生物煉制技術(shù)全文(5篇)

1生物精煉的現(xiàn)狀

生物質(zhì)是自然界中廣泛存在的、數(shù)量最豐富的有機原料，是一種可再生資源，從農(nóng)林資源到水生植物，甚至包括一些特定的工農(nóng)業(yè)廢棄物和城市垃圾。生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量，是消耗量僅次于石油、煤和天然氣等傳統(tǒng)礦物能源的第四大能源，是人類賴以生存的、可再生的綠色能源。生物精煉(biorefinery)可最大化地利用生物質(zhì)資源以滿足人們對生物質(zhì)產(chǎn)品和能源需求的，符合人類可持續(xù)發(fā)展的要求，目前主要包括生物發(fā)酵、提取分離、綠色制漿、熱解、氣化等技術(shù)。人類對生物質(zhì)資源的利用已有幾千年的歷史，但往往效率低下、污染嚴重，隨著石油化學工業(yè)的迅速發(fā)展，生物質(zhì)資源的利用也趨于緩慢。然而，20世紀70年生中東戰(zhàn)爭引發(fā)的全球性能源短缺，以及人類對石油等資源的無節(jié)制開發(fā)利用所導致的傳統(tǒng)礦物資源的日益枯竭，使人們開始重新重視包括生物質(zhì)能源在內(nèi)的可再生能源的開發(fā)利用研究，同時，由石油化工產(chǎn)業(yè)所帶來的環(huán)境問題也使得我們開發(fā)利用環(huán)境友好的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)有較好的前景［1］。生物精煉技術(shù)可以將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為各種生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)化學品和生物質(zhì)能源等，使生物質(zhì)資源和能源得到充分、高效的開發(fā)和利用，同時又不造成對環(huán)境的污染;既滿足人們當前對化學品、材料和能源等各方面的需求，又符合可持續(xù)發(fā)展的要求。圖1是生物質(zhì)精煉產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的多樣性產(chǎn)品數(shù)量的一種保守估計。如圖2所示，生物精煉技術(shù)可實現(xiàn)生物質(zhì)能源、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)化學品、生物質(zhì)燃料與生物質(zhì)之間的可持續(xù)循環(huán)，是一項高效率、低成本、綠色無污染的技術(shù)［。20世紀70年代開始，生物質(zhì)資源的開發(fā)利用已成為世界性的熱點問題，其研究主要集中在生物質(zhì)能源、生物質(zhì)化學品和生物質(zhì)材料的開發(fā)利用方面。許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃:美國國會于2000年6月通過了《生物質(zhì)研發(fā)法案》，2002年提出了《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》，計劃到2020年使生物質(zhì)能源和生物質(zhì)產(chǎn)品較2000年增加20倍，達到能源總消費量的25%(2050年達到50%)，每年減少碳排放量1億t和增加農(nóng)民收入200億美元的目標;歐盟于1997年發(fā)表了白皮書《能源的未來:可再生能源》，2002年發(fā)表了綠皮書《歐盟能源供應安全戰(zhàn)略》，計劃到2020年歐盟的生物質(zhì)燃料替代20%的化學燃料;其他國家，如中國、日本、印度、巴西等國也紛紛投入大量的人力和資金從事生物質(zhì)資源的研究開發(fā)。美國現(xiàn)有100多個生物質(zhì)乙醇工廠，2006年美國燃料乙醇產(chǎn)量已達約50億加侖;歐盟是全世界目前生物柴油發(fā)展最好的地區(qū)，2005年歐盟生物柴油總產(chǎn)量已達320萬t。2000年我國開始了燃料乙醇試點工作，目前年生產(chǎn)能力已達102萬t，現(xiàn)已在東北三省、河南、安徽、河北、山東、江蘇、湖北等省的27個地區(qū)完成乙醇汽油試點工作;中國林科院林化所在北京、安徽蕪湖等地建立了年處理能力達幾千噸的木材熱解系統(tǒng)。這些都表明了生物精煉具有重要的經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義，是現(xiàn)實可行、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路。盡管如此，目前生物精煉仍主要處于研究和發(fā)展階段，其大規(guī)模的工業(yè)化應用仍面臨一些困難。

