¿Es mejor utilizar ácidos grasos saturados o ácidos grasos insaturados para el biodiesel?
En primer lugar, el coste de producir biodiésel a partir de aceite de colza es elevado. Según las estadísticas, el 75% del coste de la preparación del biodiesel corresponde al coste de las materias primas. Por tanto, la clave para la aplicación práctica del biodiesel es utilizar materias primas baratas y mejorar la tasa de conversión para reducir costes.
En segundo lugar, el biodiesel sintetizado químicamente tiene las siguientes desventajas: proceso complejo, alcohol excesivo, alto consumo de energía y gran inversión en equipos; color oscuro porque los ácidos grasos insaturados de la grasa se deterioran fácilmente a altas temperaturas. difícil de reciclar y el costo de reciclaje es alto; el álcali residual se descarga durante el proceso de producción.
###Biodiesel Overview:
1. Las principales características del biodiesel
El biodiesel es una fuente de energía limpia y renovable elaborada a partir de semillas de soja y colza, y aceite. la palma, la Pistacia chinensis y otros cultivos oleaginosos son aceites.
Combustible líquido elaborado a partir de plantas acuáticas oleosas como frutos del bosque, microalgas modificadas, grasas animales y aceite usado de restauración.
El biodiesel es una típica "energía verde" y un sustituto de alta calidad del biodiesel de petróleo debe desarrollarse vigorosamente.
El desarrollo económico sostenible, la promoción de la sustitución de energía, la reducción de la presión ambiental y el control de la contaminación del aire urbano son de importante importancia estratégica.
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Como todos sabemos, las moléculas de diésel están compuestas por aproximadamente 15 cadenas de carbono. Se ha descubierto que las moléculas de aceite vegetal generalmente están compuestas por 14-18 cadenas de carbono, lo que es similar al número de carbonos de las moléculas de diésel. El biodiesel es, por tanto, un nuevo tipo de combustible elaborado a partir de aceites vegetales renovables como el de colza. Según el análisis de la composición química, el biodiesel es un metano con alto contenido de ácidos grasos obtenido a partir del ácido oleico insaturado C 66.
1. Tiene excelentes características de protección ambiental, principalmente porque el contenido de azufre en el biodiesel es bajo, lo que resulta en bajas emisiones de dióxido de azufre y sulfuros, que pueden reducirse en aproximadamente un 30% (70% con un catalizador). ); biodiesel No contiene alcanos aromáticos que puedan contaminar el medio ambiente, por lo que los gases de escape son menos dañinos para el cuerpo humano que el diesel. Las pruebas muestran que el uso de biodiesel puede reducir la toxicidad del aire en un 90 % y la incidencia de cáncer en un 94 % en comparación con el diésel normal. Debido al alto contenido de oxígeno del biodiesel, emite menos humo durante la combustión y sus emisiones de monóxido de carbono son aproximadamente un 10% menos que el diesel (un 95% menos con un catalizador, el biodiesel es altamente biodegradable);
2. Tiene un buen rendimiento de arranque del motor a baja temperatura y el punto de obstrucción del filtro en frío sin aditivos alcanza los -20 ℃.
3. Tiene un buen rendimiento de lubricación, lo que resulta en una baja tasa de desgaste y una larga vida útil de la bomba de inyección de combustible, el bloque del motor y la biela.
4. Tiene un buen rendimiento de seguridad. Debido a su alto punto de inflamación, el biodiesel no es peligroso. Por tanto, la seguridad en el transporte, almacenamiento y uso es obvia.
5. Tiene buen rendimiento de combustible. El alto índice de cetano hace que se queme mejor que el diésel y los residuos de combustión son ligeramente ácidos, lo que prolonga la vida útil del catalizador y del aceite del motor.
6. Es renovable. Como fuente de energía renovable, a diferencia de las reservas de petróleo, su suministro no se agotará gracias a los esfuerzos de los científicos agrícolas y biológicos.
7. Los motores diésel se pueden agregar y utilizar directamente sin modificaciones, y no es necesario agregar equipos de reabastecimiento de combustible adicionales, equipos de almacenamiento ni capacitación técnica especializada para el personal.
8. Mezclar biodiésel y diésel petroquímico en una determinada proporción puede reducir el consumo de combustible, mejorar el rendimiento energético y reducir la contaminación por gases de escape.
El excelente rendimiento del biodiesel permite que los indicadores de emisiones de escape de los motores que utilizan biodiesel no solo cumplan con los estándares Euro II actuales, sino también con los estándares de emisiones Euro III más estrictos que están a punto de ser promulgados e implementados. en Europa. Y debido a que el dióxido de carbono emitido cuando se quema biodiesel es mucho menor que el dióxido de carbono absorbido cuando las plantas crecen, mejora el calentamiento global causado por las emisiones de dióxido de carbono, un importante problema ambiental que daña a la humanidad. Por tanto, el biodiésel es un auténtico diésel verde.
