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生物甲酯燃料的市場前景范文第1篇

譚天偉博士，教授，博士生導師，教育部“長江學者”特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，北京市青年學科帶頭人。1986年7月本科畢業(yè)于清華大學化工系，主要從事生物化工、生物催化和生物能源等方面工作?，F任北京化工大學生命科學與技術學院院長，兼任中國化工學會理事，生物化工專業(yè)委員會副主任委員。

項目介紹

石油作為一種天然礦物資源的出現，極大的推動了現代文明，為豐富人類的生活做出了極大的貢獻。然而，近年來，隨著石油儲量的日益減少和資源逐漸枯竭，全世界正面臨著能源短缺的危機；另一方面，隨著人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強，人們逐漸認識到石油作為燃料對空氣造成污染的嚴重性。基于能源和環(huán)保兩方面的共同問題及我國的石油儲量僅占世界儲量的2%，大大低于國土面積7%和人口比例20%的事實，開發(fā)新的替代能源已成為我國當務之急。生物柴油的成功開發(fā)是開辟新的再生能源，且有利于環(huán)保和實現資源綜合利用的重要舉措。

我國“十五”計劃發(fā)展綱要提出發(fā)展各種石油替代品，將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產業(yè)發(fā)展方向。生物柴油產業(yè)得到了國務院領導、國家科技部和發(fā)改委的大力支持，并已列入有關部門國家計劃中。2005年2月28日國務院頒布《中華人民共和國可再生能源法》（2006年1月1日實施），這充分說明國家鼓勵利用可再生能源改善中國目前的能源結構，在中國推行可再生能源勢在必行，這也給生物柴油產業(yè)發(fā)展和優(yōu)化提供了良好的市場基礎。

生物柴油和傳統(tǒng)的石油柴油相比，具有以下優(yōu)點：一、以可再生的動物及植物脂肪酸單酯為原料，可減少對石油的需求量和進口量；二、環(huán)境友好，生物柴油燃燒后尾氣中有毒有機物排放量僅為普通柴油的十分之一，顆粒物為普通柴油的20％，CO2和CO排放量僅為石油柴油的10％，無SO2和鉛及有毒物的排放，混合生物柴油可將排放含硫物濃度從500PPM 降低到5PPM，可達到歐洲Ⅲ標準；三、不用更換發(fā)動機，而且對發(fā)動機有保護作用。

目前世界范圍內，生物柴油主要是用化學法生產，即用動、植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在堿性催化劑下轉酯化反應，但該方法合成生物柴油存在生產成本高、能耗大、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。為解決化學法存在的問題，人們開始研究用生物酶法合成生物柴油，即動植物油脂和低碳醇通過脂肪酶催化進行轉酯化反應，制備相應的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和、醇用量小，無污染物排放，對原料油脂無選擇性等優(yōu)點。但是，目前酶法又存在脂肪酶成本較高，酶使用壽命短和副產物甘油和水難于回收，不但形成產物抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短等缺點。因此，目前國內外還沒有酶法生物柴油的工業(yè)化例子。

本研究成果所開發(fā)的生物酶法合成生物柴油技術，選用經多年選育得到的酯化專用假絲酵母脂肪酶［發(fā)酵水平8000(U/mL)，活化產品20000(IU/g)］，采用自主研發(fā)的新型固定床式酶反應器，以及全新的脂肪酶固定化方法和反應分離耦合工藝，成功地解決了酶法合成生物柴油中脂肪酶成本偏高、酶使用壽命短和副產物甘油、水難以回收等技術問題。

該項目在研究過程中先后受到國家“十五”科技攻關、國家“863”能源項目、國家自然科學基金、教育部高等學?？萍紕?chuàng)新重大項目和中國石化集團等項目的重點支持。獲發(fā)明專利2項和中國石油和化學工業(yè)協(xié)會技術發(fā)明獎一等獎。

本項目酶法合成生物柴油經濟指標情況：一、采用固定床式“酶反應器”合成生物柴油，對于植物油及廢油等原料生產生物柴油轉化率均可達到95%以上，最高轉化率可以達到96% ；二、建立了生物柴油“精餾”裝置，分離精制收率高于86%，分離后產品中甲酯含量大于97%；三、在建的年產500噸生物柴油中試生產裝置上，反應器內固定化酶使用壽命超過20天，并且正在建設一套萬噸級酶法合成生物柴油工業(yè)化裝置；四、燃燒性能明顯優(yōu)于0號柴油，在0號柴油中添加20%生物柴油的燃燒實驗表明，燃燒尾氣中有毒物質的排放明顯降低35％以上。

