ההשפעה של אינטגרציה של דלק ביולוגי על תהליכים סרבים

ההשפעה של אינטגרציה של דלק ביולוגי על תהליכים סרבים

הנוף האנרגיה הגלובלי עובר טרנספורמציה עמוקה כמו דחיפה לעצימות פחמן.אחד הביטויים המוחשיים ביותר של שינוי זה הוא שילוב של דלק לתוך תעשיית הפחתת הנפט. בעוד עדיין זרם מיעוט באספקת דלק כוללת, דלק ביולוגי כבר מעצב מחדש את פעילות הזיקוק, כלכלה וטכנולוגיה. מאמר זה בוחן את ההשפעה הרבת של דלק ביולוגי והפעלה מחדש של תהליכי בקרה מתקדמים, ללא שינוי חיוני כדי לייעל את תהליכי ייצור דלק או ניתוח סופי.

דלקים ביולוגיים עברו מתחליפי נישה לרכיבים של דלקי תחבורה באזורים רבים.ה-FLT:0 (Renewable Fuel Standard) (RFS)BuildFLT:1 בארצות הברית, ה-FLT:2 נגיעה בהוראת אנרגיה מתחדשת (RED II)FLT 3: באירופה, ומדיניות דומה במדינות כמו ברזיל ו India דורשת כמויות גדולות של דלק ביולוגי כדי להתמזג מחדש לתהליכי דלק מורכבים ודלקים מורכבים, אשר יהיו מעורבים בין רכיבים מאוזנים.

הבנה של דלק ביולוגי: סוגים ודרכי ייצור

כדי לתפוס את ההשפעות על מיצוי, עליך קודם כל להעריך את המגוון של דלק ביולוגי.לא כל דלקי הביו מיוצרים שווים, ואת המאפיינים הכימיים והפיזיים שלהם לקבוע כיצד הם אינטראקציה עם זרמי הזיכוך וציוד.

דלק ביולוגי ראשון

הסוגים הכי מבוססים כוללים:

• (FLT:0)EthanolveFLT:1) המיוצר על ידי תסיסה סוכרים תירס, סוכרקני או גידולים אחרים.זה בדרך כלל מעורבב עם בנזין בריכוזים עד 10% (E10) או 15% (E15) בכלי רכב סטנדרטיים, עם תערובות גבוהות יותר בשימוש במנועי דלק גמישים (E85) הוא קוטב מאוד, יש דירוג גבוה, המכיל חמצן, המכיל תכונות של דלק, אשר יש שינויים.
• (FLT:0Biodiesel (FAME)FIRLT:1 ; ester חומצה שומני נגזר משמן צמחי, שומן בעלי חיים, או בשימוש שמן בישול באמצעות גלגולים. Biodiesel הוא מעורבב עם דיזל נפט, בדרך כלל ב 5% (B5) עד 20% (B20) יש לו שפע גבוה יותר, אבל תכונות זרימה קרות יותר והוא נוטה יותר לחמצן מאשר דיזל קונבנציונלי.
• (FLT:0) חידוש דיזל (שמן צמחי מרפא, HVO)BuildFLT:1 - המיוצר על ידי הידרופטה של שמנים צמחיים או שומנים, מניב מוצר זהה מבחינה כימית לדלק.דלק זה "דרופ-אין" יכול לשמש בכל פרופורציה ללא שינויים, מה שהופך אותו יותר ויותר לטובת פעוטות.

דלקים מתקדמים וחדשים

(שני-שלישי) דלקים ביולוגיים משתמשים במזונות שאינם מזון כגון ביומסה ליגנוקולוסית (גורים חקלאיים, שבבי עץ), אצות, או פסולת מוצקה עירונית.FLT:0) אלגוריתמים אלנולוליים (FLT:1 ו-FLT:2biomas-to-liquids (Bt) דלקים 3DValphs) לעומת זאת, הם בעלילימים מסחריים ושילובם של דלקים מסחריים.