2. Métodos de producción de biodiesel
En la actualidad, el biodiesel se produce principalmente por métodos químicos, es decir, se mezclan aceites animales y vegetales con alcoholes bajos en carbono como el metanol o el etanol. catalizadores ácidos o alcalinos y altas temperaturas (230-250 ℃), se lleva a cabo la reacción de transesterificación para generar el éster metílico o éster etílico de ácido graso correspondiente, que luego se lava y se seca para obtener biodiesel. Durante el proceso de producción se puede recuperar metanol o etanol. El equipo de producción es el mismo que el del equipo general de producción de petróleo. Durante el proceso de producción se puede producir alrededor del 65,438+00% del subproducto glicerol.
El principal problema del biodiesel en la actualidad es su elevado coste. Según las estadísticas, el 75% del coste de la preparación del biodiesel corresponde al coste de las materias primas.
Por tanto, la clave para la aplicación práctica del biodiesel es utilizar materias primas baratas para aumentar la tasa de conversión y así reducir los costos. Estados Unidos ha comenzado a investigar plantas ricas en petróleo mediante ingeniería genética, Japón está utilizando aceite de desecho industrial y aceite de fritura de desecho, y Europa está cultivando cultivos ricos en petróleo en tierras no aptas para cultivar alimentos.
Sin embargo, el biodiesel sintetizado químicamente tiene las siguientes desventajas: el proceso es complejo, el alcohol debe ser excesivo y los procesos posteriores deben tener los correspondientes dispositivos de recuperación de alcohol, alto consumo de energía, color oscuro y ácidos grasos insaturados en la grasa. son fáciles de disolver a altas temperaturas; el deterioro; los productos de esterificación son difíciles de recuperar y el costo es alto; la lejía residual se descarga durante el proceso de producción.
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. Pero el principal problema actualmente es que las tasas de conversión de metanol y etanol son bajas, generalmente sólo entre 40% y 60%. Debido a que la lipasa es eficaz para la esterificación o transesterificación de alcoholes grasos de cadena larga, es eficaz para alcoholes grasos de cadena corta.
El glicerol y el agua son difíciles de recuperar, lo que no sólo inhibe la formación de productos, sino que también es tóxico para la enzima inmovilizada, haciendo que la enzima inmovilizada tenga una vida corta.
La producción de diésel mediante "microalgas diseñadas" abre un nuevo enfoque tecnológico para la producción de diésel. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (NREL) ha construido "microalgas diseñadas", es decir, diatomeas, mediante biotecnología moderna. En condiciones de laboratorio, el contenido de lípidos 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%. En general, el contenido lipídico de las microalgas
Juega un papel importante. 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. La ventaja es que la capacidad de producción de microalgas es alta y el agua de mar utilizada como medio natural para ahorrar recursos agrícolas es decenas de veces mayor que la de; plantas terrestres. El biodiesel producido no contiene azufre, no emite gases tóxicos al quemarse, puede ser degradado por microorganismos al ser emitido al medio ambiente, no contamina el medio ambiente y es rico en grasas.
Las microalgas de alta calidad, o "microalgas diseñadas", son una gran ventaja en la producción de biodiesel.
En tercer lugar, la mañana del desarrollo del biodiesel en el extranjero
El biodiesel nació en 1988. Fue inventado por la empresa alemana Niergon. Es un combustible limpio derivado del aceite de colza. Su excelente protección ambiental y sus propiedades renovables han atraído gran atención de los países desarrollados, especialmente de los países pobres en recursos. Alentados por las normas y políticas de la industria, los países occidentales han tomado una serie de medidas positivas para desarrollar el biodiesel. Para facilitar la promoción y el uso, países como Alemania e Italia han formulado normas técnicas para el biodiesel. Por ejemplo, la autorizada organización estadounidense ASTM emitió normas en 1996 y 2000 para mejorar las condiciones de industrialización del biodiesel, y el gobierno lo fomentó activamente.
Por ejemplo, los agricultores alemanes que cultivan colza con biodiésel como materia prima pueden recibir una subvención de 1.000 marcos alemanes/hectárea y la producción de biodiésel está libre de impuestos.