技術專家點評

王孟杰北京泰天地能源技術開發(fā)公司董事長。2006年至今擔任沈陽農業(yè)大學兼職教授，河南農業(yè)大學兼職博士生導師，中國可再生能源學會副理事長，生物能轉換技術專業(yè)委員會（CAREI）主任，中國科學院能源研究委員會委員。主要從事生物能源相關研究及開發(fā)工作。

目前，我國對生物柴油的研究還處于起步階段，尚未達到工業(yè)化利用的水平。國內多家科研院所、大專院校在生物燃料油技術領域做了大量的前期基礎性研究。但到目前為止，大部份研究工作主要集中在對甲酯化材料及催化劑選擇上，即研究開發(fā)新的脂肪降解和酯化合成工藝，找到一條既經濟又可行的燃料油合成的工藝路線是生物柴油能否產業(yè)化的關鍵問題?，F行生物柴油的生產方法主要有化學法、超臨界方法和生物酶催化法。國內外已工業(yè)化的生物柴油生產技術大都采用化學法，該方法工藝簡單，但化學法合成生物柴油存在成本高、能耗大、環(huán)境污染嚴重等諸多問題。故尋找一種理想的合成工藝是當前一大急需解決的難題。

目前，由北京化工大學生命科學與技術學院譚天偉院長課題組開發(fā)的“固定化酶法生產生物柴油技術”成果，具有條件溫和、醇用量小，無污染物排放，對原料油脂無選擇性等優(yōu)點。該成果中選育了一株適合于生物柴油轉化的脂肪酶高產菌株，使得酶法合成生物柴油中昂貴的催化劑更為廉價。開發(fā)的以膜纖維固定化脂肪酶方法制備生物柴油為國內外首創(chuàng)；開發(fā)的旋液甘油在線分離裝置，實現了生物柴油的連續(xù)酶法轉化，其中新型連續(xù)式膜反應器可連續(xù)反應500小時以上。在采用北京市地溝油、煎榨油及菜籽油進行酯化和進行了生物柴油的中試工作中，生物柴油（脂肪酸乙酯）轉化率達93%以上，產品收率達86%，產品主要質量指標符合國外同類產品指標。

北京化工大學這項研究成果標志著我國在用生物酶法合成生物柴油領域已經處于國際先進水平，技術上解決了酶法合成中的催化劑酶成本高、副產物難以回收等問題，并正在建設一套萬噸級酶法合成生物柴油的工業(yè)化裝置。成功解決了國內傳統(tǒng)工藝（化學法）中，產量小、能耗高、產品轉化率低，資源和能源浪費嚴重等一系列問題。是一項既有理論意義又有重大應用前景的成果。

市場專家點評

徐志文秦皇島領先科技發(fā)展有限公司董事長兼總經理，同時還擔任河北省秦皇島市婦聯(lián)執(zhí)委、秦皇島企業(yè)家協(xié)會副會長、秦皇島市僑聯(lián)委員等職務。

石油是世界各國主要戰(zhàn)略物資，并且已占到全球商品能源消費中的40%。我國作為世界上第二大能源消費大國，且本國的石油資源十分有限的情況下，僅靠國內產量早已不能滿足需求，對進口石油的依存度逐年增加，因此發(fā)展替代能源凸顯其迫切性。另外，伴隨著當前的油價高漲，以及人們對溫室氣體排放引發(fā)的全球變暖等環(huán)境問題日益關注，昔日踉踉蹌蹌前行的生物燃料驟然間前景光明，人們開始堅信這些燃料對環(huán)境是友好的，因為這些燃料基于可再生的動植物油而不是基于石油等一次性消耗的礦物原料。

