4月24日,一架加注了由地溝油煉制的生物燃油的飛機,經(jīng)過(guò)一個(gè)半小時(shí)的飛行測試成功降落上海虹橋機場(chǎng),此舉引發(fā)了人們對地溝油制備生物燃油的強烈興趣。
近年來(lái),地溝油流向餐桌的現象,使人們深?lèi)和唇^,尋找地溝油的合理利用方式成為許多研究機構關(guān)注的重點(diǎn)。目前地溝油在生物燃油的制備上有了較大進(jìn)展,包括此次用于試飛的生物航煤在內,地溝油現在可以用于制備生物柴油、甘油以及各種化工產(chǎn)品,不過(guò),當前研究最廣泛,被認為最有發(fā)展前景的還是利用地溝油制備的生物柴油。
三種方法讓地溝油變廢為寶
說(shuō)到地溝油,很多人的第一反應認為是指那些來(lái)自下水道中油膩漂浮物或者剩菜剩飯經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工而成的油。
其實(shí),除了來(lái)自下水道中的油外,地溝油還包括由劣質(zhì)動(dòng)物肉類(lèi)、肝臟等加工提煉而成的油,以及油炸食品過(guò)程中多次重復使用的油。這些地溝油質(zhì)量差、過(guò)氧化值和酸值嚴重超標。
將地溝油“變廢為寶”制備生物燃油在技術(shù)上可行嗎?
“地溝油的主要成分是甘油三脂肪酸脂,由于分子量太大,所以粘度大,沸點(diǎn)高,在發(fā)動(dòng)機中霧化困難,所以直接用于發(fā)動(dòng)機燃料比較困難,因此必須考慮將其分子變小,降低分子量。”中國石油大學(xué)(華東)化工學(xué)院的王延臻教授介紹說(shuō),目前利用地溝油制備生物柴油的方法主要有酯交換法、加氫法、催化裂化法三種。
“利用甲醇與地溝油反應,生成脂肪酸甲酯,其分子量是甘油三脂肪酸酯的三分之一,與目前柴油的平均分子量接近,這就是我們通常講的生物柴油。加氫法可以將地溝油中的氧脫除,從而將地溝油的分子鏈打開(kāi),生成烷烴,烷烴是柴油的優(yōu)質(zhì)組分,可以提高柴油的十六烷值。借助目前煉油廠(chǎng)中石油的催化裂化過(guò)程也可以加工生物柴油,一般是將生物柴油少量摻入催化裂化原料中,在催化劑的作用下,在550℃—700℃高溫下將地溝油分解為汽油、柴油、液化氣、干氣(甲烷等)。”
生物燃油可保護生態(tài)環(huán)境
與化石燃料相比,生物燃料有不可多得的優(yōu)勢,無(wú)論是從能源還是環(huán)保方面考慮都獲益良多。比如,和石化柴油相比,生物柴油具有良好的發(fā)動(dòng)機低溫啟動(dòng)性能,冷濾點(diǎn)達到-20℃,可以在低溫度范圍內點(diǎn)燃;生物柴油具有良好的潤滑功能,可以降低發(fā)動(dòng)機供油系統和缸套的摩擦損失,增加發(fā)動(dòng)機的使用壽命,間接降低發(fā)動(dòng)機的成本。另外,生物柴油是一種可再生能源,其資源不會(huì )像石油、煤炭那樣會(huì )枯竭,根據國家發(fā)改委披露的數據,2012年我國生產(chǎn)原油20748萬(wàn)噸,進(jìn)口原油27109萬(wàn)噸,原油對外依存度56.4%。利用地溝油等廢棄油脂制備生物燃料可以有效緩解這種被動(dòng)局面。從環(huán)保方面看,目前所使用的石化燃料中含有2%—3%的硫,燃燒后會(huì )危害大氣環(huán)境。“廢棄油脂所制備的生物柴油比一般的石化柴油十六烷值高,硫含量極低,排放更清潔,所以歐洲一般要求柴油中添加5%—20%的生物柴油。”王延臻解釋說(shuō),我國出現的嚴重的霧霾天氣,其成分主要組成中有二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項,“如果使用地溝油等制備的生物燃油替代石化燃油,硫的排放減少,對減輕霧霾天會(huì )有些幫助。另外,如果將地溝油用作制備生物燃油,可減少流向百姓餐桌的危害。”
據了解,我國每年消費植物油1200多萬(wàn)噸,每年大中城市產(chǎn)生的地溝油或者餐飲廢油高達500萬(wàn)噸,這其中有相當大的一部分被不法商販經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的脫色、脫臭、脫酸處理之后作為食用油流入市場(chǎng),嚴重危害了消費者的健康。將這些廢棄油脂制成生物柴油后,在避免危害百姓身體健康的同時(shí),也改善了能源結構,保護了生態(tài)環(huán)境,一舉多得。
大范圍推廣任重道遠
2005年我國頒布實(shí)施的《中華人民共和國可再生能源法》將生物柴油劃入可再生能源的范圍,地溝油等廢棄油脂的利用有了政策上的引導。
“但在實(shí)際操作和技術(shù)層面仍然存在一些問(wèn)題,實(shí)現大范圍推廣任重道遠。”王延臻介紹,歐洲在15年前就已經(jīng)在柴油中添加生物柴油,并且制定了相關(guān)的補貼政策,鼓勵種植用于生物柴油生產(chǎn)的油料作物,煉油廠(chǎng)用生物原料生產(chǎn)的燃料達到一定的比例可以少交或免交碳排放稅,所以生物柴油在歐洲發(fā)展較快。“我國由于人口眾多,油料大多用于人畜食用,所以生物柴油的原料來(lái)源有限,地溝油雖然可以用于生物柴油原料,但大多企業(yè)收集加工后又返回餐桌,或者作為動(dòng)物飼料的原料,真正用于生物柴油的不多。這需要在立法上有所作為。”
“另外在技術(shù)上還需要進(jìn)一步的改進(jìn),酯交換法、加氫法等制備方法也并不是十全十美的。”王延臻說(shuō):“酯交換法一般采用液體強堿作為催化劑,如氫氧化鈉、氫氧化鉀等,反應活性高,成本低,但存在環(huán)境污染,難以連續生產(chǎn)。近些年許多研究者開(kāi)發(fā)了固體催化劑,但反應活性低,目前工業(yè)上尚未規模應用。加氫法存在的問(wèn)題是投資大,操作費用高。這些原因都限制了我國利用地溝油制備生物柴油的發(fā)展進(jìn)程。”
責任編輯: 中國能源網(wǎng)