Биогазолин - Википедия - Biogasoline

Биогазолин или же биобензин (Британский английский ) является разновидностью бензин произведено из биомасса Такие как водоросли. Как и традиционно производимый бензин, он состоит из углеводородов с 6 (гексан ) до 12 (додекан ) атомов углерода на молекулу и может использоваться в двигатель внутреннего сгорания. Биогазолин химически отличается от биобутанол и биоэтанол, как это спирты, а не углеводороды.

Такие компании, как Diversified Energy Corporation, разрабатывают подходы к получению триглицеридов с помощью процесса деоксигенации и риформинга (крекинг, изомеризация, ароматизация и производство циклических молекул) с получением биогазолина. Этот биогазолин должен соответствовать химическим, кинетическим характеристикам и характеристикам горения своего нефтяного аналога, но с гораздо более высоким октановым числом. Другие используют аналогичные подходы, основанные на гидроочистке. Третьи сосредоточены на использовании древесной биомассы и ферментативных процессов.

Структура и свойства

BG100, или 100% биогазолин, разработан таким образом, чтобы его можно было сразу же использовать в качестве замены для нефть -производный бензин в любом обычном бензиновый двигатель, и могут быть распределены в той же заправочной инфраструктуре, поскольку свойства соответствуют традиционному бензину из нефти.[1] Додекан требует небольшого процента октанового бустера, чтобы соответствовать бензину. Этанол топливо (E85 ) требует специализированных топливных систем и имеет более низкий энергия сгорания и соответствующие экономия топлива.[2]

Химическое сходство биогазолина позволяет ему полностью смешиваться с обычным бензином. Биогазолин также разработан, чтобы не требовать модификации топливной системы, в отличие от этанола.[3]

Сравнение с обычным топливом

ТопливоПлотность энергии
МДж / л		Воздух-топливо
соотношение		Удельная энергия
МДж / кг		Теплота испарения
МДж / кг		РОНПН
Бензин34.614.646.90.3691–9981–89
Бутанольное топливо29.211.236.60.439678
Этанол топливо24.09.030.00.92129102
Топливо метанол19.76.515.61.2136104

Производство

Процесс производства биогазолина
Процесс производства биогазолина

Биогазолин создается путем превращения сахара непосредственно в бензин. В конце марта 2010 года в Мэдисоне, штат Висконсин, была запущена первая в мире демонстрационная установка по производству биогазолина. Virent Energy Systems, Inc.[4] Вирент открыл и разработал метод, названный реформингом в водной фазе (APR), в 2001 году. APR включает в себя множество процессов, включая риформинг для получения водорода, дегидрирование спиртов / гидрирование карбонилов, реакции деоксигенирования, гидрогенолиз и циклизацию. Исходным материалом для APR является раствор углеводов, созданный из растительного материала, а продукт представляет собой смесь химикатов и насыщенных кислородом углеводороды. После этого материалы проходят дальнейшую обычную химическую обработку, чтобы получить конечный результат: смесь не кислородсодержащих углеводородов, которая, как они утверждали, была рентабельной. Эти углеводороды являются точными углеводородами, содержащимися в нефтяном топливе, поэтому современные автомобили не нужно переделывать для работы на биогазолине. Единственная разница в происхождении. Нефть топливо на основе нефти производится из масла, а биогазолин производится из растений, таких как свекла и сахарный тростник, или целлюлозной биомассы, которые обычно являются растительными отходами.[5]

Дизельное топливо состоит из линейных углеводородов. Это длинные прямые цепочки атомов углерода. Они отличаются от более коротких разветвленных углеводородов, из которых состоит бензин. В 2014 году исследователи использовали сырье из левулиновая кислота для создания биогазолина. Левулиновая кислота является производным целлюлоза материал, такой как стебли кукурузы, солома или другие растительные отходы. Эти отходы не нужно ферментировать. Сообщается, что процесс производства топлива недорогой и дает выход более 60 процентов.[6]

Исследование

Исследования проводятся как в академическом, так и в частном секторе.

Академический

Политехнический институт Вирджинии и государственный университет последние четыре года занимается исследованиями по производству стабильного биогазолина на существующих нефтеперерабатывающих заводах. В центре их исследования был срок хранения биомасла. Катализаторы использовали для удаления примесей из обработанных растительных сахаров. Исследователи увеличили это время с трех месяцев до года.[7]

Государственный университет Айовы исследователи используют в своих исследованиях тип ферментации. Сначала они образуют газовую смесь и подвергают ее пиролизу. Результатом пиролиза является био-масло, в котором часть, богатая сахаром, ферментируется и дистиллируется для получения воды и этанола. Но затем часть с высоким содержанием ацетата разделяется на биогазолин, воду и биомассу.[8]

