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利用植物油发展生物炼油化工厂的探讨(2)

时间:2006-03-04 09:47来源:中国化学化工论坛 作者:bioguider 阅读:


在有关单位和部门的支持下,我国也在加速生物柴油的发展。2004年,科技部高新技术和产业化司启动“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目,包括生物柴油的内容;2005年,由中国农业大学石元春院士主持的国家专项农林生物质工程开始启动,此项目中规划生物柴油在2010年的产量为200万吨/年,2020年的产量为1200万吨/年;2005年,由侯祥麟院士主持的替代燃料发展战略研究开始进行,替代燃料中包括了生物柴油。

3  发展生物炼油化工厂面临的挑战和对策

3.1发展生物柴油的关键是原料植物油的供应

(1)原料价格

奥地利燃料协会的研究表明,影响生物柴油成本的最根本因素是原料,比投资、操作费用、能耗、甲醇都重要。一般说来,植物油的价格占总成本的70~80%。

表3比较了原料油价格与石油及其柴油价格。即使原油价格高达55美元/桶,仅相当于3020元/吨,炼制的柴油价格按高价为3900元/吨。而植物油价格一般为3000~5000元/吨。如果按植物油价格为3000元/吨且占总成本的70~80%来计算,则生物柴油成本价为3750~4285元/吨,比石油柴油的市场价都略高,何况生物柴油的原料是以低价的野生植物油来计算。为了促进生物柴油的发展,农林部门应使植物油价格降至3000元/吨以下,生物炼油化工厂要生产化工产品以增加利润,政府也要提供优惠政策扶持企业起步发展。

表3  原料油价格与石油及其柴油价格的比较

油  价格(元/吨)

原油(50美元/桶)  2840

原油(55美元/桶)  3020

菜籽油、棉籽油等  4000~5000

黄连木油、麻疯树等  ~3000

石油柴油  3700~3900

食用油  >6000

(2)原料的性质和组成

植物油性质和组成影响生物炼油厂加工流程与产品方案。国外对100%生物柴油原料的要求:

1)  少于2%饱和脂肪酸(不含碳碳双键),使生物柴油具有优良的低温性能,冬季能够使用(棕榈油达不到);

2)  小于2%亚麻酸(含三个碳碳双键),以改善氧化、贮存、热安定性;

3)  大于85%的油酸(含一个碳碳双键)。

只有低硫甙、低芥酸菜籽油能符合这些要求,木本植物油多数达不到。因此,不同的植物油为了使产品达到规格标准,需要不同的处理工序,最终导致加工流程和产品方案不同。

(3)原料的产量、收集、运输、物流半径和油品市场影响厂址选择

植物油是低密度能源,要大面积种植,工厂只能在附近地区收集原料,节省运费,从而限制了规模;另外原料供应有季节性,需采取多种原料以保障全年生产。野生木本植物油为原料的生物炼油化工厂规模在1千吨到1~2万吨/年可能比较合适,菜籽油、棉籽油为原料可在5~20万吨/年。

生物炼油化工厂的厂址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与原料产地、集散运输、油品销售市场范围来综合考虑最经济合理方案。大型生物炼油厂一般要建在港口,以利原料进入、产品销售。

3.2  发展生物炼油化工厂的探讨

(1)以木本植物油为原料适宜开发中、小生物炼油化工厂

我国有丰富的木本油料植物资源,包括麻疯树、绿玉树、黄连木、光皮树、油桐、乌桕等,它们具有野生性,耐寒、耐贫瘠。结合我国的全面实施退耕还林生态工程,在占国土总面积69%的山地、高原和丘陵等地域,大面积营造生物柴油原料林,可变荒山劣势为优势。采集这些原料需要大量劳动力,合乎我国国情。以木本植物油为原料开发生物炼油化工厂具有中国特色和优势。

海南正和生物能源有限公司在河北已开发了11万亩黄连木种植基地,每年可产果实2-3万吨,果实出油率为38-43%,可获得生物柴油原料8000-12000吨。他们采取的是“政府组织、企业牵头、金融支持、专家指导、农户参与“”五位一体”可持续发展模式。

(2)以菜籽油、棉籽油等为原料适宜建设大型生物炼油化工厂

我国有丰富的油料作物资源,如菜籽油,主要产地包括江苏、浙江、湖北、四川、甘肃等;棉籽油,主要产地为新疆、河北、山东等。它们亩产油料比野生木本植物的高,更利于大量提供生物柴油原料。在油料作物方面我国具有原料品种优势,如浙江农科院研究的“超油2号”油菜籽,含油量高达52.82%,而一般菜籽含油量在37%左右。

油料作物原料价格高,必须综合利用以降低生产成本,要与粮食生产结合,不与粮食争地。近期需要建立油料作物种植——加工——生物炼油厂一体化示范基地。

(3)利用价廉的进口油料发展我国大型生物炼油化工厂

进口价廉的转基因大豆(到岸期货价格2500~2600元/吨)或大豆毛油等,与现有大型榨油厂合作,在港口建立油料加工—生物柴油炼油化工厂。

(4)加快我国生物柴油生产技术的开发

现行的生产技术主要是液碱催化酯交换工艺,存在以下缺点:工艺流程复杂,原料要求严格,三废排放污染环境等。我国应加快开发环境友好的生物柴油生产技术,不断降低生产成本。目前国内正在开发的新工艺包括高压醇解成套新工艺、酶催化酯交换工艺、双溶剂多相催化酯交换工艺、超声波酯交换工艺、固体碱催化酯交换工艺等。中石化石油化工科学研究院和石家庄炼化股份公司正在合作开发高压醇解成套新工艺,计划2005建成2000吨年中型试验装置,为建设生物炼油化工厂和车载模块组合移动式生产装置提供技术基础。此工艺具有以下特点:

1)  原料预处理简单,只需脱除胶质等非皂化有机物;

2)  原料适应性强,能加工高酸值、高水油料;

3)  采用多种原料时,切换容易;

4)  不使用催化剂,简化后处理工艺,无污水;

5)  联产甘油浓度高等。

(5)加强生物炼油化工厂化工产品的研制和开发

近期生物炼油化工厂除生产各种牌号的生物柴油外,还可联产甘油产品;为增加利润,可再生产一些目前急需的改进柴油润滑性能的添加剂和可生物降解工业溶剂。同时加强化工产品研制和开发,形成新的利润增长点:以脂肪酸甲酯作原料开发粘合剂、表面活性剂、工农业化学品、润滑剂、塑料和增塑剂等,甘油作原料开发医药、化妆品、1,3-丙二醇等。(责任编辑:泉水)
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