生物煉制技術全文(5篇)

1生物精煉的現狀

生物質是自然界中廣泛存在的、數量最豐富的有機原料，是一種可再生資源，從農林資源到水生植物，甚至包括一些特定的工農業廢棄物和城市垃圾。生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是消耗量僅次于石油、煤和天然氣等傳統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資源以滿足人們對生物質產品和能源需求的，符合人類可持續發展的要求，目前主要包括生物發酵、提取分離、綠色制漿、熱解、氣化等技術。人類對生物質資源的利用已有幾千年的歷史，但往往效率低下、污染嚴重，隨著石油化學工業的迅速發展，生物質資源的利用也趨于緩慢。然而，20世紀70年生中東戰爭引發的全球性能源短缺，以及人類對石油等資源的無節制開發利用所導致的傳統礦物資源的日益枯竭，使人們開始重新重視包括生物質能源在內的可再生能源的開發利用研究，同時，由石油化工產業所帶來的環境問題也使得我們開發利用環境友好的生物質產業有較好的前景［1］。生物精煉技術可以將生物質資源轉化為各種生物質燃料、生物質材料、生物質化學品和生物質能源等，使生物質資源和能源得到充分、高效的開發和利用，同時又不造成對環境的污染;既滿足人們當前對化學品、材料和能源等各方面的需求，又符合可持續發展的要求。圖1是生物質精煉產業所生產的多樣性產品數量的一種保守估計。如圖2所示，生物精煉技術可實現生物質能源、生物質材料、生物質化學品、生物質燃料與生物質之間的可持續循環，是一項高效率、低成本、綠色無污染的技術［。20世紀70年代開始，生物質資源的開發利用已成為世界性的熱點問題，其研究主要集中在生物質能源、生物質化學品和生物質材料的開發利用方面。許多國家都制定了相應的開發研究計劃:美國國會于2000年6月通過了《生物質研發法案》，2002年提出了《生物質技術路線圖》，計劃到2020年使生物質能源和生物質產品較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和增加農民收入200億美元的目標;歐盟于1997年發表了白皮書《能源的未來:可再生能源》，2002年發表了綠皮書《歐盟能源供應安全戰略》，計劃到2020年歐盟的生物質燃料替代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資源的研究開發。美國現有100多個生物質乙醇工廠，2006年美國燃料乙醇產量已達約50億加侖;歐盟是全世界目前生物柴油發展最好的地區，2005年歐盟生物柴油總產量已達320萬t。2000年我國開始了燃料乙醇試點工作，目前年生產能力已達102萬t，現已在東北三省、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。這些都表明了生物精煉具有重要的經濟價值和戰略意義，是現實可行、環境友好的可持續發展之路。盡管如此，目前生物精煉仍主要處于研究和發展階段，其大規模的工業化應用仍面臨一些困難。

2生物精煉在傳統制漿造紙工業中的應用

2．1傳統制漿造紙工業模式所面臨的問題

傳統制漿造紙企業就是一些以大量生產傳統產品，如紙漿、紙板或其他纖維素產品的企業，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，它們唯一的產出物只是纖維素類產品，原料的利用率低，能源的使用效率也較低，同時還產生大量的污染物和廢棄物，如不加以處理，將會對生態環境造成巨大的負面影響。由于優良制漿造紙原料的短缺、石油等傳統資源價格的持續上漲，勞動力成本的上升，以及全球化競爭所帶來的巨大壓力，傳統制漿造紙企業面臨著前所未有的困難。一些企業紛紛采取了各種措施，如發展高得率的制漿造紙技術、促進林紙一體化、國外建造工廠降低生產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制漿造紙企業對原料、資源和能源的嚴重依賴性，也不能徹底改變對生態環境造成的負面影響。工廠將原木轉變成基于纖維素的制漿造紙產品的這種老的商業模式已不適用。目前，歐洲、北美的一些企業，如UPM、IP、Georgia－Pa-cific等，都已經制定了從傳統制漿造紙廠轉型為生物質精煉廠的戰略。在未來，幾乎每個北美的制漿造紙廠都將生產生物質汽油、生物質酒精等高附加值產品。