根據對未來石油價格的趨勢性分析，我們認為投資能源領域且作為企業(yè)的一種長遠投資是有前景的。之所以選擇了國家明確支持的生物柴油進行投資，主要基于以下兩方面考慮：一是技術水平的先進性，通過了解北京化工大學的這項擁有自主知識產權又兼具理論和工業(yè)化實用價值的科技成果，在200噸/年酶法生物柴油裝置運行試驗表明，生物柴油轉化率可達93%，產品收率達86%，產品純度高于97%；二是市場前景好，我國作為柴油消費大國，目前每年柴油消費量為7000～8000萬噸，其中有三分之一依賴進口。預計到2010年柴油的需求量將突破1億噸，2015年將會達到1.3億噸左右，缺口達3000萬噸。若按照國際上采用比較廣泛的標準（B10-B20標準）計算，到2010年國內生物柴油的市場需求量約為1000～2000萬噸。由此看出，生物柴油市場非常廣闊，我國的生物柴油市場更是有著極強的上升空間。

但仍需要指出的是，據統(tǒng)計，生物柴油制備成本的75％是原料成本，因此上馬該型項目采用廉價原料是生物柴油能否規(guī)?；年P鍵。同時，生物柴油雖然屬于國家能源產業(yè)化發(fā)展方向并予以明確支持，但仍需國家相關政策細節(jié)出臺。

投資專家點評

周春兵新加坡中星資本資深顧問、上海國邦管理咨詢公司首席顧問。曾先后在多家跨國公司擔任產品經理、營銷總監(jiān)、總裁助理、高級咨詢顧問等職位。

生物柴油這一概念最早是由德國工程師Dr. Rudolph Diesel于1897年就提出來并演示了使用花生油作燃料的發(fā)電機。由于取源簡便而又快速獲利的石油開采技術風靡全球，使生物柴油的開發(fā)利用技術被冷落了一百多年。隨著石油的價格高漲、資源的日益枯竭和環(huán)境保護的迫切需求，生物柴油的開發(fā)利用又重新獲得生機。據國際能源機構預測分析，到2015年，我國原油供給進口依存度將由現在的30%遞增到50%以上。為防止能源短缺引發(fā)的災難性局面的出現，我們就必須尋找到石化柴油的良好替代品。

北京化工大學譚天偉教授的“酶法合成生物柴油”項目與化學法生產生物柴油和傳統(tǒng)的酶法合成生物柴油相比，具有明顯的優(yōu)勢。特別是項目已經進行了中試并建立了萬噸級的工業(yè)化生產裝置，具備了良好的產業(yè)化基礎，但在項目運作中還要注意以下幾個方面：

一、盡快建立適當規(guī)模的樣板示范線，該樣板項目的可行性與經濟效益應是完全基于市場化的運作情況下的真實結果，而不是中試前的研究數據或非經常性政府特殊支持下產生的補貼收入。

生物甲酯燃料的市場前景范文第2篇

關鍵詞：丙烯酸; 丙烯酸酯; 生產現狀; 技術進展

Abstract: In this paper, the production of acrylic acid and esters of the status quo, technological advances and use a simple introduction.

Keywords: acrylic; acrylate; production status; technical progress

中圖分類號： TQ333 文獻標識碼： A 文章編號：

1前言

自20 世紀 30 年代實現工業(yè)化。丙烯酸生產方法先后發(fā)展經歷了氰乙醇法雷普法烯酮法丙烯腈水解法丙烯氧化法, 由于經濟和技術原因，前面4 種工藝已經逐步被淘汰。20 世紀 80 年代后新建和擴建的丙烯酸裝置均采用丙烯氧化法。

一般情況下，丙烯酸主要用于生產丙烯酸酯，可作為丙烯酸乙酯、2-乙基己酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸甲酯的原材料，而丙烯酸酯主要用于生產溶劑型丙烯酸樹脂。

2生產現狀

目前國內有大型丙烯酸裝置5套，丙烯酸酯裝置9套。北京東方化工廠、吉林石化公司、上海石化高橋丙烯酸廠等，3家企業(yè)的生產能力和產量約占全國總量的99％左右，其他的生產廠家單套裝置的年生產能力只有數百噸，且受原料價格的限制，生產成本較高，產量大多不穩(wěn)定。

隨著國民經濟的持續(xù)發(fā)展，國內對丙烯酸及酯的需求在逐年增加，目前已有幾套在建或擬建裝置，“十五”期間就可基本完成建設并投產，生產技術均從國外引進，單套裝置的生產能力均為數萬噸。

此外，國內已有的3大生產廠家也擬進行擴建，如：北京東方化工廠擬在現有基礎上再擴建一套8萬t/a丙烯酸生產裝置?！笆濉逼陂g，以上項目若均能順利完成，國內丙烯酸及酯生產能力將達到52萬t/a。

