生物炼制技术全文(5篇)

1生物精炼的现状

生物质是自然界中广泛存在的、数量最丰富的有机原料，是一种可再生资源，从农林资源到水生植物，甚至包括一些特定的工农业废弃物和城市垃圾。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是消耗量仅次于石油、煤和天然气等传统矿物能源的第四大能源，是人类赖以生存的、可再生的绿色能源。生物精炼(biorefinery)可最大化地利用生物质资源以满足人们对生物质产品和能源需求的，符合人类可持续发展的要求，目前主要包括生物发酵、提取分离、绿色制浆、热解、气化等技术。人类对生物质资源的利用已有几千年的历史，但往往效率低下、污染严重，随着石油化学工业的迅速发展，生物质资源的利用也趋于缓慢。然而，20世纪70年生中东战争引发的全球性能源短缺，以及人类对石油等资源的无节制开发利用所导致的传统矿物资源的日益枯竭，使人们开始重新重视包括生物质能源在内的可再生能源的开发利用研究，同时，由石油化工产业所带来的环境问题也使得我们开发利用环境友好的生物质产业有较好的前景［1］。生物精炼技术可以将生物质资源转化为各种生物质燃料、生物质材料、生物质化学品和生物质能源等，使生物质资源和能源得到充分、高效的开发和利用，同时又不造成对环境的污染;既满足人们当前对化学品、材料和能源等各方面的需求，又符合可持续发展的要求。图1是生物质精炼产业所生产的多样性产品数量的一种保守估计。如图2所示，生物精炼技术可实现生物质能源、生物质材料、生物质化学品、生物质燃料与生物质之间的可持续循环，是一项高效率、低成本、绿色无污染的技术［。20世纪70年代开始，生物质资源的开发利用已成为世界性的热点问题，其研究主要集中在生物质能源、生物质化学品和生物质材料的开发利用方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划:美国国会于2000年6月通过了《生物质研发法案》，2002年提出了《生物质技术路线图》，计划到2020年使生物质能源和生物质产品较2000年增加20倍，达到能源总消费量的25%(2050年达到50%)，每年减少碳排放量1亿t和增加农民收入200亿美元的目标;欧盟于1997年发表了白皮书《能源的未来:可再生能源》，2002年发表了绿皮书《欧盟能源供应安全战略》，计划到2020年欧盟的生物质燃料替代20%的化学燃料;其他国家，如中国、日本、印度、巴西等国也纷纷投入大量的人力和资金从事生物质资源的研究开发。美国现有100多个生物质乙醇工厂，2006年美国燃料乙醇产量已达约50亿加仑;欧盟是全世界目前生物柴油发展最好的地区，2005年欧盟生物柴油总产量已达320万t。2000年我国开始了燃料乙醇试点工作，目前年生产能力已达102万t，现已在东北三省、河南、安徽、河北、山东、江苏、湖北等省的27个地区完成乙醇汽油试点工作;中国林科院林化所在北京、安徽芜湖等地建立了年处理能力达几千吨的木材热解系统。这些都表明了生物精炼具有重要的经济价值和战略意义，是现实可行、环境友好的可持续发展之路。尽管如此，目前生物精炼仍主要处于研究和发展阶段，其大规模的工业化应用仍面临一些困难。

2生物精炼在传统制浆造纸工业中的应用

2．1传统制浆造纸工业模式所面临的问题

传统制浆造纸企业就是一些以大量生产传统产品，如纸浆、纸板或其他纤维素产品的企业，它们的主要特点是输入的原料量和化学品很多，所消耗的能源巨大。然而，它们唯一的产出物只是纤维素类产品，原料的利用率低，能源的使用效率也较低，同时还产生大量的污染物和废弃物，如不加以处理，将会对生态环境造成巨大的负面影响。由于优良制浆造纸原料的短缺、石油等传统资源价格的持续上涨，劳动力成本的上升，以及全球化竞争所带来的巨大压力，传统制浆造纸企业面临着前所未有的困难。一些企业纷纷采取了各种措施，如发展高得率的制浆造纸技术、促进林纸一体化、国外建造工厂降低生产成本以及开拓新的市场空间来摆脱这种困境，并收到了一定的成效。然而，这些并不能从根本上改变传统制浆造纸企业对原料、资源和能源的严重依赖性，也不能彻底改变对生态环境造成的负面影响。工厂将原木转变成基于纤维素的制浆造纸产品的这种老的商业模式已不适用。目前，欧洲、北美的一些企业，如UPM、IP、Georgia－Pa-cific等，都已经制定了从传统制浆造纸厂转型为生物质精炼厂的战略。在未来，几乎每个北美的制浆造纸厂都将生产生物质汽油、生物质酒精等高附加值产品。