2．2未來的生物精煉制漿造紙廠

隨著生物精煉技術的提出和發展，傳統制漿造紙企業有機會利用這項新興技術轉型為集約化的生物精煉廠以生產生物質燃料和生物質化學品，并且能夠繼續生產出傳統的制漿造紙產品，在減少環境污染和提高能源使用效率的同時從林業生物質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，基本不會對生態環境造成較大的負面影響。是一家典型的現代化生物精煉制漿造紙廠的模式［4］。一些公司，如Potlach和AlabamaRiver將首先利用生物質氣化技術來發熱發電并最終生產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型為現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變為一個基于纖維素的生物質燃料廠。在制漿造紙領域中應用生物質精煉，可以將傳統的化學漿廠變成集約化的生物質精煉廠，除了生產漿料，還可以生產高附加值的產品，如乙醇、碳纖維、聚合物、煤油和生物柴油等，這些產品都來自于半纖維素和木質素，而不是來自于纖維素。這些生物質原料主要包括禾本原料、木質原料和農林作物，而聚糖和木質素又廣泛存在于這類可再生的原料中，這使得現代化的生物精煉廠可以與傳統的石油精煉廠相當。在石油工業中，通過傳統精煉所得到的化學品的量只占總產出量的5%左右，而其他的都被用于生產運輸燃料和能源。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。市場對生物質燃料和能源的巨大需求，將使制漿造紙工業有潛力成為最主要的生物質燃料供應商。

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、石油化工樣品質量檢測、食品安全檢測、冶金工藝水樣檢測等質量控制工作，離子色譜法已經成為工藝控制部門的常用技術之一。石油化工是石油化學工業的簡稱，以石油為原材料，通過裂解、分離等途徑獲得一系列石油產品和石油化工產品，如甲醇、甲醛、乙醇等。石油化工是現代工業體系中十分重要的組成，諸多生產生活的原材料都是從石油化工工廠中產出的，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境污染，控制石油化工廢水廢氣排放質量勢在必行。本文從離子色譜在石油化工領域的應用入手，進行分析和探討。

關鍵詞：離子色譜；石油化工；應用

在石油化工領域中，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、油田水受干擾情況等環節中常用的方法。傳統的石油化工系統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，是石油化工領域中重要的技術之一。

1離子色譜法概述

離子色譜法是一種用電導檢測器連續檢測離子交換樹脂分離出的物質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從無機陰陽離子擴大至糖類、氨基酸、蛋白質、生物堿等有機物，甚至逐漸進入法醫學領域。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節也進行了相應的改變，從簡單的轉化、濃縮、富集轉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，能夠將有機元素轉化成無機陰陽離子。離子色譜法有其他分析測定方法沒有的優勢：檢測速度快、靈敏度高、選擇性優秀、可以同時測定多種離子化合物、穩定性高。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。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、檢測系統來完成有機、無機陰陽離子的選擇性檢測，大多數液相檢測中前處理環節只需要做稀釋和過濾，只有少數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值范圍內也能夠保持很好的穩定性，不會因為強酸或強堿淋洗液而出現化學變化，因此，應用范圍廣，結果產出穩定性高。

2離子色譜法在石油化工領域的應用分析

離子色譜法在石油化工領域的應用范圍主要是油氣田的勘探開發、油田水分析等環節。

摘要:結合中國石油大學(北京)的特色，提出并建設能源化學工程專業認知實習的課程設置、教學內容、實習基地和教學改革等嘗試，不斷拓展認識實習的內涵。經過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，將課堂教學、仿真實習與現場實習相結合的實習教學方法，進而提高學生的工程素養的培養。

關鍵詞:能源化學工程;認知實習;能源特色

1結合辦學培養目標確立認知實習教學內容

中國石油大學(北京)能源化學工程專業結合近5年的辦學經驗和學校的石油特色，提出了本專業的培養目標是培養適應國家建設和科學技術迅速發展需求的，德智體美全面發展的，厚基礎、寬專業、強能力、高素質、具有國際視野和創新思維的，掌握化石與可再生能源生產、高效清潔轉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，掌握企業能效評價、過程能量優化等技術，掌握能源化工過程設計技能的，能在煤化工、生物化工、石油天然氣化工、新能源領域等行業從事化工生產、生產管理、技術管理、化工用能評價、過程設計、技術開發、科學研究等工作的優秀專門人才。我校能源化學工程專業，主要圍繞“油氣”資源轉化，關注學生在石油、天然氣和煤化工以及新興的生物質和新能源化工等領域的實踐能力的培養。因此，如何設置適合能源化工領域的實踐課程，著力培養學生工程素養和面向實踐的創新意識和能力，是對我校能源化學工程專業認知實習課程體系建立的要求。傳統的化學工程與工藝專業的認知實習，主要是為后續學習《化工原理》核心課程準備［1－5］。而我校能源化學工程專業認知實習，既服務于后續的《化工原理》課程，還為后續學習的《石油煉制工程》、《煤化學轉化工程》和《天然氣處理與轉化工程》等三門專業核心課程打基礎。因此，認識實習課程內容多元化顯得尤為重要。例如，同時開展針對典型化工生產車間、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過程中的設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境化工領域的主要生產流程。而這種多元化的教學內容，一般只能通過煉化一體的能源化工企業的實習實踐才能滿足相應的要求。

