生物质油与柴油的乳化研究

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1、生物质油（重油和轻油）与柴油的乳化研究（文献综述）学院：石油化工学院专业班级：化学工程与工艺（3）班学号：07160328姓名：李吉廷指导老师：季东前言近年来，伴随着一次性化石燃料资源的渐趋枯竭，特别是石油价格飙升，能源问题已成为我国社会可持续发展的核心问题，同时也关系到国家安全和社会稳定。现在我国每天需要进口300万桶原油，天价石油使我国原料耗资巨大，从而最终会遏制我国经济增长，使我国的经济和政治稳定受到威胁，人民安居乐业受到影响。与此同时，为保护环境和实现人类可持续发展，京都协定规定世界各国必须要减排或限排温室气体，发展生物质产业已经成为国家的重要战略措施和目标［１

2、］。我国计划到2020年生物燃料占全国燃料消费量的1O％。生物质产品取代石化原料制品的25％，可减少各种二氧化碳排放量1亿t左右，同时也为农民增加收入200亿美元。解决“三农”问题，保护环境与改善生态，舒缓能源瓶颈，建设节约型社会，发展环保经济，都需要发展生物质产业。总而言之，发展生物质产业，意义深远重大，是一项利国利民的大事。所以发展生物质产业越来越显示出紧迫性，重要和必要性［２］。生物能源既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，它兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生资源之一。生物质能源的“至美”之处在于其既是保障能源安全的重要途径之一，又兼具减轻环境污染的

3、特点。在这一点上，作为生物质能源家族一员的能源作物更是表现得淋漓尽致［３］。中国是农业大国,国内大约有20亿亩荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业,而且我国的生物转化研究已趋成熟,石油替代产品的开发技术也具备进行大规模工业化生产的条件.因此,政府应适应形势发展的需要,制定生物能源的发展政策规划,合理利用各种手段来支持和推进生物能源的开发利用.应借鉴国外的成功经验,与我国的实际相结合,极大地推动生物能源的开发利用［４］。第1章1.1生物质油的由来及现发展和现状生物质油(Bio-oil)是纤维素、半纤维素和木质素的各种降解物所组成的一种混合物。生物质主要包括薪炭林、经济林、

4、用材林、农作物秸秆。作为唯一能够直接转化为液体燃料的一种可再生能源，生物质以其产量巨大、可储存和碳循环等优点引起全球的广泛关注［５］。将可再生的生物质资源转化为洁净的高品位液体燃料部分替代石油，不仅可使我们摆脱对有限石油资源的过分依赖，而且能够大幅度减少污染物和温室气体的排放，改善环境，保护生态。其初步市场定位是替代重油、柴油和煤焦油等［６］。生物质油可作为燃料直接燃烧使用，其次是经过精制加工后可替代0号柴油作为内燃机燃料［７］。生物质油经过生物质的裂解而成，从初期的慢速裂解，传统裂解到后来的闪速裂解，是指生物质在小于500℃、较低加热速率(10～100℃/min)、裂

5、解产物停留时间0.5～5s下裂解，可得到相等比例的气液，固产物［８］。近年来，人们不断尝试采用H2加压，把生物质悬浮于有机溶剂中，采用催化剂等手段，使液体产率大幅度提高，甚至可以100%的液化，液体产物的热值可达25～30［９］。将可再生的生物质资源转化为洁净的高品位液体燃料部分替代石油，不仅可使我们摆脱对有限石油资源的过分依赖，而且能够大幅度减少污染物和温室气体的排放，改善环境，保护生态［１０］。1.2生物质油利用过程中遇到的问题及前景生物质油可作为燃料直接燃烧使用，但是，生物质油与矿物燃油的物理化学性质差别很大，它的高含水量、高含氧量、高粘度、低热值等性质大大阻碍了

6、其作为碳氢燃料的广泛使用，尤其是高含氧量导致生物质油接触到空气很容易粘结硬化。因此，人们采用了各种分析手段了解生物质油的性质，对生物质油进行精制提高其品质，以满足生物质油作为燃料油的要求，虽然通过适当的预处理以及化学改性的方法可以改善它的燃烧特性［１１］，提高生物油作为液体燃料的可利用性，但是由于生物油化学成分极其复杂，其改性提纯工艺难度大，改性成本较高。限制了生物油的进一步应用，因此亟需一种简单的方法生产出在无需改动(或少量改动)的柴油发动机上可以稳定点火燃烧的单一液体燃料【１２］。虽然生物质油的品质、稳定性、存贮和应用还无法与传统矿物燃油相比，但随着生物质热解液化工

7、艺和各种提高生物质油稳定性的技术的发展，以及有关生物质油应用的各项标准的制定，生物质油产品将具有越来越强的竞争力，利用乳化技术，通过添加适当的乳化剂制得的生物油/燃油乳化燃油可以应用到动力发动机上，是解决生物油在上应用一条途径【１３］。因此，生物油只有经过提质或借助于表面活性剂的乳化作用与柴油、汽油或煤油等烃类燃料混和后，才可以作为内燃机的燃料使用［１４］。1.3燃油乳化的历史和现状对于柴油乳化技术，早在20世纪40年代已着手研究，至今已取得较大发展。例如1978年美国西南研究所［１５］研究出一种安全性能好的燃料油掺水乳化液，在未改型的汽