2．2未来的生物精炼制浆造纸厂

随着生物精炼技术的提出和发展，传统制浆造纸企业有机会利用这项新兴技术转型为集约化的生物精炼厂以生产生物质燃料和生物质化学品，并且能够继续生产出传统的制浆造纸产品，在减少环境污染和提高能源使用效率的同时从林业生物质资源中获得最大收益。它们的主要特点是消耗的能源较少，不需要化石能源，而产出物多，原料资源的价值最大化地被利用，同时污染物和废弃物的排放量也显著减少，基本不会对生态环境造成较大的负面影响。是一家典型的现代化生物精炼制浆造纸厂的模式［4］。一些公司，如Potlach和AlabamaRiver将首先利用生物质气化技术来发热发电并最终生产出液体运输燃料和化学品，这也将取代工厂对天然气和化石燃料的需求。接下来，工厂会将气化技术用于制浆黒液的处理上。其它一些公司也正积极地将已倒闭的工厂转型为现代化的生物精炼制浆造纸厂，如Georgia－Pacific公司将把在缅因州的工厂转变为一个基于纤维素的生物质燃料厂。在制浆造纸领域中应用生物质精炼，可以将传统的化学浆厂变成集约化的生物质精炼厂，除了生产浆料，还可以生产高附加值的产品，如乙醇、碳纤维、聚合物、煤油和生物柴油等，这些产品都来自于半纤维素和木质素，而不是来自于纤维素。这些生物质原料主要包括禾本原料、木质原料和农林作物，而聚糖和木质素又广泛存在于这类可再生的原料中，这使得现代化的生物精炼厂可以与传统的石油精炼厂相当。在石油工业中，通过传统精炼所得到的化学品的量只占总产出量的5%左右，而其他的都被用于生产运输燃料和能源。同石油精炼一样，日用化学品需求和运输燃料间的平衡也是生物精炼的一个重要方面，有些观点认为，生物精炼厂不应该改变这种比例。市场对生物质燃料和能源的巨大需求，将使制浆造纸工业有潜力成为最主要的生物质燃料供应商。

摘要：离子色谱是HPLC高效液相色谱的一种，主要用于分析液相中阴阳离子。离子色谱是目前应用十分广泛的一种检测方法，通过检测液相样品中的卤素、硫酸根、硫代硫酸根等阴离子，可以完成废水排放达标检测、石油化工样品质量检测、食品安全检测、冶金工艺水样检测等质量控制工作，离子色谱法已经成为工艺控制部门的常用技术之一。石油化工是石油化学工业的简称，以石油为原材料，通过裂解、分离等途径获得一系列石油产品和石油化工产品，如甲醇、甲醛、乙醇等。石油化工是现代工业体系中十分重要的组成，诸多生产生活的原材料都是从石油化工工厂中产出的，同时，石油化工也是废水、废气排放的主要源头，为了避免造成大面积的环境污染，控制石油化工废水废气排放质量势在必行。本文从离子色谱在石油化工领域的应用入手，进行分析和探讨。

关键词：离子色谱；石油化工；应用

在石油化工领域中，测定某种离子的含量通常是探究地层中剩余油饱和度、油气之间物质、油田水受干扰情况等环节中常用的方法。传统的石油化工系统中沿用多年的是相对复杂、烦琐的化学分析方法，比如，重量法、原子吸收法等，不仅离子间相互干扰严重准确度还不高。离子色谱法的应用能够有效提高石油化工领域中对阴阳离子的检测灵敏度和准确度，并且可以直接测得一价阳离子含量，阴离子测定范围也有所扩大，是石油化工领域中重要的技术之一。