Частный

Virent Energy Systems, Inc., которая расположена в Мэдисоне, Висконсин, совместно с Ракушка разработал метод превращения растительных сахаров из пшеничной соломы, стеблей кукурузы и мякоти сахарного тростника в биогазолин. Сахара превращаются в углеводороды, аналогичные тем, которые содержатся в обычном бензине, с помощью катализаторов.[9]

Экономическая жизнеспособность и будущее

Одна из основных проблем, с которыми сталкивается экономическая жизнеспособность биогазолина, - высокая первоначальная стоимость. Исследовательские группы обнаруживают, что нынешние инвестиционные группы нетерпеливы по поводу темпов развития биогазолина. Кроме того, экологические группы могут потребовать, чтобы биогазолин производился таким образом, чтобы защищать дикую природу, особенно рыбу.[10] Исследовательская группа, изучающая экономическую жизнеспособность биотоплива, обнаружила, что современные методы производства и высокая стоимость производства не позволят биогазолину быть доступным для широкой публики.[11] Группа определила, что цена биогазолина должна быть примерно 800 долларов за баррель, что они считают маловероятным с учетом текущих производственных затрат.[12] Еще одна проблема, препятствующая успеху биогазолина, - это отсутствие налоговых льгот. Правительство предоставляет налоговые льготы для топлива на основе этанола, но еще не предложило налоговых льгот для биогазолина.[13] Это делает биогазолин гораздо менее привлекательным вариантом для потребителей. Наконец, производство биогазолина может иметь большое влияние на сельское хозяйство. Если бы биогазолин стал серьезной альтернативой, большой процент наших существующих пахотных земель был бы преобразован для выращивания сельскохозяйственных культур исключительно на биогазолин. Это может уменьшить количество земли, используемой для выращивания продуктов питания для потребления людьми, и может уменьшить общее количество сырья. Это приведет к увеличению общей стоимости продуктов питания.[13]

Хотя могут возникнуть некоторые проблемы, связанные с экономической жизнеспособностью биогазолина, партнерство между Royal Dutch Shell и Virent Energy Systems, Inc., биотехнологической фирмой из Мэдисона, штат Висконсин, с целью дальнейшего исследования биогазолина является обнадеживающим знаком для будущего биогазолина.[14] Кроме того, многие страны проводят политику, увеличивающую использование биогазолина внутри страны, чтобы помочь снизить стоимость ископаемого топлива и создать больше энергетическая независимость.[14] Текущие усилия партнерства сосредоточены на улучшении технологии и обеспечении ее доступности для крупномасштабного производства.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ламоника, Мартин (14 января 2008 г.). «Новый энергетический акт для подпитки потока биогазолина.'". CNET. CBS Interactive Inc.
  2. ^ «Превращение сахара в бензин». BGT Биогазолин. 2006.
  3. ^ «Биогазолин - определение, глоссарий, подробности». Oilgea. Получено 1 декабря 2011.
  4. ^ Ондри, Джеральд (май 2010 г.). «Этот новый процесс производит биогазолин из углеводов». Химическая инженерия.
  5. ^ «БиоФорминг». Virent Energy Systems Inc. 2011.
  6. ^ Коксворт, Бен (6 февраля 2014 г.). «Биогазолин может присоединяться к биодизелю на насосах». Новый Атлас. Gizmag Pty Ltd.
  7. ^ ДеЛунг, Джошуа. «Превращение остатков деревьев в биогазолин». Energy.gov. Правительство США. Получено 1 декабря 2011.
  8. ^ «Программа гибридной обработки». Веб-сайт Университета штата Айова. Государственный университет Айовы. Архивировано из оригинал 10 декабря 2012 г.. Получено 1 декабря 2011.
  9. ^ «Вирент и Шелл запускают первый в мире завод по производству биогазолина». Virent Energy Systems Inc. 23 марта 2010 г. Архивировано с оригинал 25 июня 2016 г.. Получено 1 декабря 2011.
  10. ^ Айлот, Мэтью (24 сентября 2010 г.). «Забудьте о пальмовом масле и сою, микроводоросли - следующий большой источник биотоплива». Эколог. Получено 2011-11-22.
  11. ^ Том, Линдси. «Биотопливо, биопродукты и биопереработка». bcic.ca. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  12. ^ Гримли, Крис. «Пример использования водорослей». Наностринговая технология. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  13. ^ а б Внокуров, В. А .; СРЕДНИЙ. Барков; Л. М. Краснопольская; E.S. Мортиков (2 ноября 2010 г.). «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ. Технология альтернативных видов топлива». Химия и технология топлив и масел. 46 (2): 75–78. Дои:10.1007 / s10553-010-0190-y.
  14. ^ а б c Клэнтон, Бретт (3 апреля 2008 г.). «Биогазолин: множество возможностей». Хьюстон Хроникл. Хьюстон.

внешняя ссылка

Научно-исследовательские институты