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中国农业科学院油料作物研究所生物质柴油研究进展

2016-3-21 14:24| 发布者: swz| 查看: 4317| 评论: 0

摘要: 中国农业科学院油料作物研究所长期从事以油料基为原料的生物柴油高效转化技术研究及其成果的示范推广,建设了“农业部生物柴油中试车间”、“湖北省能源油料作物与生物柴油研究中心”、“武汉市能源油料与生物柴油工 ...
中国农业科学院油料作物研究所长期从事以油料基为原料的生物柴油高效转化技术研究及其成果的示范推广,建设了“农业部生物柴油中试车间”、“湖北省能源油料作物与生物柴油研究中心”、“武汉市能源油料与生物柴油工程技术研究中心”等平台条件设施。投资1500余万元搭建了分离纯化、理化测试、波谱色谱、热分析、小试中试设施等油料资源能源化利用的品质分析和评价平台。

----(一)生物柴油高效转化技术研究取得重要进展

----1、开发了油料油脂生物柴油绿色催化转化技术

----针对生物柴油常规化学催化转化技术需酸碱中和,产生较多废水的问题,开展了原料适应性广的生物柴油磁性纳米固体酸碱、固定化生物酶催化转化技术研究。采用APTES表面修饰等关键技术,成功获得1种平均粒径800纳米、平均回收率93%以上的核壳型纳米磁性固体酸催化剂;采用液相沉积等技术,成功研制出粒径在40-500nm之间、平均回收率95%以上的磁性纳米固体碱催化剂3种;采用悬浮聚合的方法在磁性纳米颗粒的表面包裹含有环氧活性基团的聚合物层,并实现脂肪酶在磁性颗粒表面的共价固定化,研制出兼容性好、易回收的、半衰期大于3000小时的固定化脂肪酶催化剂,油脂酯化率达98%以上,所得生物柴油产品质量达到ASTM D6751质量标准技术要求。该技术显著减少传统工艺中酸碱废液的排放量,降低了生产成本。在此基础上申请的“采用纳米固体酸或碱催化制备生物柴油的方法” 和“一种用于生物柴油生产的磁性固体碱催化剂及其制备”获国家发明专利授权。

----2、开发出广适高效的生物柴油转化技术与核心装备

----针对现有生物柴油生产技术原料适应性差、工艺复杂、转化率低、能耗高等产业化实际问题,通过研究均相催化酯交换体系中甘油三酯、游离脂肪酸、甘油间的催化作用机理和共沸蒸馏过程中相转移机制,开发出了共沸蒸馏酯化—转酯化生物柴油转化技术和连续化酯交换反应装置,可广泛适用于油脚、皂脚、地沟油、煎炸油等废弃油脂和植物油脂原料,具有工艺简捷,原、辅料消耗低,产品收率高等显著技术特点,成果鉴定达国际先进水平。发明专利“利用高酸值动植物油脂生产生物柴油的方法”在第十七届全国发明展览会上获银奖。

----基于以上技术成果,已开发出千吨级生物柴油连续化反应器和PLC工艺自动控制系统、建成了2000吨/年生物柴油中试车间。通过农业科技成果转化示范基本建设项目的实施,生物柴油技术成果得到熟化和稳定,取得了可供工业化生产的工艺技术软件包。

----3、研发出小型废弃油脂生物柴油核心技术装备

----从美国引进了先进的小型化生物柴油转化关键设备,通过对其消化、吸收、创新,结合我国废弃油脂特点,研制了适用于我国废弃油脂产地化转化生物柴油的关键技术和设备。“一种多功能一体化酯交换反应装置”和“一种智能一体化酯交换反应器”已获国家实用新型专利授权。

----(二)生物柴油的工程配套技术取得阶段性成果

----1、能源油料脱壳制油关键技术与装备

---- 通过承担“十五”至“十二五”国家科技攻关和国际合作及省、市等项目,系统开展了油料种子脱皮、低温压榨、膨化等新型制油技术和装备的研究,主持开发的脱皮(冷榨)膨化等关键技术取得突破,并研制出相关装备,填补国内空白。

----基于上述研究基础,目前正与中国石油天然气股份有限公司合作研发小桐子脱壳制油技术与装备、不同能源油脂的储运技术、航空燃油/生物柴油转化技术等,项目完成后,将在四川南充建成年产6万吨小桐子生产航空燃油示范生产线,该项目实施对保障我国航空生物燃料产业开发具有重要意义。

----2、废弃油脂高效油水分离技术和装备

----废弃油脂是目前生物柴油原料主要来源之一,针对其回收困难、污染环境等现状,开发了可对餐饮废水中的油脂进行高效回收的无动力油水分离装置,该装置废水排放达到国家标准,已在武汉市多家餐饮企业应用,效果良好。

----3、成功开发出多功能生物柴油品质改良剂

----针对生物柴油氧化安定性、低温流动性差等问题,研发了对不同原料生物柴油具有广泛适应性的高效生物柴油品质改良剂,可显著改善生物柴油氧化安定性、低温流动性等与生物柴油推广应用密切相关的关键品质。

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