מינהל המידע של האנרגיה האמריקאית (ראה FLT:0) דלק ביולוגי נתונים של EIAFLT:1) עוקב אחר מגמות ייצור, מראה צמיחה יציבה ביכולת דיזל מתחדש, אשר ישירות מתחרים עם ייצור דיזל נפט ב הידרופלילרים הקיימים.

מיזוג ואתגרי תאימות

יצירת דלק ביולוגי עם מוצרי נפט אינה רק עניין של ערבובם במיכל.בעיות תאימות נובעות מהבדלים במבנה כימי, תנודתיות, קוטביות ויציבות.

Gasoline-Ethanol בלדות

החוצפה של אתנול למים מחייבת לנהל לחות בזהירות.מים יכולים לגרום להפרדה בשלב בתערובת בנזין-תנול, המוביל לקורוזיה ונזקי מנוע. כתוצאה מכך, מסופי דלק וזיקוקים חייבים להתקין אחסון ייעודי, מערכות יבשה, צינורות נפרדים עבור בנזין אפיל-מחץ (Ricol-blended בנזין) אך לעתים קרובות משפיע על התנודתיות של תערובת גם עם Ethanol, הדורשת התאמות אלה (Rane) כדי לענות על מנת לענות על מנת למנוע את מגבלות דלק (Rane).

Diesel-Biodiesel בלנדס

ביודיוזל (FAME) יש תכונות זרימה קרות עניות: הוא ג'ל בטמפרטורות גבוהות יותר מאשר דיזל שמן.לרוץ עשוי לדרוש שימוש של משפרי זרימה קר או להגביל את רמת התערובת באקלים קר יותר. Oxidation יציבות הוא עוד דאגה, כמו ביוזל מתפזר מעל הזמן, יצירת חניכיים ומשקעים שיכולים לסינון ו-Rejectors חייב להבטיח כי יש צורך בתנאי אחסון מתאימים כמעט למזג אוויר (אוקסדיזל) מפני שכמעט ולאשרומים מתאימים.

תאימות

(Pipelines, מיכלי אחסון וציוד פיזור המיועד לדלקים קונבנציונליים עשויים לדרוש שינויים בעת טיפול בדלקים ביו-איים. Elastomers ו-Elastomers ו-Esle יכול לנפח או לטבול במגע עם Ethanol או ביו-diesel, מה שמוביל לדלפות.the National Renewable Energy Laboratory (FLT:0NREL biorols ResearchFLT:1) מספק הנחיות נרחבות חומרים ו-Catedials כדי להחליף , ו-to-to-Fiated.

התאמת תהליכים בסירוב פעולות

מעבר למיזוג, עיבוד ישיר של שמנים המבוססים על ביולוגית ביחידות הזיכוך הקיימות הוא מגמה גוברת. הידרופלינטים, סדקים קטליטיים נוזליים (FCC) יחידות, ואפילו סוחרי יכול להיות מותאם לעבד הזנות מתחדשות לצד שברירי שמן גולמיים.זה דורש ניהול קפדני של תנאי תהליך וזרזים.

טיפול ב- Bio-Oils

מקררים עם הידרופרנטים קיימים יכולים לעבד שמנים צמחיים, שומן בעלי חיים, או שמן בישול משומש לייצר דיזל מתחדש.התהליך כרוך מימן כדי להסיר חמצן (ייצור מים), כמו גם ריצוף של אג"ח כפול: טמפרטורה 300-400 מעלות צלזיוס, לחץ 50-100 בר, עם sulfided NiMo או CoMos. התוכן של דלק כימי ( 10-15%) צריכת תגובות דלקתיות פוטנציאליות דלקתיות, בנוסף לדלקתיות מזיקה, או זרז, תוספת ירידה במשקל.

Fluid Catalytic Cracking (FCC) של Bio-Feedstocks

(בשיתוף של שמן ביולוגי ביחידה FCC יכול לייצר בנזין מתחדש ו-olefins. עם זאת, שמנים ביולוגיים הם מאוד חמצן ומכילים מגוון קבוצות פונקציונליות המשפיעות על התנהגות סדקים.הם נוטים לייצר יותר קוקה ופחות בנזין מאשר הזנות גז קונבנציונליות, המשפיעות על מאזן החום של החיצר והמוצר הניבוע.