2生物精煉在傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)中的應用

2．1傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)模式所面臨的問題

傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)就是一些以大量生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品，如紙漿、紙板或其他纖維素產(chǎn)品的企業(yè)，它們的主要特點是輸入的原料量和化學品很多，所消耗的能源巨大。然而，它們唯一的產(chǎn)出物只是纖維素類產(chǎn)品，原料的利用率低，能源的使用效率也較低，同時還產(chǎn)生大量的污染物和廢棄物，如不加以處理，將會對生態(tài)環(huán)境造成巨大的負面影響。由于優(yōu)良制漿造紙原料的短缺、石油等傳統(tǒng)資源價格的持續(xù)上漲，勞動力成本的上升，以及全球化競爭所帶來的巨大壓力，傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)面臨著前所未有的困難。一些企業(yè)紛紛采取了各種措施，如發(fā)展高得率的制漿造紙技術(shù)、促進林紙一體化、國外建造工廠降低生產(chǎn)成本以及開拓新的市場空間來擺脫這種困境，并收到了一定的成效。然而，這些并不能從根本上改變傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)對原料、資源和能源的嚴重依賴性，也不能徹底改變對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響。工廠將原木轉(zhuǎn)變成基于纖維素的制漿造紙產(chǎn)品的這種老的商業(yè)模式已不適用。目前，歐洲、北美的一些企業(yè)，如UPM、IP、Georgia－Pa-cific等，都已經(jīng)制定了從傳統(tǒng)制漿造紙廠轉(zhuǎn)型為生物質(zhì)精煉廠的戰(zhàn)略。在未來，幾乎每個北美的制漿造紙廠都將生產(chǎn)生物質(zhì)汽油、生物質(zhì)酒精等高附加值產(chǎn)品。

2．2未來的生物精煉制漿造紙廠

隨著生物精煉技術(shù)的提出和發(fā)展，傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)有機會利用這項新興技術(shù)轉(zhuǎn)型為集約化的生物精煉廠以生產(chǎn)生物質(zhì)燃料和生物質(zhì)化學品，并且能夠繼續(xù)生產(chǎn)出傳統(tǒng)的制漿造紙產(chǎn)品，在減少環(huán)境污染和提高能源使用效率的同時從林業(yè)生物質(zhì)資源中獲得最大收益。它們的主要特點是消耗的能源較少，不需要化石能源，而產(chǎn)出物多，原料資源的價值最大化地被利用，同時污染物和廢棄物的排放量也顯著減少，基本不會對生態(tài)環(huán)境造成較大的負面影響。是一家典型的現(xiàn)代化生物精煉制漿造紙廠的模式［4］。一些公司，如Potlach和AlabamaRiver將首先利用生物質(zhì)氣化技術(shù)來發(fā)熱發(fā)電并最終生產(chǎn)出液體運輸燃料和化學品，這也將取代工廠對天然氣和化石燃料的需求。接下來，工廠會將氣化技術(shù)用于制漿黒液的處理上。其它一些公司也正積極地將已倒閉的工廠轉(zhuǎn)型為現(xiàn)代化的生物精煉制漿造紙廠，如Georgia－Pacific公司將把在緬因州的工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€基于纖維素的生物質(zhì)燃料廠。在制漿造紙領(lǐng)域中應用生物質(zhì)精煉，可以將傳統(tǒng)的化學漿廠變成集約化的生物質(zhì)精煉廠，除了生產(chǎn)漿料，還可以生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，如乙醇、碳纖維、聚合物、煤油和生物柴油等，這些產(chǎn)品都來自于半纖維素和木質(zhì)素，而不是來自于纖維素。這些生物質(zhì)原料主要包括禾本原料、木質(zhì)原料和農(nóng)林作物，而聚糖和木質(zhì)素又廣泛存在于這類可再生的原料中，這使得現(xiàn)代化的生物精煉廠可以與傳統(tǒng)的石油精煉廠相當。在石油工業(yè)中，通過傳統(tǒng)精煉所得到的化學品的量只占總產(chǎn)出量的5%左右，而其他的都被用于生產(chǎn)運輸燃料和能源。同石油精煉一樣，日用化學品需求和運輸燃料間的平衡也是生物精煉的一個重要方面，有些觀點認為，生物精煉廠不應該改變這種比例。市場對生物質(zhì)燃料和能源的巨大需求，將使制漿造紙工業(yè)有潛力成為最主要的生物質(zhì)燃料供應商。

摘要：離子色譜是HPLC高效液相色譜的一種，主要用于分析液相中陰陽離子。離子色譜是目前應用十分廣泛的一種檢測方法，通過檢測液相樣品中的鹵素、硫酸根、硫代硫酸根等陰離子，可以完成廢水排放達標檢測、石油化工樣品質(zhì)量檢測、食品安全檢測、冶金工藝水樣檢測等質(zhì)量控制工作，離子色譜法已經(jīng)成為工藝控制部門的常用技術(shù)之一。石油化工是石油化學工業(yè)的簡稱，以石油為原材料，通過裂解、分離等途徑獲得一系列石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品，如甲醇、甲醛、乙醇等。石油化工是現(xiàn)代工業(yè)體系中十分重要的組成，諸多生產(chǎn)生活的原材料都是從石油化工工廠中產(chǎn)出的，同時，石油化工也是廢水、廢氣排放的主要源頭，為了避免造成大面積的環(huán)境污染，控制石油化工廢水廢氣排放質(zhì)量勢在必行。本文從離子色譜在石油化工領(lǐng)域的應用入手，進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：離子色譜；石油化工；應用

