地沟油有了新用途这项技术让它变身二代生物柴油

斗志昂杨

近日，中科院青岛生物能源与过程研究所（以下简称中科院青岛能源所）传来喜讯：该研究所与河北常青集团石家庄常佑生物能源有限公司联合攻克沸腾床改造均相加氢工艺生产二代生物柴油技术，并在常佑生物能源公司 20 万吨 / 年规模二代生物柴油生产装置上实现成功开车，标志着中科院青岛能源所 ZKBH 均相加氢技术成为世界上第一个采用液态分子催化成功量产商业化二代生物柴油的技术。
作为 ZKBH 二代生物柴油技术发明人与常佑工业化项目主持负责人，中科院青岛能源所研究员陈松博士高兴地说，目前，全部装置各项运行指标稳定，在生产中可实现高达 80% 以上的生物柴油收率，达到世界先进水平，产品质量满足出口欧盟标准。
自主创新 ZKBH 均相加氢技术
以新能源替代传统能源，以优势能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源……我国面临着发展替代能源的紧迫课题。
然而在世界范围内，第二代生物柴油生产技术难度高，现有主流装置全部采用固定床生产，固定床加氢技术是目前工业应用最多、发展最快的加氢技术，但是固定床加氢对原料要求较高，催化剂容易丧失活性，特别对含磷、含硅量较高的油料容易受影响中毒降低反应活性，导致产量有限。而生产生物柴油的原料成分比较复杂，杂质多、酸值高，直接用固定床加氢困难大。陈松说，ZKBH 均相加氢技术借鉴了悬浮床的优势并利用了沸腾床渣油加氢的优点，通过开发高效液体催化剂解决了固体催化剂容易磨损失活和处理生物油脂易于粉化的问题，同时液体催化剂可以与中科院青岛能源所自主研发的半陶瓷化抗水固态催化剂完美协同，实现高的收率并保障工业装置长期运行的生产稳定性。他认为，中国的可再生能源与生物质燃料的春天即将到来。
产学研结合开花结果
陈松表示，第一代生物柴油和第二代生物柴油的生产原料相同但生产工艺方法迥异。第一代生物柴油是采用酯交换技术生产的脂肪酸甲酯，生产工艺简单，第二代生物柴油采用催化加氢工艺，得到的产品化学结构不同，属于清洁化加氢工艺得到的清洁化高质量烃类二代生物柴油。与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比，第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同，具有与柴油相近的黏度和发热值、与柴油相当的氧化安定性和更低的排放上的优势；与石油基柴油同属烃类，不影响柴油储运，不影响发动机和尾气处理且品质更高。同时，第二代生物柴油的 CO2 排放量比柴油低，可以减少限制的和非限制的污染物排放（包括 SOx，NOx），还可以减少颗粒物排放量，并且可以大大减少发动机的结垢，噪声明显下降。
谈到二代生物柴油技术成果的研发生产过程，陈松表示，这项技术成果凝聚了团队的智慧与心血，是产学研结合的结果。
2020 年初，石家庄常佑生物能源有限公司寻求二代生物柴油生产技术，经过调研后慕名与中科院青岛能源所进行交流合作。中科院青岛能源所提出液态催化沸腾床加氢耦合固态催化加氢脱氧提质的 ZKBH 工业化技术改造方案，并迅即在常佑生物能源公司启动，一期目标处理 20 万吨生物质油脂生产二代生物柴油。
双方团队通力合作，经过 3 个月的反复调试、实验，在完成现场所有设备调整和工艺流程改造施工并将首批液态催化剂和配套生物柴油固态提质催化剂运抵现场后，7 月 30 日，装置正式试料开车，一次切换进 8 吨 / 小时进料，初进原料为国产地沟油为主要成分的生物质原料；8 月 6 日正式生产出产品，所生产的二代产品生物产品外观水白色，密度 0.7903，十六烷指数接近 100，硫氮均小于 5，经送上海有关机构检测，产品达到生物柴油出口欧盟标准，产品指标全部达标。
栏目主编：顾万全 张武 本文作者：科技日报 文字编辑：杨蓉