יחידות אימגום ואלקלילציה

רכיבי דלק ביולוגיים יכולים גם להשפיע על יחידות זרם כגון אטומיזציה (שימוש כדי להגביר את האורטונית בתנומה קלה) ו- alkylation.נוכחות של חמצן או תרכובות לא רוויות עלולות להרעיל זרז או לשנות מסלולי תגובה. in isomerization, להאכיל preטיפול להסרת מים וחמצן הוא קריטי.

מזון Sourcing ואיכויות

אחד האתגרים הגדולים ביותר זיכוף הפנים הוא הכדאיות של הנקה ביולוגית.בניגוד שמן גולמי, אשר עקבי יחסית בכיתה נתונה, שמן ביולוגי להשתנות במידה רבה בהתאם לסוג הזנה, העונה ושיטת עיבוד.

מוטציות ב-Bio-Feedstocks

שמנים בישול בשימוש לעתים קרובות מכילים רמות גבוהות של חומצות שומן חינם (FFAs), מים, וזיהומים מוצקים.שומן בעלי חיים יש תוכן שומן רווי גבוה, המוביל נקודות ענן גבוהות יותר בדלק הסופי. Algal שמנים מכילים שומנים מורכבים ועשויים להיות כלורופיל או תרכובות חנקן המשפיעים על פעילות זרז.מקרר חייב ליישם בדיקות ניזונים חזקים ושילוב אסטרטגיות כדי לשמור על איכות עקבית.

שינויים עונתיים וגיאוגרפיים

ייצור שמן צמחי משתנה עם עונת הקציר - לדוגמה, שמן סויה מאזורים שונים יש ערכים של יוד (דרגה של חוסר רוויה) זה משפיע על צריכת מימן ותכונות מוצר.מקררים כי מעבדים רבים של תוספי bio-stocks צריכים שליטה תהליך גמיש כדי להתאים לריאציות כאלה.

משרד החקלאות האמריקאי (ראה FLT:0); תוכניות דלק ביולוגיות של USFelo 1FLT) מספק נתונים על זמינות ותמחור של הזנה, אשר משפיעים ישירות על כלכלת הזיקוק.

נהגי כלכלה ומדיניות

המקרה הכלכלי של אינטגרציה ביו דלק תלוי במידה רבה בתמריצים ממשלתיים, באשראי פחמן ובמחיר השונה בין חלופות מתחדשות ומאובנים.

מספרי זיהוי מחדש (RINs) וקרדיטים

בארצות הברית, RFS יוצר שוק עבור RINs, אשר הם זיכויים קבועים כי הצדדים חובה (refiners, יבוא) חייב ליצור או לרכוש כדי לעמוד במנדטים. Co-מעבדים bio-stocks מאפשר לחדדים לייצר RINs עבור החלק המתחדש של הדלק, תוך כדי פיזור גבוה יותר של מאגרי ביו-חמצני בהשוואה לנפט גולמי.

עלויות ההון ל-Refits

שינוי זיכוך לטיפול בדלקים ביולוגיים דורש השקעה הון.ההערכות משתנות במידה רבה בהתאם להיקף: הוספת הידרופרטור ייעודי עבור דיזל מתחדש יכול לעלות 100-500 מיליון דולר; תשתיות פשוט יותר של מיזוג עלולות לעלות 5-20 מיליון דולר. סירוב חייב להעריך תקופות תשלום, לעתים קרובות להסתמך על שילוב של הכנסות ריבון, זיכויי מס (כגון אשראי מס של בלנדר או נמוך דלק פחמן סטנדרטי אשראי), ומחיר נמוך של פחמן נמוך של פחמן נמוך של סיכון פחמן נמוך.