En Europa y América del Norte, la producción de biodiesel a partir de excedentes de aceites de colza y soja ya se utiliza ampliamente. Actualmente, el biodiesel se produce principalmente mediante métodos químicos. El aceite vegetal y el metanol o el etanol se esterifican en un catalizador ácido o alcalino a 230-250 °C para generar el biodiesel de éster metílico o éster etílico de ácido graso correspondiente. La tecnología de síntesis bioenzimática de biodiesel aún está en investigación. En comparación con el diésel normal, el biodiésel es más respetuoso con el medio ambiente. Las emisiones de materia orgánica tóxica en los gases de escape de los vehículos diésel son solo del 1/10, las partículas son del 20% y las emisiones de CO2 y CO son solo del 10%. Según el Protocolo de Kioto, la UE necesitará 2008-2012.
Reducir las emisiones un 8%. Según un análisis del ciclo de vida del impacto del combustible sobre el CO2 en toda la atmósfera, el biodiésel emite aproximadamente un 50% menos de CO2 que el diésel fósil. Por lo tanto, la UE emitió recientemente dos nuevas directivas para promover la aplicación del biodiesel en el mercado de combustibles para automóviles, lo que promoverá aún más el desarrollo de la industria europea del biodiesel. En comparación con el diésel convencional, el biodiésel es más del doble de caro. Por lo tanto, la nueva directiva exige que los países de la UE reduzcan el tipo impositivo sobre el biodiésel y determinen la proporción de las ventas de biodiésel en los combustibles para automóviles europeos.
La industria del biodiesel en los países occidentales se está desarrollando rápidamente.
En los últimos años, los países occidentales han aumentado la inversión en la comercialización de biodiesel, lo que ha resultado en un aumento en la escala de inversión y en el número de proyectos iniciados. Estados Unidos, Canadá, Brasil, Japón, Australia, India y otros países están desarrollando activamente esta industria. Actualmente, existen cuatro plantas de producción de biodiesel en Estados Unidos con una capacidad total de producción de 300.000 toneladas/año. Los países de la UE utilizan principalmente colza como materia prima. En 2001, la producción de biodiesel superó las 10.000 toneladas. En 2000, la producción de biodiesel en Alemania alcanzó las 450.000 toneladas. Alemania también invirtió 50 millones de marcos en la zona de Heide el 11 de junio de 2006, generando una producción anual de 10.
Planta de biodiesel de diez mil toneladas. Francia cuenta con siete plantas de producción de biodiesel con una capacidad total de producción de 400.000 toneladas/año. El estándar de uso es agregar un 5% de biodiesel al diesel ordinario, y la tasa impositiva para el biodiesel es cero. Hay 9 plantas de producción de biodiesel en Italia, con una capacidad de producción total de 330.000 toneladas/año, y el tipo impositivo sobre el biodiesel es cero. Austria tiene tres plantas de producción de biodiésel con una capacidad total de producción de 55.000 toneladas al año y el tipo impositivo es del 4,6% sobre el diésel de petróleo.
En cuarto lugar, el desarrollo del biodiesel en China
El gobierno chino ha formulado algunas políticas y medidas para resolver problemas de conservación, sustitución y protección del medio ambiente de energía. Algunos académicos y expertos ya se han dedicado a la investigación del biodiesel, y la investigación en esta área logrará avances y alcanzará 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 realizaron experimentos con biodiesel. El proyecto de investigación cooperativa chino-europeo 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 del Octavo Plan Quinquenal de la Academia de Ciencias de China: "Investigación y tecnología de aplicación de plantas oleaginosas". la cuenca del río Jinsha y estableció 30 hectáreas de cultivo de Jatropha curcas. 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 10 años de investigación colaborativa sobre plantas energéticas y biodiesel, y completaron el proyecto durante el período del Octavo Plan Quinquenal. Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", se completó el proyecto nacional clave de investigación científica "Plantas".
Tecnología de utilización de energía del petróleo".
Durante el período de 1999 a 2002, la Academia Forestal de Hunan emprendió y presidió la introducción de tecnología forestal avanzada extranjera de la Oficina Forestal (proyecto 948), a saber, la “Introducción de especies de árboles energéticos Green King Tree y su tecnología de utilización”, introdujo excelentes clones de especies de árboles energéticos Eucalyptus Tim -calli de Sudáfrica, Estados Unidos y Brasil y desarrollaron árboles de jade verde. Estudiaron la composición y las propiedades combustibles del látex de olmo.
Sin embargo, en comparación con países extranjeros, todavía existe una diferencia. Hay un vacío considerable en el desarrollo del biodiesel en mi país, que ha estado en la etapa de investigación primaria durante mucho tiempo y no ha logrado concretarse. La industrialización del biodiesel aún no ha emitido un conjunto de políticas y medidas para apoyar, preferentemente. y fomentar el biodiesel, ni ha formulado un estándar unificado para el biodiesel ni implementado una estrategia de desarrollo de la industrialización. Por lo tanto, después de la adhesión de China a la OMC, China ha experimentado un rápido desarrollo económico y problemas ambientales en el contexto de la protección y la doble presión. Es aún más urgente acelerar el proceso de industrialización del biodiesel eficiente y limpio.