在石油化工領(lǐng)域中，測定某種離子的含量通常是探究地層中剩余油飽和度、油氣之間物質(zhì)、油田水受干擾情況等環(huán)節(jié)中常用的方法。傳統(tǒng)的石油化工系統(tǒng)中沿用多年的是相對復雜、煩瑣的化學分析方法，比如，重量法、原子吸收法等，不僅離子間相互干擾嚴重準確度還不高。離子色譜法的應用能夠有效提高石油化工領(lǐng)域中對陰陽離子的檢測靈敏度和準確度，并且可以直接測得一價陽離子含量，陰離子測定范圍也有所擴大，是石油化工領(lǐng)域中重要的技術(shù)之一。

1離子色譜法概述

離子色譜法是一種用電導檢測器連續(xù)檢測離子交換樹脂分離出的物質(zhì)電導變化的色譜方法，利用的是離子能夠被分離、檢測的特點。離子色譜法根據(jù)不同的離子分離方式可劃分為HPIC離子交換色譜法、HPIEC離子排斥色譜法、MPIC離子對色譜法。隨著研究的不斷深入，離子色譜法的檢測范圍已經(jīng)從無機陰陽離子擴大至糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、生物堿等有機物，甚至逐漸進入法醫(yī)學領(lǐng)域。隨著離子色譜法的應用范圍逐漸擴大，離子色譜法的前處理環(huán)節(jié)也進行了相應的改變，從簡單的轉(zhuǎn)化、濃縮、富集轉(zhuǎn)為將液相處理成能夠滿足離子色譜法應用要求，能夠保護色譜柱，能夠?qū)⒂袡C元素轉(zhuǎn)化成無機陰陽離子。離子色譜法有其他分析測定方法沒有的優(yōu)勢：檢測速度快、靈敏度高、選擇性優(yōu)秀、可以同時測定多種離子化合物、穩(wěn)定性高。離子色譜法用于常見陰陽離子的分離和測定，比如，氟離子、氯離子、溴離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子、硫酸根離子、磷酸根離子等常見陰離子和鋰、鈉、銨根離子、鉀、鎂、鈣等常見陽離子的檢測耗時通常在10min以內(nèi)。離子色譜法的檢測濃度范圍在ug和mg之間，比如，當進樣量為50uL時，可檢出離子的最小范圍是10ug/L。離子色譜法可以通過不同的分離、檢測系統(tǒng)來完成有機、無機陰陽離子的選擇性檢測，大多數(shù)液相檢測中前處理環(huán)節(jié)只需要做稀釋和過濾，只有少數(shù)情況復雜的檢測才需要做額外處理。在離子色譜法中，苯乙烯、二乙烯苯聚合物是常見的填料，這種樹脂填料在高pH值范圍內(nèi)也能夠保持很好的穩(wěn)定性，不會因為強酸或強堿淋洗液而出現(xiàn)化學變化，因此，應用范圍廣，結(jié)果產(chǎn)出穩(wěn)定性高。

2離子色譜法在石油化工領(lǐng)域的應用分析

離子色譜法在石油化工領(lǐng)域的應用范圍主要是油氣田的勘探開發(fā)、油田水分析等環(huán)節(jié)。

摘要:結(jié)合中國石油大學(北京)的特色，提出并建設(shè)能源化學工程專業(yè)認知實習的課程設(shè)置、教學內(nèi)容、實習基地和教學改革等嘗試，不斷拓展認識實習的內(nèi)涵。經(jīng)過5年的探索和實踐，建立了依托于中國石化北京燕山分公司，面向石油化工、天然氣化工和化工中間體生產(chǎn)，將課堂教學、仿真實習與現(xiàn)場實習相結(jié)合的實習教學方法，進而提高學生的工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:能源化學工程;認知實習;能源特色