3技術進展

（1）世界技術進展

杜邦公司開發(fā)的移動床工藝在少量氧氣或無分子氧(晶格氧)條件下進行，通過較少的氧量來提高丙烯酸選擇性，并減少COX副產物量。但由于丙烯氧化速率高于晶格氧分散到催化劑表面的速率，所以該工藝必須提高反應物中的催化劑用量、丙烯濃度以及縮短物 料與催化劑的接觸時間。

丙烯酸生產一般分為兩個步驟：第一步丙烯氧化成丙烯醛；第二步丙烯醛氧化為丙烯酸，日本催化合成公司開發(fā)了能保持丙烯酸高產率的單一反應系 統(tǒng)。它采用單一固定床管殼式熱交換反應器，由一個殼體和大量反應管組成，殼體被分成二個獨立空間，使冷熱介質能單獨循環(huán)。反應管內從底部到頂部裝 填著丙烯醛催化劑和丙烯酸催化劑，兩種催化劑之間裝填惰性物質。

沙特基礎工業(yè)公司（沙伯）采用適當的催化劑和工藝條件，實現了丙烷直接氧化制得丙烯酸，選擇性 高達57%，催化劑采用的是含鉬、釩、銻、鈮、鎵、銀、 金的混合金屬氧化物。一步法工藝可以節(jié)約大量基 礎投資。

美國綠色技術公司諾維莫公司開發(fā)一種以乙烯為原料的丙烯酸生產工藝，以環(huán)氧乙烷 和可循環(huán)利用的一氧化碳為原料，得到中間體丙內 酯，進而生產出更加廉價和環(huán)境友好型的丙烯酸產 品，這種新的工藝路線可以削減原料成本20%〜 30%。人同時還可以減少投資成本約50%。

一些企業(yè)利用可再生原料來生產丙烯酸

嘉吉公司和諾維信公司合作開發(fā)一種從可再生原材料3-羥基丙酸（3HPA）生產丙烯酸的工藝。發(fā)酵過程將基于一種生物工程微生物，將葡萄糖或另一種碳水化合物資源轉化為3HPA。 發(fā)酵過程為多步反應 在微生物細胞核中進行。然后回收 3HPA 并轉化為化學品衍生物 如丙烯酸。該技術預計到 2013 年可商業(yè)化應用

阿科瑪公司利用生物燃料生產的可再生副產品甘油生產丙烯酸的工藝在 Carling 進行中型生產。

日本催化合成公司推進基于甘油的工藝生產丙烯酸，甘油是從植物油制取生物柴油得到的副產物。該技術可從可再生原料來源制取碳中性的丙烯酸。新開發(fā)的催化劑通過甘油氣相脫水制取丙烯醛，丙烯醛再通過氣相氧化技術被氧化成丙烯酸。

美國 OPX 生物技術公司商業(yè)化規(guī)模生物基丙烯酸裝置，將于 2013 年投產 中型規(guī)模已達到成本降低 85%的目標。OPX 生物技術公司設定的其丙烯酸成本商業(yè)化目標是50美分/磅，將低于常規(guī)的烴類基丙烯酸。生命循環(huán)分析也表明 OPXBIO 公司的葡萄糖基丙烯酸的碳足跡要低 85%。

陶氏化學公司與 OPX 生物技術公 司于 2011 年 4 月 11 日宣布，兩家公司正在合作開發(fā)產業(yè)化規(guī)模工藝，以便從可再生原料路線生產生物基丙烯酸。聯(lián)合開發(fā)協(xié)議將驗證利用可發(fā)酵糖為原料的工業(yè)規(guī)模工藝的技術和經濟可行性，生產的生物基丙烯酸要與石油基丙烯酸有同等性能品質，創(chuàng)建這一市場的直接替代方案。

