativa chino-europea emprendido por el Instituto de Investigación Energética de Liaoning también involucra biodiesel; la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Henan y el Instituto de Investigación Química del Ejército también han realizado investigaciones sobre biodiesel en diversos grados.
La investigación sistemática comenzó con el proyecto de investigación científica clave de la Academia de Ciencias de China durante el período del Octavo Plan Quinquenal: "Investigación y tecnología de aplicación de plantas oleaginosas". investigación tecnológica en la cuenca del río Jinsha y estableció 30 hectáreas de película de demostración de cultivo de Jatropha. Desde principios de la década de 1990, el Instituto de Investigación de Nuevas Tecnologías de Changsha y la Academia Forestal de Hunan han llevado a cabo 65.43.800 años de investigación colaborativa sobre plantas energéticas y biodiesel. Durante el período del "Octavo Plan Quinquenal" se completó la investigación sobre el proceso de preparación de fueloil de éster metílico a partir de aceite de corteza y sus características de combustión. Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", se completó el importante proyecto nacional de investigación científica "Tecnología de utilización de energía de aceites vegetales".
Durante el período de 1999 a 2002, la Academia Forestal de Hunan emprendió y presidió la introducción de tecnologías forestales extranjeras avanzadas (Proyecto 948) de la Administración Forestal Estatal, a saber, la "Introducción de Especies de Árboles Energéticos Verdes". King Tree and Its Utilization Technology". Sudáfrica, Estados Unidos y Brasil han introducido callus, un excelente clon de la especie de árbol energético Eucalyptus. Se ha desarrollado el equipo de extracción de leche de eucalipto verde; se han estudiado la composición y las características del combustible del látex de olmo: se han obtenido resultados graduales con el craqueo catalítico del látex de olmo.
Sin embargo, en comparación con países extranjeros, todavía existe una brecha considerable en el desarrollo del biodiesel en mi país. Ha permanecido en la etapa de investigación primaria durante mucho tiempo y no ha logrado formar la industrialización del biodiesel. : el gobierno aún no ha propuesto un conjunto de políticas preferenciales y de apoyo y medidas políticas para fomentar el biodiesel, sin mencionar la formulación de estándares unificados para el biodiesel y la implementación de una estrategia de desarrollo industrial. Por lo tanto, después de que China se una a la OMC, se vuelve más urgente acelerar la industrialización del biodiesel limpio y eficiente en el contexto de cómo enfrentar las presiones duales del rápido desarrollo económico y la protección ambiental.
Perspectivas de industrialización del biodiesel en China:
En 2003, impulsada por el rápido y sostenido crecimiento de la economía nacional, la demanda del mercado petrolero de China creció fuertemente y la demanda total de petróleo refinado aumentó en un dos dígitos, alcanzando 11,4, un aumento de 7,4 puntos porcentuales con respecto al año anterior, lo que impulsó un aumento sustancial de las importaciones de petróleo y convirtió a China en un importante consumidor e importador de petróleo. El mercado del petróleo está escaso de recursos y los precios están subiendo en todos los ámbitos. Según las estadísticas del Centro de Información Logística de China, el precio medio acumulado del petróleo y sus productos en mi país en 2003 aumentó un 11,8% en comparación con el año anterior.
El análisis preliminar muestra que la situación de la oferta y la demanda en el mercado petrolero de China en 2004 es básicamente similar a la de 2003. Continuará manteniendo un patrón de fuerte demanda de los consumidores y una oferta y demanda básicamente equilibradas. Sin embargo, la escasez de oferta localizada y estructural causada por. No se pueden descartar factores como la temporada y el transporte. Se espera que el consumo de petróleo crudo de China sea de 270 millones de toneladas en 2004 y que las importaciones netas superen los 654.380 millones de toneladas.
China es un importador neto de petróleo y tiene reservas de petróleo muy limitadas. Grandes cantidades de petróleo importado representan una amenaza para la seguridad energética de China. Por lo tanto, mejorar la calidad del petróleo es más práctico para China. El biodiesel tiene tres ventajas principales: renovable, limpio y seguro. Los expertos creen que el biodiesel tiene una importancia estratégica importante para el ajuste estructural agrícola, la seguridad energética y la gestión integral del medio ambiente ecológico de China. En la actualidad, el diésel para automóviles se ha convertido en una dirección de desarrollo de la industria del automóvil. Según las previsiones de los expertos, en 2010 la demanda mundial de diésel aumentará del 38% al 45% y la oferta de diésel será gravemente insuficiente, lo que proporciona un amplio margen de desarrollo para la producción de biodiésel a partir de colza. El desarrollo de la industria del biodiesel también puede promover el desarrollo rural, económico y social de China. Si desarrollamos cultivos oleaginosos para producir biodiesel, podemos encontrar un camino para convertir productos agrícolas y forestales en productos industriales, lo que ayudará a ajustar la estructura agrícola y aumentar los ingresos de los agricultores.