1結(jié)合辦學培養(yǎng)目標確立認知實習教學內(nèi)容

中國石油大學(北京)能源化學工程專業(yè)結(jié)合近5年的辦學經(jīng)驗和學校的石油特色，提出了本專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)適應國家建設(shè)和科學技術(shù)迅速發(fā)展需求的，德智體美全面發(fā)展的，厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強能力、高素質(zhì)、具有國際視野和創(chuàng)新思維的，掌握化石與可再生能源生產(chǎn)、高效清潔轉(zhuǎn)化利用過程中的基本理論、基本知識、基本技能以及化學加工技術(shù)，掌握企業(yè)能效評價、過程能量優(yōu)化等技術(shù)，掌握能源化工過程設(shè)計技能的，能在煤化工、生物化工、石油天然氣化工、新能源領(lǐng)域等行業(yè)從事化工生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、化工用能評價、過程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、科學研究等工作的優(yōu)秀專門人才。我校能源化學工程專業(yè)，主要圍繞“油氣”資源轉(zhuǎn)化，關(guān)注學生在石油、天然氣和煤化工以及新興的生物質(zhì)和新能源化工等領(lǐng)域的實踐能力的培養(yǎng)。因此，如何設(shè)置適合能源化工領(lǐng)域的實踐課程，著力培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)和面向?qū)嵺`的創(chuàng)新意識和能力，是對我校能源化學工程專業(yè)認知實習課程體系建立的要求。傳統(tǒng)的化學工程與工藝專業(yè)的認知實習，主要是為后續(xù)學習《化工原理》核心課程準備［1－5］。而我校能源化學工程專業(yè)認知實習，既服務于后續(xù)的《化工原理》課程，還為后續(xù)學習的《石油煉制工程》、《煤化學轉(zhuǎn)化工程》和《天然氣處理與轉(zhuǎn)化工程》等三門專業(yè)核心課程打基礎(chǔ)。因此，認識實習課程內(nèi)容多元化顯得尤為重要。例如，同時開展針對典型化工生產(chǎn)車間、石油煉制車間和煤化工車間的認知實習，讓學生既能對化工生產(chǎn)過程中的設(shè)備和單元操作有初步的認識，同時又能夠初步了解能源化工和環(huán)境化工領(lǐng)域的主要生產(chǎn)流程。而這種多元化的教學內(nèi)容，一般只能通過煉化一體的能源化工企業(yè)的實習實踐才能滿足相應的要求。

2能源化學工程專業(yè)實習基地的建設(shè)

從專業(yè)學習的角度分析認知實習，可以發(fā)現(xiàn)認知實習的時間、成本以及實習單位地理位置等因素都是影響和制約認知實習教學工作深入的主要因素。因此，建設(shè)一個合適的實習基地是決定整個實習能否順利進行的關(guān)鍵因素，穩(wěn)定的實習基地的建設(shè)不僅可以為學生提供實習場所，同時有利于指導教師熟悉情況。中國石油大學(北京)的行業(yè)特色決定學校與石油相關(guān)的企業(yè)存在天然親近的關(guān)系。我?；瘜W工程學院與中國石化北京燕山分公司，北京石油化工學院的燕山分公司實習基地長期合作，建立了集中式的實習基地。通過實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國石化北京燕山分公司既能滿足石油煉制車間和精細化工車間的認知實習，同時，中國石化北京燕山分公司又擁有天然氣制氫車間，硫磺回收和污水處理車間等能滿足煤和天然氣化工、環(huán)境化工領(lǐng)域的實習。為此，我?；瘜W工程學院通過加強與中國石化北京燕山分公司科研合作、聘任企業(yè)專家到學校做兼職導師等方式，與中國石化北京燕山分公司集團建立了長期穩(wěn)定的集中式認知實習基地等。

3能源化學工程專業(yè)認知實習教學體系的構(gòu)建

前言

化學工業(yè)推動著人類社會和物質(zhì)文明的快速發(fā)展，也為人類社會作出了重大的貢獻，同時伴隨而來環(huán)境污染問題越來越嚴重，因此化學工業(yè)表現(xiàn)出的“貢獻”和“環(huán)境污染問題”的兩重性對化學工業(yè)領(lǐng)域的科研工作者和生產(chǎn)人員提出了挑戰(zhàn)。用綠色的化工工藝取代傳統(tǒng)的化工工藝是綠色化學工程與工藝所提出的思想，通過在化學工業(yè)生產(chǎn)過程中，在無毒、無害的反應條件下去采用無毒、無害的原料來進行反應，同時使整個反應具有高選擇性，進而能夠最大限度地減少副產(chǎn)物的生成。要達到此目的，必須在化工行業(yè)推行清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)零排放，把污染消滅在生產(chǎn)過程中。文章針對傳統(tǒng)化學工業(yè)的發(fā)展問題，通過對綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用進行探討，從而在我們國家今后的化學工業(yè)生產(chǎn)中環(huán)保性和節(jié)能性提供參考依據(jù)。1綠色化學工業(yè)概念綠色化學又稱“環(huán)境無害化學”“、環(huán)境友好化學”“、清潔化學”，綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。其研究目的在于尋找充分利用原材料和能源且在各個環(huán)節(jié)都潔凈和無污染的反應途徑和工藝。綠色化學工業(yè)是把綠色化學的思想引入傳統(tǒng)化學工業(yè)生產(chǎn)中，并此基礎(chǔ)上產(chǎn)生對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境無害的化學工業(yè)過程。