1离子色谱法概述

离子色谱法是一种用电导检测器连续检测离子交换树脂分离出的物质电导变化的色谱方法，利用的是离子能够被分离、检测的特点。离子色谱法根据不同的离子分离方式可划分为HPIC离子交换色谱法、HPIEC离子排斥色谱法、MPIC离子对色谱法。随着研究的不断深入，离子色谱法的检测范围已经从无机阴阳离子扩大至糖类、氨基酸、蛋白质、生物碱等有机物，甚至逐渐进入法医学领域。随着离子色谱法的应用范围逐渐扩大，离子色谱法的前处理环节也进行了相应的改变，从简单的转化、浓缩、富集转为将液相处理成能够满足离子色谱法应用要求，能够保护色谱柱，能够将有机元素转化成无机阴阳离子。离子色谱法有其他分析测定方法没有的优势：检测速度快、灵敏度高、选择性优秀、可以同时测定多种离子化合物、稳定性高。离子色谱法用于常见阴阳离子的分离和测定，比如，氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子等常见阴离子和锂、钠、铵根离子、钾、镁、钙等常见阳离子的检测耗时通常在10min以内。离子色谱法的检测浓度范围在ug和mg之间，比如，当进样量为50uL时，可检出离子的最小范围是10ug/L。离子色谱法可以通过不同的分离、检测系统来完成有机、无机阴阳离子的选择性检测，大多数液相检测中前处理环节只需要做稀释和过滤，只有少数情况复杂的检测才需要做额外处理。在离子色谱法中，苯乙烯、二乙烯苯聚合物是常见的填料，这种树脂填料在高pH值范围内也能够保持很好的稳定性，不会因为强酸或强碱淋洗液而出现化学变化，因此，应用范围广，结果产出稳定性高。

2离子色谱法在石油化工领域的应用分析

离子色谱法在石油化工领域的应用范围主要是油气田的勘探开发、油田水分析等环节。

摘要:结合中国石油大学(北京)的特色，提出并建设能源化学工程专业认知实习的课程设置、教学内容、实习基地和教学改革等尝试，不断拓展认识实习的内涵。经过5年的探索和实践，建立了依托于中国石化北京燕山分公司，面向石油化工、天然气化工和化工中间体生产，将课堂教学、仿真实习与现场实习相结合的实习教学方法，进而提高学生的工程素养的培养。

关键词:能源化学工程;认知实习;能源特色

1结合办学培养目标确立认知实习教学内容

中国石油大学(北京)能源化学工程专业结合近5年的办学经验和学校的石油特色，提出了本专业的培养目标是培养适应国家建设和科学技术迅速发展需求的，德智体美全面发展的，厚基础、宽专业、强能力、高素质、具有国际视野和创新思维的，掌握化石与可再生能源生产、高效清洁转化利用过程中的基本理论、基本知识、基本技能以及化学加工技术，掌握企业能效评价、过程能量优化等技术，掌握能源化工过程设计技能的，能在煤化工、生物化工、石油天然气化工、新能源领域等行业从事化工生产、生产管理、技术管理、化工用能评价、过程设计、技术开发、科学研究等工作的优秀专门人才。我校能源化学工程专业，主要围绕“油气”资源转化，关注学生在石油、天然气和煤化工以及新兴的生物质和新能源化工等领域的实践能力的培养。因此，如何设置适合能源化工领域的实践课程，着力培养学生工程素养和面向实践的创新意识和能力，是对我校能源化学工程专业认知实习课程体系建立的要求。传统的化学工程与工艺专业的认知实习，主要是为后续学习《化工原理》核心课程准备［1－5］。而我校能源化学工程专业认知实习，既服务于后续的《化工原理》课程，还为后续学习的《石油炼制工程》、《煤化学转化工程》和《天然气处理与转化工程》等三门专业核心课程打基础。因此，认识实习课程内容多元化显得尤为重要。例如，同时开展针对典型化工生产车间、石油炼制车间和煤化工车间的认知实习，让学生既能对化工生产过程中的设备和单元操作有初步的认识，同时又能够初步了解能源化工和环境化工领域的主要生产流程。而这种多元化的教学内容，一般只能通过炼化一体的能源化工企业的实习实践才能满足相应的要求。

