科普驿站 | 二代生物柴油——欧洲油品市场的香饽饽
2022-04-07

奔跑在成长路上

862 转7 2020-09-0

众所周知,柴油车以其马力足、可靠性好,使用寿命长、柴油价格便宜而深受欧洲人的青睐。

在欧洲,除了重载卡车,约60%以上的轿车都使用柴油

那么,热爱环保的欧洲人如何解决柴油带来的碳排放问题呢?

欧盟立法强制推行生物柴油

生物燃料(如生物柴油、航空生物燃料)是降低交通运输碳排放的直接、有效的手段之一,

也是与现有石油化工生产技术相结合,生产生物基化学品可行的途径。

生物燃料是国际上公认的可再生清洁能源。

为了实现《巴黎协定》碳减排目标,2018年12月欧盟颁布实施《可再生能源指令2018/2001/EU》(REDII):

要求其成员国在2030实现可再生能源占比至少为32%,并在2023年之前可能进一步向上修订,至少14%的交通运输燃料必须来自可再生能源。

指令对生物燃料的使用着重于温室气体减排以及可持续性,

鼓励利用废弃生物质、

而不是农作物本身生产生物燃料,

鼓励先进生物燃料的使用。

生物柴油小史

生物柴油是1988年在德国诞生的,由德国的聂耳公司发明,它是以菜籽油为原料提炼而成的清洁燃料。

美国是较早研究生物柴油的。1999年美国政府专门签署了开发生物质能的法令,将生物柴油B20列为重点清洁能源之一。

经过多年发展,生物柴油已由产品发展到第二代产品。第二代生物柴油即为当前欧盟RED II法令所支持使用的生物燃料。

一代生物柴油: 以大豆、菜籽、油棕榈或向日葵中提取的原生植物油以及动物脂肪为原料制备柴油,可在柴油中少量比例掺混使用,工业上称之为脂肪酸甲酯。

二代生物柴油: 以废弃油脂或动物脂肪为原料制备的柴油,其化学成分接近化石燃料的柴油组分,热值高、品质好,可以和柴油任意比例调和,无需更换发动机或零部件即可直接添加使用。

显然,二代生物柴油解决了产品与人争粮,燃油性能低、不能大比例加入柴油等问题,是生物燃料的发展方向。

全球二代生物柴油产量缺口巨大

国际能源组织IEA报告认为,2030年二代生物柴油全年需求量将超过5000万吨。目前全球二代生物柴油产能仅约500~600万吨,市场缺口巨大。

受传统加工技术制约,全球二代生物柴油产能不足

目前,全球普遍采用固定床加氢工艺炼制废弃生物油脂。这项技术针对石油炼制而开发,普遍用于石油炼制企业,未考虑生物基原料的特殊性。

固定床加氢技术的工艺设备简单,应用局限大。由于没有催化剂在线置换和更新系统,因而在处理高金属和高沥青质、高胶质含量的原料时,催化剂失活和结焦较快。另外,床层也易被焦炭和金属有机物堵塞,很难实现长周期运行。

而生产生物柴油的原料,主要为地沟油、棕榈酸化油、酸败油等废弃油脂,原料中存在各种灰分、重金属杂质和酸性物质。

采用固定床工艺加工生物油脂的主要问题:

1原料预处理成本高,易导致环境污染;
2定期开罐检修装置和工艺管线,难以实现长周期运行;
3装置开停工原料消耗大,产品质量波动,易造成大量废品。

因此,采用固定床工艺加工废弃生物油脂,必须定期停工来清除系统结焦、更换失活的催化剂,极大地降低了生产效率,增加了生产成本。

利用悬浮床加氢技术炼制二代生物柴油

1对原料要求低,无需预处理

2悬浮床工艺优势

反应器内多相返混设计,减少结焦;

催化剂与油品共进同出,随时更换催化剂。

3悬浮床催化剂性能优异,反应效率高

催化剂是炼油的核心,MCT催化剂可以吸附原料中的重金属等杂质,装置加氢转化率更高,经济性更好。

4产品质量稳定,经济性好利用悬浮床技术生产的生物柴油具有产品品质好、质量稳定等特点。同时可实现装置的长周期运行,生产效率高,经济效益十分可观。

随着生产技术瓶颈的突破,二代生物柴油的产业规模将得以快速发展,成为未来清洁能源的重要来源,不断满足全球对可再生能源的巨大需求。


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