（2）我國技術進展

在引進技術的消化吸收基礎上，上海華誼丙烯酸公司與蘭州石化研究院合作自主開發(fā)丙烯氧化催化劑，并建成 6000 噸/年工業(yè)示范裝置。蘭化研究院自主開發(fā)的 Ly-A-8801 和 Ly-A-8802 催化劑的單管試驗結果表明：丙烯氧化制丙烯醛在空速為 800~1000h-1、鹽浴溫度310℃、丙烯：空氣：水=10：73：17情況下，丙烯轉化率≥98%，丙烯醛收率≥81%，丙烯醛+丙烯酸總收率≥92%，COX≤4%；然后丙烯醛氧化制丙烯酸反應在空速1450h-1、鹽浴溫度為258℃的情況下，丙烯醛轉化率≥98%，COX≤3%。催化劑運行1000h以上，性能良好。上海華誼丙烯酸公司工業(yè)試驗裝置采用蘭州石化研究院開發(fā)的國產催化劑后，負荷由 100%提高到 125%，產量擴大到 8000 噸/年，該公司又以此技術為基礎，建造 3 萬噸/年丙烯酸裝置應用成功。

4主要用途

（1）丙烯酸用途

我國丙烯酸主要用于生產通用丙烯酸酯，其消費量占丙烯酸總消費量的 65%，近年由于SAP需求快速增長，已成為國內丙烯酸消費增長的亮點，而且丙烯酸還用于特種丙烯酸 洗滌助劑等領域。

此外，我國聚合級丙烯酸在水溶性聚合物上的應用比例較大，主要用于絮凝劑、乳化劑、阻垢分散劑、顏料分散劑、增稠劑、石油開采助劑等，產品類型有聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、丙烯酸共聚物等。目前在國內工業(yè)和城市污水處理、工業(yè)循環(huán)水處理、顏料、石油開采、紡織、醫(yī)藥、化妝品等領域得到不同程度的應用。2010年我國以上諸領域的丙烯酸消耗量約為13萬噸。

（2）丙烯酸酯用途

丙烯酸酯主要用于膠黏劑、涂料、皮革等領域，其中用量最大的是丙烯酸丁酯。2010年中國丙烯酸酯消費量約占世界總消費量的27%，中國成為世界主要丙烯酸酯消費國。

據分析，建筑、紡織、包裝材料和衛(wèi)生材料領域將成為中國丙烯酸酯市場未來發(fā)展的四大驅動力。

建筑行業(yè)仍將是我國丙烯酸及酯的主要消費領域。丙烯酸及酯在建筑涂料和膠黏劑方面的開發(fā)應用前景看好，其中丙烯酸2-乙基己酯主要用于生產膠黏劑，聚丙烯酸乙酯則主要用于生產涂料。丙烯酸酯類建筑乳液產品因性能優(yōu)異和對環(huán)境友好，可用作內、外墻涂料，深受用戶青睞。預計2012年我國建筑涂料需求量將達300萬噸，配套的通用丙烯酸酯消費量為38萬噸。

化纖工業(yè)已成為國民經濟主導產業(yè)和外向型產業(yè)。預計到2012年，中國紡織服裝出口額將達到1300億美元，約占世界紡織品出口總額的32%?；w和紡織服裝業(yè)發(fā)展及產品檔次提高，對丙烯酸酯類高檔紡織漿料、涂料印花漿和加工用膠粘劑等需求必將大幅增長。

隨著中國包裝材料業(yè)迅速發(fā)展，包裝膠黏帶用丙烯酸酯類膠黏劑需求量將不斷增長。2010年，中國壓敏膠黏劑制品（膠帶及標簽）產量約為66億m2，共消耗丙烯酸酯類壓敏膠37萬噸,預計今后中國壓敏膠需求增速將高達15%。

在汽車工業(yè),丙烯酸酯橡膠具有耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等性能，廣泛應用于各種高溫，耐油環(huán)境中，特別是用于汽車曲軸，閥桿，汽缸墊，液壓輸油管等。過去丁腈橡膠和氯丁橡膠制備的傳統(tǒng)汽車配件已不能適應現代汽車的要求，將逐漸被性能優(yōu)異的丙烯酸酯橡膠所替代。2010年國內汽車工業(yè)對丙烯酸酯橡膠需求量達 8900噸,2012年將達9200噸。

5結語

在我國，丙烯酸及酯工業(yè)屬于新興工業(yè),。雖然該工業(yè)需要較大的投資，而且具有復雜工藝流程和較高技術難度，但是其產品附加值高 市場前景好。如果要實現我國丙烯酸工業(yè)的快速良性發(fā)展，必須作好市場分析、應用開發(fā)、生產規(guī)劃和工藝研發(fā)。

參考文獻

上海石油化工研究院. 主要有機原料品種的生產現狀和技術進展, 1997. 10.