El equilibrio entre la oferta y la demanda de diésel también será el foco del desarrollo del mercado petrolero de China durante mucho tiempo. Los conocedores de la industria señalaron que para 2005, a medida que aumente la capacidad de procesamiento primario de China, habrá cierto espacio de exportación para gasolina y queroseno, mientras que la brecha en la oferta de diesel seguirá siendo grande. Se espera que para 2010 la demanda de diésel supere el millón de toneladas, un aumento del 24% con respecto a 2005. En 2015, la demanda del mercado alcanzará unos 654.383 millones de toneladas. En los últimos años, aunque las empresas químicas y refinadoras han mejorado continuamente la relación diésel-gasolina mediante una transformación tecnológica continua, todavía no pueden cumplir con los requisitos de consumo de diésel-gasolina. El ratio actual de producción de diésel y gasolina es de aproximadamente 1,8, mientras que el ratio de consumo de diésel y gasolina del mercado es superior a 2,0, y el ratio de consumo de diésel y gasolina en Yunnan, Guangxi, Guizhou y otras provincias está incluso por encima de 2,5. Con la aceleración del proceso de desarrollo de la región occidental y el lanzamiento de importantes proyectos de infraestructura para la economía nacional, la contradicción entre el diésel y la gasolina es más prominente que antes. Por lo tanto, el desarrollo del biodiesel no sólo está en línea con la dirección actual de la industria petroquímica de ajustar la estructura de los productos derivados del petróleo y aumentar la proporción de diesel a gasolina, sino que también tiene una importancia de gran alcance.
En la actualidad, la tecnología del biodiesel de China ha logrado grandes logros: Hainan Zhenghe Bioenergy Company, Sichuan Gushan Oleochemical Company y Fujian Zhuoyue New Energy Development Company han desarrollado tecnologías con derechos de propiedad intelectual e instalaciones de producción independientes. Se han construido una tras otra escalas de más de 10.000 toneladas, lo que marca el nacimiento del biodiesel como industria de alta tecnología en China.
El responsable de la Academia China de Ingeniería presentó que el esquema de desarrollo del “Décimo Plan Quinquenal” de China proponía el desarrollo de diversas alternativas al petróleo e identificaba el desarrollo de combustibles biolíquidos como el desarrollo industrial nacional. dirección. La industria del biodiesel ha recibido el apoyo de los líderes del Consejo de Estado, la Comisión de Planificación Estatal, la Comisión Estatal de Economía y Comercio, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y otros departamentos gubernamentales, y ha sido incluida en los planes nacionales pertinentes.
Para el desarrollo del biodiesel, China dispone de abundantes recursos de materias primas. China tiene un vasto territorio, una gran extensión geográfica, una distribución diferente de los recursos hídricos y térmicos, y recursos vegetales energéticos ricos y diversos. Las principales familias son Euphorbiaceae, Lauraceae, Myrtaceae, Apocynaceae, Asteraceae, Leguminosae, Cornus, Hyacinthaceae y Rosaceae. En la actualidad, el desarrollo y utilización del biodiesel en mi país aún se encuentra en su etapa inicial de desarrollo. Para reducir el costo del biodiesel en su conjunto y permitirle desempeñar un papel más importante en la transformación de la estructura energética de mi país, sólo desarrollándonos en la dirección de base y escala, implementando operaciones intensivas y formando la industrialización podremos tomar la camino del biodiesel en línea con las condiciones nacionales del camino de desarrollo del diesel. Con la profundización de la reforma y la apertura, en el proceso de integración económica global y bajo la situación favorable de la adhesión de China a la OMC, el nivel económico de China mejorará aún más y su demanda de energía aumentará. Mientras los resultados de la investigación del biodiesel se transformen en productividad e industrialicen, sus aplicaciones en motores diesel, centrales eléctricas diesel, equipos de aire acondicionado, combustible rural, etc., serán muy amplias.
[Editar este párrafo] ■Producción química de biodiesel.
El biodiesel se produce mediante métodos químicos.