2能源化學工程專業實習基地的建設

從專業學習的角度分析認知實習，可以發現認知實習的時間、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，建設一個合適的實習基地是決定整個實習能否順利進行的關鍵因素，穩定的實習基地的建設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)的行業特色決定學校與石油相關的企業存在天然親近的關系。我校化學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。通過實際調研發現，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、環境化工領域的實習。為此，我校化學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定的集中式認知實習基地等。

3能源化學工程專業認知實習教學體系的構建

前言

化學工業推動著人類社會和物質文明的快速發展，也為人類社會作出了重大的貢獻，同時伴隨而來環境污染問題越來越嚴重，因此化學工業表現出的“貢獻”和“環境污染問題”的兩重性對化學工業領域的科研工作者和生產人員提出了挑戰。用綠色的化工工藝取代傳統的化工工藝是綠色化學工程與工藝所提出的思想，通過在化學工業生產過程中，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物的生成。要達到此目的，必須在化工行業推行清潔生產，實現零排放，把污染消滅在生產過程中。文章針對傳統化學工業的發展問題，通過對綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用進行探討，從而在我們國家今后的化學工業生產中環保性和節能性提供參考依據。1綠色化學工業概念綠色化學又稱“環境無害化學”“、環境友好化學”“、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節都潔凈和無污染的反應途徑和工藝。綠色化學工業是把綠色化學的思想引入傳統化學工業生產中，并此基礎上產生對人類健康、社區安全、生態環境無害的化學工業過程。

2綠色化學工程與工藝的開發

早期人們對化學工業所引起的環境污染常常采用的辦法是“末端治理”，開發了多種環境保護手段，如：水處理技術、大氣污染防治技術、固體廢棄物處理技術和噪聲治理技術等，對生態環境的保護作出了重要貢獻。但隨著人類社會和物質文明的不斷發展和進步，環境污染的速度遠遠快于治理環境污染速度，并且治理環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物的生成。從而在化工行業推行清潔生產，實現零排放，實施綠色化工生產，從污染的源頭防止污染的發生。綠色化學工程與工藝在化學工業中具體實施方法主要有以下幾種。

2.1原料的綠色化

在化學產品生產中，原料的選擇是決定化學生產過程和生產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重點研發目標，選用可再生資源作為綠色化學原料，如生物質資源包括植物、農作物、林產物、海產物（各種海草）和城市廢棄物（報紙、天然纖維）采用生物轉化法通過一系列的反應轉化得到醇、酮、酸類等常見的化工原料，在轉化過程中依賴各種微生物在細胞內產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：現在,在科技的促進下,一些工業技術得到了很大的發展,這樣就對化工材料的節能提出更高層次的要求。在化學行業中，綠色化學工程與工藝的運用起到了非常大的節能作用，該工程與工藝主要是對化學生產中的資源浪費、環境污染等現象進行有效處理，從而就可以很大程度降低化工材料對環境的污染，也能大大提高能源的利用效率。基于此，本文主要對綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用進行了分析。

關鍵詞：綠色化工工程；化工工業；節能；促進作用

對于化工來說，其是促進社會和物質文明發展的關鍵，并且為人類做出了非常大的貢獻。與此同時，環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，其對化工節能就有很大的促進意義。

1綠色化學工程與工藝的開發

1.1采用綠色化學原料

在進行化工生產的過程中，原材料是一個重要的影響因素，針對傳統化工生產，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，可以促使它們轉化為酮、醇以及酸類等多種類型的化學產品，并且在進行轉化的整個過程中，原材料既會產生一定含量的氫氣，又不會生成有毒和有害的物質。因此，在化工生產中，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