近日，中科院青島生物能源與過程研究所(以下簡稱中科院青島能源所)傳來喜訊：該研究所與河北常青集團(tuán)石家莊常佑生物能源有限公司聯(lián)合攻克沸騰床改造均相加氫工藝生產(chǎn)二代生物柴油技術(shù)，并在常佑生物能源公司20萬噸/年規(guī)模二代生物柴油生產(chǎn)裝置上實現(xiàn)成功開車，標(biāo)志著中科院青島能源所ZKBH均相加氫技術(shù)成為世界上第一個采用液態(tài)分子催化成功量產(chǎn)商業(yè)化二代生物柴油的技術(shù)。

作為ZKBH二代生物柴油技術(shù)發(fā)明人與常佑工業(yè)化項目主持負(fù)責(zé)人，中科院青島能源所研究員陳松博士高興地說，目前，全部裝置各項運(yùn)行指標(biāo)穩(wěn)定，在生產(chǎn)中可實現(xiàn)高達(dá)80%以上的生物柴油收率，達(dá)到世界先進(jìn)水平，產(chǎn)品質(zhì)量滿足出口歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

自主創(chuàng)新ZKBH均相加氫技術(shù)

以新能源替代傳統(tǒng)能源，以優(yōu)勢能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源……我國面臨著發(fā)展替代能源的緊迫課題。

然而在世界范圍內(nèi)，第二代生物柴油生產(chǎn)技術(shù)難度高，現(xiàn)有主流裝置全部采用固定床生產(chǎn)，固定床加氫技術(shù)是目前工業(yè)應(yīng)用最多、發(fā)展最快的加氫技術(shù)，但是固定床加氫對原料要求較高，催化劑容易喪失活性，特別對含磷、含硅量較高的油料容易受影響中毒降低反應(yīng)活性，導(dǎo)致產(chǎn)量有限。而生產(chǎn)生物柴油的原料成分比較復(fù)雜，雜質(zhì)多、酸值高，直接用固定床加氫困難大。陳松說，ZKBH均相加氫技術(shù)借鑒了懸浮床的優(yōu)勢并利用了沸騰床渣油加氫的優(yōu)點(diǎn)，通過開發(fā)高效液體催化劑解決了固體催化劑容易磨損失活和處理生物油脂易于粉化的問題，同時液體催化劑可以與中科院青島能源所自主研發(fā)的半陶瓷化抗水固態(tài)催化劑完美協(xié)同，實現(xiàn)高的收率并保障工業(yè)裝置長期運(yùn)行的生產(chǎn)穩(wěn)定性。他認(rèn)為，中國的可再生能源與生物質(zhì)燃料的春天即將到來。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合開花結(jié)果

陳松表示，第一代生物柴油和第二代生物柴油的生產(chǎn)原料相同但生產(chǎn)工藝方法迥異。第一代生物柴油是采用酯交換技術(shù)生產(chǎn)的脂肪酸甲酯，生產(chǎn)工藝簡單，第二代生物柴油采用催化加氫工藝，得到的產(chǎn)品化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，屬于清潔化加氫工藝得到的清潔化高質(zhì)量烴類二代生物柴油。與第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比，第二代生物柴油在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與柴油完全相同，具有與柴油相近的黏度和發(fā)熱值、與柴油相當(dāng)?shù)难趸捕ㄐ院透偷呐欧派系膬?yōu)勢;與石油基柴油同屬烴類，不影響柴油儲運(yùn)，不影響發(fā)動機(jī)和尾氣處理且品質(zhì)更高。同時，第二代生物柴油的CO2排放量比柴油低，可以減少限制的和非限制的污染物排放(包括SOx，NOx)，還可以減少顆粒物排放量，并且可以大大減少發(fā)動機(jī)的結(jié)垢，噪聲明顯下降。

談到二代生物柴油技術(shù)成果的研發(fā)生產(chǎn)過程，陳松表示，這項技術(shù)成果凝聚了團(tuán)隊的智慧與心血，是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的結(jié)果。

2020年初，石家莊常佑生物能源有限公司尋求二代生物柴油生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過調(diào)研后慕名與中科院青島能源所進(jìn)行交流合作。中科院青島能源所提出液態(tài)催化沸騰床加氫耦合固態(tài)催化加氫脫氧提質(zhì)的ZKBH工業(yè)化技術(shù)改造方案，并迅即在常佑生物能源公司啟動，一期目標(biāo)處理20萬噸生物質(zhì)油脂生產(chǎn)二代生物柴油。

雙方團(tuán)隊通力合作，經(jīng)過3個月的反復(fù)調(diào)試、實驗，在完成現(xiàn)場所有設(shè)備調(diào)整和工藝流程改造施工并將首批液態(tài)催化劑和配套生物柴油固態(tài)提質(zhì)催化劑運(yùn)抵現(xiàn)場后，7月30日，裝置正式試料開車，一次切換進(jìn)8噸/小時進(jìn)料，初進(jìn)原料為國產(chǎn)地溝油為主要成分的生物質(zhì)原料;8月6日正式生產(chǎn)出產(chǎn)品，所生產(chǎn)的二代產(chǎn)品生物產(chǎn)品外觀水白色，密度0.7903，十六烷指數(shù)接近100，硫氮均小于5，經(jīng)送上海有關(guān)機(jī)構(gòu)檢測，產(chǎn)品達(dá)到生物柴油出口歐盟標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)。