Como catalizadores se utilizan bioaceites y alcoholes bajos en carbono como metanol o etanol, hidróxido de sodio (65,438% en peso de aceite) o metóxido de sodio. Bajo catalizadores ácidos o alcalinos y altas temperaturas (230 ~ 250 °C), se produce una reacción de transesterificación para generar el éster metílico o éster etílico de ácido graso correspondiente, que luego se lava y seca para obtener biodiesel. El metanol o el etanol se pueden recuperar durante el proceso de producción. El equipo de producción es el mismo que el del equipo general de producción de petróleo. Durante el proceso de producción se producen alrededor de 10 subproductos.
Sin embargo, el biodiesel sintetizado químicamente tiene las siguientes desventajas: alta temperatura de reacción y proceso complejo; se utiliza excesivo metanol durante el proceso de reacción, y los procesos posteriores deben tener los correspondientes dispositivos de recuperación de alcohol, lo que resulta en un procesamiento complejo y alto. el consumo de energía y los ácidos grasos libres en las materias primas del petróleo afectarán seriamente el rendimiento y la calidad del biodiesel; la purificación del producto es complicada y los productos de esterificación son difíciles de recuperar; los subproductos producidos por la reacción son difíciles de eliminar; y el uso de catalizadores ácido-base genera una gran cantidad de aguas residuales y álcalis (ácidos) residuales. La descarga de líquido puede causar fácilmente una contaminación secundaria al medio ambiente.
Existe otra cuestión de costes que no se puede ignorar en la producción química: el uso de catalizadores alcalinos en el proceso de producción requiere que la materia prima sea petróleo crudo, como aceite de colza sin refinar, aceite de soja, etc. , y el costo de las materias primas representa el costo total de 75. Por lo tanto, utilizar materias primas baratas y mejorar la tasa de conversión para reducir costos son claves para la aplicación práctica del biodiesel. Por lo tanto, Estados Unidos comenzó a estudiar plantas ricas en petróleo mediante ingeniería genética (consulte el método "Ingeniería de microalgas" a continuación), Japón utilizó aceite residual industrial y aceite de fritura usado, y Europa cultivó cultivos ricos en aceite en tierras no aptas para cultivar alimentos.
[Editar este párrafo] ■Las enzimas biológicas sintetizan biodiesel.
Para resolver los problemas anteriores, la gente comenzó a estudiar la síntesis bioenzimática de biodiesel, es decir, utilizando lipasa para esterificar grasas animales y alcoholes bajos en carbono para preparar los correspondientes ésteres metílicos y ésteres etílicos de ácidos grasos. . La síntesis enzimática de biodiesel tiene las ventajas de condiciones suaves, bajo consumo de alcohol y ausencia de emisiones contaminantes. En 2001, Japón utilizó células inmovilizadas de Rhizopus oryzae para producir biodiesel. La tasa de conversión fue de aproximadamente 80 y las células microbianas podían usarse de forma continua durante 430 horas.
El 4 de junio de 2005, "China Environment News" informó que la planta piloto de biodiesel producido por bioenzimas de la Universidad de Tsinghua tuvo éxito y que el rendimiento de biodiesel de la planta piloto que utilizó el nuevo proceso alcanzó más del 90%. Los indicadores técnicos de los productos piloto cumplen con los estándares de biodiesel de Estados Unidos y Alemania, y cumplen con los estándares de diésel premium 0# de mi país. La prueba en banco del motor del producto piloto muestra que, en comparación con el diésel petroquímico disponible comercialmente, cuando se utiliza como combustible una mezcla de diésel que contiene un 20% de biodiésel, la concentración de los principales componentes tóxicos, como monóxido de carbono, hidrocarburos y humo en el escape. Los gases emitidos por el motor se reducen significativamente. Las características de potencia del motor permanecen básicamente sin cambios.
La síntesis enzimática biológica de biodiesel ha atraído cada vez más atención debido a sus ventajas como condiciones de reacción suaves, bajo consumo de alcohol, ausencia de emisiones contaminantes y respeto al medio ambiente. Sin embargo, hay algunos problemas que deben resolverse en la preparación de biodiesel por métodos biológicos enzimáticos: la lipasa es efectiva para la reacción de esterificación o transesterificación de alcoholes grasos de cadena larga, pero la tasa de conversión de alcoholes grasos de cadena corta (como metanol o etanol) es bajo, generalmente solo 40 -60. El metanol y el etanol son tóxicos para las enzimas y pueden inactivarlas fácilmente. Los subproductos glicerol y agua son difíciles de recuperar y no sólo forman una consistencia con el producto sino que también son tóxicos para la enzima. La presencia de alcoholes grasos de cadena corta y glicerol afecta la reactividad y estabilidad de la enzima, acortando en gran medida la vida útil de la enzima inmovilizada. Estos problemas son los principales cuellos de botella en la producción industrial de biodiesel mediante métodos bioenzimáticos.