2綠色化學工程與工藝的開發(fā)

早期人們對化學工業(yè)所引起的環(huán)境污染常常采用的辦法是“末端治理”，開發(fā)了多種環(huán)境保護手段，如：水處理技術(shù)、大氣污染防治技術(shù)、固體廢棄物處理技術(shù)和噪聲治理技術(shù)等，對生態(tài)環(huán)境的保護作出了重要貢獻。但隨著人類社會和物質(zhì)文明的不斷發(fā)展和進步，環(huán)境污染的速度遠遠快于治理環(huán)境污染速度，并且治理環(huán)境污染的費用不斷增加，而且治標不治本。而綠色化學工程與工藝是用綠色的化工工藝取代傳統(tǒng)的化工工藝，采用無毒、無害的原料，在無毒、無害的反應條件下進行，使反應具有高選擇性，最大限度地減少副產(chǎn)物的生成。從而在化工行業(yè)推行清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)零排放，實施綠色化工生產(chǎn)，從污染的源頭防止污染的發(fā)生。綠色化學工程與工藝在化學工業(yè)中具體實施方法主要有以下幾種。

2.1原料的綠色化

在化學產(chǎn)品生產(chǎn)中，原料的選擇是決定化學生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝的主要因素之一，綠色化學工程與工藝以無毒無害的原料作為綠色化學工業(yè)重點研發(fā)目標，選用可再生資源作為綠色化學原料，如生物質(zhì)資源包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物、海產(chǎn)物（各種海草）和城市廢棄物（報紙、天然纖維）采用生物轉(zhuǎn)化法通過一系列的反應轉(zhuǎn)化得到醇、酮、酸類等常見的化工原料，在轉(zhuǎn)化過程中依賴各種微生物在細胞內(nèi)產(chǎn)生出我們所需要的各種化學品，整個過程清潔無污染，這都是綠色原料應用的典型。

2.2催化劑的綠色化

摘要：現(xiàn)在,在科技的促進下,一些工業(yè)技術(shù)得到了很大的發(fā)展,這樣就對化工材料的節(jié)能提出更高層次的要求。在化學行業(yè)中，綠色化學工程與工藝的運用起到了非常大的節(jié)能作用，該工程與工藝主要是對化學生產(chǎn)中的資源浪費、環(huán)境污染等現(xiàn)象進行有效處理，從而就可以很大程度降低化工材料對環(huán)境的污染，也能大大提高能源的利用效率?；诖耍疚闹饕獙G色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用進行了分析。

關(guān)鍵詞：綠色化工工程；化工工業(yè)；節(jié)能；促進作用

對于化工來說，其是促進社會和物質(zhì)文明發(fā)展的關(guān)鍵，并且為人類做出了非常大的貢獻。與此同時，環(huán)境污染問題也日益嚴重，這樣就需要采取相應的措施進行解決。而綠色化學工程與工藝是利用科學有效的方法和材料等進行處理，不僅大大提升了生產(chǎn)的利用效率，還很好的解決了存在的污染問題，因此，其對化工節(jié)能就有很大的促進意義。

1綠色化學工程與工藝的開發(fā)

1.1采用綠色化學原料

在進行化工生產(chǎn)的過程中，原材料是一個重要的影響因素，針對傳統(tǒng)化工生產(chǎn)，使用的原材料絕大部分都是不可再生能源，這樣促使我國不可再生能源消耗大大提升，也造成污染物質(zhì)的排放量有了很大增加，從而導致污染問題日益嚴重。而采用綠化化學原材料，例如：蘆葦、苞米桿等，可以促使它們轉(zhuǎn)化為酮、醇以及酸類等多種類型的化學產(chǎn)品，并且在進行轉(zhuǎn)化的整個過程中，原材料既會產(chǎn)生一定含量的氫氣，又不會生成有毒和有害的物質(zhì)。因此，在化工生產(chǎn)中，綠色化學原材料得到了非常廣泛的應用。

1.2提高化學反應的選擇性