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利用植物油发展生物炼油化工厂的探讨

时间:2006-03-04 09:47来源:中国化学化工论坛 作者:bioguider 阅读:
[摘要]   以植物油为原料的生物炼油化工厂以生产生物柴油为主,同时还可联产甘油、1,3-丙二醇、高碳醇等大宗化工产品以及可生物降解的多种精细化工产品。本文首先从减少石油进口、保护环境、支援“三农”等方面论述了发展生物炼油化工厂的必要性;然后介绍了国内外生物柴油快速发展的现状,发展这种炼油化工厂的关键是原料的供应,尤其是其价格;最后研讨了发展生物炼油化工厂面临的挑战和对策。

[关键词]   植物油 生物柴油 生物炼油化工厂



从植物油生产的柴油称为生物柴油(Biodiesel),它是一种长链脂肪酸的单烷基酯,在工业应用上主要是脂肪酸甲酯。天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酸酯组成,与甲醇酯交换后,分子量降至与柴油的接近,从而使其具有更接近于柴油的性能。从植物油生产的生物柴油不含硫和芳烃,十六烷值高,并且润滑性能好,是一种优质清洁柴油[1-3]。同时这些长链脂肪酸单烷基酯还可用作制造大宗化工产品和可生物降解精细化工产品的原料,其联产品甘油可以被精制成医药甘油,或用来制备1,3-丙二醇,也具有很多用途[4,5]。正是基于以上用途,中石化石油化工科学研究院提出了以植物油为原料的生物炼油化工厂的设想,并正在进行研究开发。



1  以植物油为原料发展生物炼油化工厂的必要性

1.1  发展生物炼油化工厂有利于减少部分石油的进口

2004年,我国石油净进口量为1.436亿吨,预计2020年的净进口量将达到2.3~2.7亿吨。表1是2020年我国的需求量预测,国内外预测的需求量都超过4亿吨,而那时的石油产量预测仅为1.8亿吨,石油的对外依存度将超过50%。

表1  我国2020年石油需求预测

预测单位  亿吨

国内预测  4.1~4.5  

美国兰德公司  4.4

美国剑桥能源研究协会  4.3~5.5  

美国能源情报署  ~4.7

生物炼油化工厂生产的生物柴油可以代替石油柴油,生产的各种化工产品可以代替石油基化工产品。因此,发展生物炼油化工厂有利于减少部分石油的进口,在一定程度上缓解我国石油进口增长的压力,有利于国民经济的健康稳定发展。

1.2  发展生物炼油化工厂有利于保护环境

生物柴油是清洁运输燃料,混入一种20%生物柴油的车用柴油可降低颗粒物排放14%、总碳氧化物排放13%、SOx排放70%以上,因此会减少空气污染。使用生物柴油还有利于减少CO2引起的温室效应,因为植物生长吸收的CO2大于生物柴油燃烧产生的CO2。除此之外,生物炼油化工厂生产的高附加值精细化工产品具有生物可降解性,生产的某些大宗化工产品(如表面活性剂)也具有生物可降解性,有利于保护环境[2,4]。

1.3  从石油加工转向生物质加工的过程中,开始对我国能源和化工产业结构进行调整

从长远来看,随着矿石燃料的枯竭,生物质加工必然代替石油加工,以美国为首的西方国家已经开始对它们的能源和化工产业结构进行调整。除了用生物质燃料代替部分石油燃料外,美国还开发了很多生物质化工产品,其中大豆生物柴油的深加工产品如表2所示,它已形成新兴产业,并且美国还在继续开发新的产品。

表2  美国大豆生物柴油深加工产品的生产销售状况[6]

产品  生产供销商(家)  产品  生产供销商(家)

粘结剂  2  农业助剂  5

除尘剂  6  介电液  2

液压油  5  工业清洁剂  29

工业润滑剂  13  金属加工液  13

除臭液  2  脱漆剂  6

油墨  29  油墨溶剂  3

以生物质原料替代石油来生产燃料与化工产品,这是原料路线的重大调整。发展生物炼油化工厂,也就启动了我国对能源和化工产业结构的调整。

发展生物炼油化工厂,将增加就业机会。同时,生物炼油厂的原料主要来自农业和林业,大量原料的需求必将增加农民和林业工人的收入。

从长远发展战略来看,发展生物炼油化工厂将是我国起步迈上生物质经济时代的开始,是贯彻我国以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观的一条途径

2  国内外生物柴油的发展现状——油价飙升加速了发展

由于石油消耗量的增加及国际政治的影响,最近几年石油价格飞速上涨。油价飙升推动了世界生物柴油产业的发展。

2.1欧共体

从欧洲生物柴油委员会获得的数据显示[7],2002年欧共体共生产生物柴油106.5万吨,2003年提高到143.4万吨,相比增加35%;2003年的生产能力为204.8万吨,2004年提高到224.6万吨,相比增加10%。德国、法国和意大利是欧共体生产生物柴油最多的国家,另外,法国正新建16万吨/年的工厂[8],2005年末投产。欧共体计划于2010年生物柴油产量达到800~1000万吨。

2.2  美国[9,10]

2002年美国生物柴油销售量为5万吨,2003年提高到8万吨,相比增加67%,更较2001年的1.6万吨提高400%。2004年生物柴油销售额可达6500~7500万美元。2004年7月,有大约15家单位或企业宣布投资生物柴油的计划;最近Dow化学公司宣布将兴建大型生物柴油厂。美国规划2011年生物柴油生产115万吨,2016年到330万吨。

在生物柴油生产工艺方面,欧洲开发的技术较多,但在生物柴油开发深加工产品方面,美国开发的品种多,如表2所示。

2.3  其它国家或地区

加拿大Biox公司投资2400万美元,新建5万吨/年生物柴油厂,2005年投产[9]。  

韩国2002年建成10万吨/年的生物柴油生产装置,目前正在另建一套10万吨/年的生产装置。

巴西已建成大型生物柴油生产装置,计划2005年使生物柴油在石油柴油中的掺比达到5%,到2020年达到20%。

日本、印度、澳大利亚、马来西亚、中国香港等国家或地区也在大力发展生物柴油。

2.4  国内

在我国,生物柴油产业化率先在民营企业实现,海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了1~2万吨/年生产装置,主要以餐饮业废油为原料,除生产生物柴油外,还生产一些高附加值的产品。(责任编辑:泉水)
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