[Editar este párrafo] ■Método de producción de biodiésel utilizando "microalgas modificadas"
La producción de diésel a partir de "microalgas modificadas" ha abierto un nuevo enfoque técnico para la producción de diésel. El Laboratorio Nacional de Renovaciones (NREL) de Estados Unidos ha construido "microalgas diseñadas" mediante biotecnología moderna, es decir, "Microcystis diseñada", un tipo de diatomea. En condiciones de laboratorio, el contenido de aceite de las "microalgas modificadas" se puede aumentar a más del 60%, y en producción al aire libre también se puede aumentar a más del 40%. Sin embargo, el contenido de aceite de las microalgas en condiciones naturales generales es del 5-. 20%. El aumento del contenido de aceite en las "microalgas modificadas" se debe principalmente a la alta expresión del gen acetil-CoA carboxilasa (ACC) en las células de las microalgas, que desempeña un papel importante en el control de la acumulación de aceite.
Actualmente, estamos estudiando la selección de vectores moleculares apropiados para expresar completamente el gen ACC en bacterias, levaduras y plantas, y además introducir el gen ACC modificado en microalgas para obtener una expresión más eficiente. El uso de "microalgas modificadas" para producir diésel tiene una importante importancia económica y ecológica. Sus ventajas son: las microalgas tienen una alta capacidad de producción, utilizan el agua de mar como medio de cultivo natural y ahorran recursos agrícolas que son decenas de veces mayores; de plantas terrestres El biodiesel no contiene azufre, no emite gases tóxicos al quemarse y puede ser degradado por microorganismos al ser vertido al medio ambiente, sin contaminar el medio ambiente. El desarrollo de microalgas que contienen petróleo o "microalgas modificadas" para producir biodiesel es una tendencia importante.
[Editar este párrafo] ■Estándares actuales de biodiesel
Muchos países en el mundo han formulado estándares de biodiesel para garantizar la calidad del diesel y garantizar que los usuarios puedan usarlo con mayor confianza. combustible.
El estándar internacional para el biodiesel es el ISO 14214A, y el otro es el ASTM D 6751, que es el estándar adoptado por los Estados Unidos y está legalmente confirmado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos en 211(b) del Ley de Aire Limpio. Otra norma ampliamente reconocida es la serie DIN de biodiésel de Alemania, que es la norma sobre biodiésel más detallada y sistemática hasta la fecha. El sistema normalizado tiene diferentes normas DIN para diferentes materias primas de fabricación: Biodiesel RME (éster metílico de colza) y PME (éster metílico vegetal) Normas DIN E 51606 a base de semillas de colza y plantas, mezcladas con aceites vegetales y grasas animales Biodiesel crudo según DIN Norma V 51606. La Unión Europea también promulgó la norma de biodiesel EN14241 en junio de 2003. Además, Austria, Australia, la República Checa, Francia, Italia, Suecia y otros países también han formulado especificaciones para el combustible biodiesel.
[Editar este párrafo] ■Norma alemana de biodiésel DIN V 51606.
La norma del biodiesel evalúa principalmente los siguientes componentes: todo el proceso de producción, la eliminación de glicerina, la eliminación de catalizadores y la eliminación de alcohol para asegurar que no contiene ácidos grasos libres. Los indicadores de evaluación estándar de producción de biodiesel incluyen gravedad específica, viscosidad dinámica, punto de inflamación, contenido de azufre, residuos, índice de cetano, cenizas, humedad, impurezas totales, triglicéridos, glicerina libre, etc. La estandarización de los estándares de biodiesel ha promovido en gran medida la aplicación formal y legalización del biodiesel en la industria automotriz de estos países. Al mismo tiempo, el reconocimiento del biodiesel por parte de un gran número de países también está impulsando la internacionalización del biodiesel como nueva bioenergía renovable.
En la actualidad, el biodiesel se suministra principalmente en forma de una mezcla de biodiesel y diesel petroquímico, por lo que el aceite mezclado tiene estándares. Por ejemplo, una mezcla de 5% de biodiesel y 95% de diesel convencional debe cumplir con la norma EN590 (EN590:2000) promulgada en 2000. Cualquier mezcla de aceite que cumpla con este estándar se puede utilizar de forma segura en todos los motores diésel. Aunque este tipo de aceite mixto no necesita añadir ningún estabilizador, también hay propuestas en el extranjero de que es necesario añadir una cláusula de este tipo a la norma EN 590:2000: el propio aceite mixto contiene biodiesel.