Verbo (abreviatura de verbo) Perspectivas de la industrialización del biodiesel en China
En 2003, impulsada por el continuo y rápido crecimiento de. En la economía nacional, la demanda del mercado petrolero de China ha crecido con fuerza. La demanda total de petróleo refinado ha aumentado en dos dígitos, alcanzando el 11,4%, un aumento de 7,4 puntos porcentuales con respecto al año anterior. Esto ha promovido el crecimiento sustancial de las importaciones de petróleo. China es un importante consumidor e importador de petróleo. Según las estadísticas del Centro de Información Logística de China, el precio medio acumulado del petróleo y sus productos en mi país aumentó un 11,8% en 2003 en comparación con el año anterior. y la situación de la demanda en el mercado petrolero de China en 2004 será básicamente similar a la de 2003, y el consumo seguirá siendo el mismo.
La demanda es fuerte y la oferta y la demanda están básicamente equilibradas, pero a nivel local y local. No se descarta la escasez de suministro estructural causada por factores estacionales y de transporte. Se espera que el consumo de petróleo crudo de China sea de 270 millones de toneladas en 2004, con importaciones netas que puedan exceder los 654,38 mil millones de toneladas. importador de petróleo y sus reservas de petróleo son muy limitadas, lo que supone 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 muy 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. Por ejemplo, el desarrollo de cultivos oleaginosos para producir biodiesel puede abrir 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 original de China, habrá cierto espacio de exportación para gasolina y queroseno, pero la brecha en el suministro de diesel seguirá siendo grande. Se estima que para 2065.438+00, la demanda de diésel superará los 654.380 millones de toneladas, un aumento del 24% con respecto a 2005. Para 2015, la demanda del mercado alcanzará alrededor de 1,3 millones de toneladas. En los últimos años, aunque las empresas químicas y de refinación han mejorado continuamente la relación de producción de diésel y gasolina mediante una transformación tecnológica continua, todavía no pueden cumplir con los requisitos de la relación de consumo de diésel y gasolina. En la actualidad, la relación de producción de diésel y gasolina es de aproximadamente 1,8, mientras que la relación de consumo de diésel y gasolina en el mercado es superior a 2,0. La relación de consumo de diésel y gasolina en Yunnan, Guangxi, Guizhou y otras provincias es. incluso por encima de 2,5. Con la aceleración del desarrollo de la región occidental y el inicio de importantes proyectos de infraestructura para la economía nacional, la contradicción entre el diésel y la gasolina se ha vuelto más prominente. 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.
En la actualidad, la tecnología de 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 independientes e instalaciones de producción con una. 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 dijo que el esquema de desarrollo del “Décimo Plan Quinquenal” de China proponía el desarrollo de varias alternativas al petróleo e identificaba el desarrollo de combustibles biolíquidos como la dirección de la política nacional. desarrollo industrial. La industria del biodiesel ha recibido el apoyo de los líderes del Consejo de Estado y departamentos gubernamentales como la Comisión Estatal de Planificación, la Comisión Estatal de Economía y Comercio y el Ministerio de Ciencia y Tecnología, 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 con una gran extensión geográfica, diferente distribución de recursos hídricos y térmicos, y ricos y diversos recursos vegetales energéticos. Las principales familias son Euphorbiaceae, Lauraceae, Myrtaceae, Apocynaceae, Asteraceae, Fabaceae, Cornus, Hyacinthaceae y Araliaceae. En la actualidad, el desarrollo y utilización del biodiesel en mi país se encuentra todavía en las primeras etapas de desarrollo. Es necesario reducir el coste del biodiesel en su conjunto para que
Con la profundización de la reforma y la apertura, en el proceso de integración económica global, y en la favorable situación de la adhesión de China a la OMC , el nivel económico de China mejorará aún más y la 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.
# # #Nueva tecnología:
Después de años de minuciosa investigación, esta tecnología patentada finalmente ha desarrollado un nuevo producto energético de alta tecnología: el hidrocarburo de pasto. Este producto está elaborado a partir de diversas pajas de plantas y pastos como materia prima, que se mezclan y fermentan mediante molienda y algunas materias primas de hidrocarburos pesados, y luego se subliman mediante elementos enzimáticos agrupados de factores de conversión de dihidrógeno biológico. El "hidrocarburo de hierba" puede extraer diésel ligero de materias primas de hidrocarburos pesados, con un poder calorífico de hasta 6,5438+0,2 millones de kcal, y ha pasado la unidad nacional de inteligencia de primer nivel.