השפעה על סירוב מרטינס

דלק ביולוגי אינסטלציה יכול לשפר את שולי הזיקוק הכוללים אם נעשה ביעילות. דיזל מתחדשת יש מספר צ'אטאן גבוה יותר וניתן למכור כמוצר פרימיום. Co-מעבדה יכול גם להפחית את עוצמת הפחמן הכוללת, אשר עשוי לאפשר לחדדים למכור זיכויים תחת תקני דלק פחמן נמוכים (למשל, שמן פחמן נמוך של קליפורניה, LCS).

שיקולים סביבתיים ומחזוריים

הדחף העיקרי לשילוב דלק ביולוגי הוא גז חממה (GHG) ניתוח מחזור חיים (LCA) משמש לכמת פליטות נטו, בהתחשב בייצור הזנה, תחבורה, עיבוד ושימוש קצה.

יתרונות פחמן

דלק ביולוגי יכול להפחית את פליטות מחזור החיים של 50-90% בהשוואה לדלקים, בהתאם לשיטת ההזנה והייצור.לדוגמה, אתנול תירס בדרך כלל משיגה כ-40-50%, בעוד שהאלנול התאואולי יכול לעלות על 80%.אבל, שינוי ללא תשלום קרקעי עקיף (ILUC) נשאר בעיה שנויה במחלוקת, שעלולה לגרוע מהטבות מסוימות.

המונחים: amissions Allocation

כאשר קרנות ביו-נפט מעובדות עם הזנות מאובניות, הקצאת פליטות בין החלקים המתחדשים והמאובנים חייבת לעקוב אחר מתודולוגיות עקביות (למשל, איזון המוני או הקצאת אנרגיה) זה קריטי לקביעת עוצמת הפחמן של הדלק הסופי.סרינס חייב לשמור על מאזן מסה מפורט ושרשרת הסמכה לטעון תוכן מתחדש.

השפעות סביבתיות אחרות

ייצור דלק ביולוגי יכול להשפיע על השימוש במים, הפריה פריף, ומגוון ביולוגי של המקרר עשוי להיות צורך לאמץ מדיניות רכש בר קיימא לעסוק עם ספקי מזון כדי להבטיח מיקור אחראי (IQFLT:0 EPA RFS פרטי התוכנית מפרטת FLT:1) קובע התחייבויות נפח מתחדשות (RVOs) ואכיפת סטנדרטים סביבתיים על פני שרשרת האספקה.

עתיד Outlook וטכנולוגיות מתפתחות

קצב האינטגרציה של דלק ביולוגי הוא מאיץ, מונע על ידי מדיניות אקלים קפדנית יותר, התחייבויות אפס נטו ממגמות נפט, וחדשנות טכנולוגית.

Drop-in bioדלקים ו- Advanced Conversion

המגמה היא לעבר דלקים ביולוגיים (למשל, דיזל מתחדשים, דלק תעופה בר קיימא או SAF) הדורשים שינויים בתשתיות.טכנולוגיות כגון הידרו-מעבדינג, Fisher-Tropsch synthesis, ו- Catalytic pyrolysis הם מטבוליטים. דלקים אלקטרוליטיים (דלקים) אשר משלבים פחמן2 עם מימן ירוק הם גם צוברים תשומת לב, למרות שהם יקרים עדיין לפתח מטבוליטים, אפילו לכמויות ביולוגיות.

שילוב עם לכידת פחמן ואחסון (CCS)

צריכת אנרגיה ביולוגית עם פחמן לכידת ואחסון (BECCS) יכול להשיג פליטות שליליות.מקררים המייצרים דלקים ביולוגיים ולכידת CO2 ממחלה או עיבוד יכול לייצר זיכויים להסרת פחמן, יצירת זרמי הכנסות חדשים.זהו תחום של מחקר פעיל והדגמה.

אתגרים ל-Salability

זמינות Feedstock היא המגביל האולטימטיבית.גם עם דלקים ביולוגיים מתקדמים, סך כל ההיצע הפוטנציאלי של ביומסה בת קיימא מוגבל.תחרות שימושים (מזון, מזון, מוצרי ביו-מוצרים) וזמינות הקרקעית פירושה כי דלקים ביולוגיים יכולים לטפל רק בשבריר של הביקוש לדלק תחבורה גלובלי. לכן, שילוב דלקים ביולוגיים לתוך זיכופים הוא הטוב ביותר נתפס כחלק מאסטרטגיה של פחמן רחב יותר הכולל יעילות, אופטימיזציה סינתטית, דלק, דלק, דלק.