2能源化学工程专业实习基地的建设

从专业学习的角度分析认知实习，可以发现认知实习的时间、成本以及实习单位地理位置等因素都是影响和制约认知实习教学工作深入的主要因素。因此，建设一个合适的实习基地是决定整个实习能否顺利进行的关键因素，稳定的实习基地的建设不仅可以为学生提供实习场所，同时有利于指导教师熟悉情况。中国石油大学(北京)的行业特色决定学校与石油相关的企业存在天然亲近的关系。我校化学工程学院与中国石化北京燕山分公司，北京石油化工学院的燕山分公司实习基地长期合作，建立了集中式的实习基地。通过实际调研发现，中国石化北京燕山分公司既能满足石油炼制车间和精细化工车间的认知实习，同时，中国石化北京燕山分公司又拥有天然气制氢车间，硫磺回收和污水处理车间等能满足煤和天然气化工、环境化工领域的实习。为此，我校化学工程学院通过加强与中国石化北京燕山分公司科研合作、聘任企业专家到学校做兼职导师等方式，与中国石化北京燕山分公司集团建立了长期稳定的集中式认知实习基地等。

3能源化学工程专业认知实习教学体系的构建

前言

化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展，也为人类社会作出了重大的贡献，同时伴随而来环境污染问题越来越严重，因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想，通过在化学工业生产过程中，在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应，同时使整个反应具有高选择性，进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的，必须在化工行业推行清洁生产，实现零排放，把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题，通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨，从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”，绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中，并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。

2绿色化学工程与工艺的开发

早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”，开发了多种环境保护手段，如：水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等，对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步，环境污染的速度远远快于治理环境污染速度，并且治理环境污染的费用不断增加，而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺，采用无毒、无害的原料，在无毒、无害的反应条件下进行，使反应具有高选择性，最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产，实现零排放，实施绿色化工生产，从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。

2.1原料的绿色化

在化学产品生产中，原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一，绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标，选用可再生资源作为绿色化学原料，如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物（各种海草）和城市废弃物（报纸、天然纤维）采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料，在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品，整个过程清洁无污染，这都是绿色原料应用的典型。

2.2催化剂的绿色化

摘要：现在,在科技的促进下,一些工业技术得到了很大的发展,这样就对化工材料的节能提出更高层次的要求。在化学行业中，绿色化学工程与工艺的运用起到了非常大的节能作用，该工程与工艺主要是对化学生产中的资源浪费、环境污染等现象进行有效处理，从而就可以很大程度降低化工材料对环境的污染，也能大大提高能源的利用效率。基于此，本文主要对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行了分析。

关键词：绿色化工工程；化工工业；节能；促进作用

对于化工来说，其是促进社会和物质文明发展的关键，并且为人类做出了非常大的贡献。与此同时，环境污染问题也日益严重，这样就需要采取相应的措施进行解决。而绿色化学工程与工艺是利用科学有效的方法和材料等进行处理，不仅大大提升了生产的利用效率，还很好的解决了存在的污染问题，因此，其对化工节能就有很大的促进意义。

1绿色化学工程与工艺的开发

1.1采用绿色化学原料

在进行化工生产的过程中，原材料是一个重要的影响因素，针对传统化工生产，使用的原材料绝大部分都是不可再生能源，这样促使我国不可再生能源消耗大大提升，也造成污染物质的排放量有了很大增加，从而导致污染问题日益严重。而采用绿化化学原材料，例如：芦苇、苞米杆等，可以促使它们转化为酮、醇以及酸类等多种类型的化学产品，并且在进行转化的整个过程中，原材料既会产生一定含量的氢气，又不会生成有毒和有害的物质。因此，在化工生产中，绿色化学原材料得到了非常广泛的应用。

1.2提高化学反应的选择性