קובעי המדיניות דוחקים למנדטים גבוהים יותר – האיחוד האירופי הציע להגדיל את יעד האנרגיה המתחדשת ל-45% עד 2030, עם קבלני תת-טרנטיים ספציפיים לדלקים ביולוגיים מתקדמים.מקררים שמשקיעים מוקדם ביכולות עיבוד גמישות ומזינים פחמן נמוך יהיו ממוקמים טוב יותר להסתגל לשינויים רגולטוריים אלה.

תרגול הטוב ביותר עבור מקררים

בהתבסס על ניסיון בתעשייה, כמה שיטות טובות יותר מופיעות עבור הזיקוקים המשלבים דלקים ביו-דלקים:

• (FLT:0)Conduct יסודי הזנה של הזנות יסודית (Feloph:1) כדי להבין את הזמינות בתוכן חמצן, פרופיל חומצה שומני, לחות, וחוסר מנוחה.
• (ב) [15] ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]
• (FLT:0)Optimize ניהול מימן ניהול 1FLT) על ידי הערכת הזדמנויות לשיקום מימן, יבוא או על-ידי דור (למשל, אדים מתאן רפורמה עם לכידת פחמן).
• (FLT:0)Use Advanced ProcessBuildal ControlFLT:1 כדי לנהל פרופילי טמפרטורה כור, ולהימנע מתופעות לוואי מפלט במהלך הידרודוקסגנס.
• (FLT:0)Plan לשינויים עונתיים FLT:1 בתכונות זרימה קרות על ידי ערבוב ביודיוזל עם דיזל בסיס גבוה יותר או שימוש בתוספים.
• (ב) ,0) שיתוף עם קיימות מחוקקים 1 (FertifiersFIRLT) כדי להבטיח עמידה בדרישות איזון המוני ולהוות לאשראי LCFS.
• (ב) ⁇ :0) ביצוע זרז של מוניטור (Monitorזרז ביצועים) 1:1 קרוב, כמו הנקה ביולוגית יכול להאיץ את הפענוח עקב פיזור מתכת או קידוד.
• (FLT:0) עיבוד משותף ב FCCIRFLT ( 1:1 בהורדת קצב ההזרקה ראשונית נמוכה (למשל, 25% של מזון) לפני שמדפיח כדי להבין שינויים בתשואות ואפקטים של איזון חום.

מסקנה

השילוב של דלק ביולוגי למחזור נפט כבר אינו פעילות שולית אלא צורך אסטרטגי עבור רבים הזיכונים. זה מביא את שתי ההזדמנויות - הכנסות חדשות מאשראיים מתחדשים, שיפור עוצמת הפחמן, וגוון המוצר - ואתגרים הקשורים לזמינות מזון, תהליך תאימות, ובטיחות הון סיכון גבוה יותר של יעילות פיתוח של יעילות של פיתוח דלק ביולוגי, פעולות גמישות, ותפיסת ברור של מדיניות פיתוח אווירי פחמן, כמו גם שיפור יעילות יותר של יעילות של טיפול יעיל יותר של דלק יעיל יותר של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות יותר של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות וניהול יעיל יותר של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות וניהול אנרגיה יעילה יותר של יעילות של יעילות וניהול אנרגיה יעילה יותר של יעילות וניהול יעיל של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של יעילות של פיתוח אנרגיה ביולוגית, ייצור אנרגיה ביולוגית, ייצור אנרגיה, יגרורת דלק, יהיה הבנה עמוקה של יעילות של יעילות, ייצור אנרגיה ביולוגית, ייצור, ייצור, יעילה יותר של פיתוח טכנולוגיות כימיה, יעילה יותר של יעילות של פיתוח אנרגיה יעילה יותר של יעילות, וטיפוח, ייצור אנרגיה, ייצור אנרגיה יעילה יותר