燃料乙醇的生產(chǎn)及應用概況

第34卷第3期化工設計通訊Vol 34 No. 320089A Chemical Engineering Design Communications Sept2008燃料乙醇的生產(chǎn)及應用概況李仲來(lái)1,魏明華2(1.山東省化工規劃設計院濟南250013;2.濟南市產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗所,濟南250013)摘要:簡(jiǎn)要介紹了燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應用概況。關(guān)鍵詞:燃料乙醇;生產(chǎn);應用中圖分類(lèi)號:TQ223.12+2文獻標識碼:A文章編號:1008-6490(2008)03-0053-0899.2%(v/v)以上的無(wú)水乙醇。這種經(jīng)過(guò)變性處理后0引言的乙醇,也稱(chēng)變性燃料乙醇,不能食用,僅能用于調配車(chē)用乙醇汽油。其質(zhì)量標準見(jiàn)表1。21世紀面臨著(zhù)能源問(wèn)題的嚴峻挑戰。全球化石表1變性燃料乙醇質(zhì)量標準(GB18350-2001)油資源供應日趨緊張,原油價(jià)格持續在高位運行;同時(shí),化石燃料的大量使用,使得生態(tài)環(huán)境負荷日益加清澈透明,無(wú)肉眼大。世界各國相繼把替代能源的發(fā)展作為實(shí)現經(jīng)濟可見(jiàn)撻浮物和沉物%(v/v)可持續發(fā)展的重要能源政策水分近年來(lái),由于石油、天然氣、煤炭等能源的過(guò)量開(kāi)≤0.5,中國也已面臨嚴重的能源危機,尋找新型可替代實(shí)際膠質(zhì)≤5.0無(wú)機氯(Cl-)L能源,成為中國未來(lái)能源戰略的關(guān)鍵。2006年月1酸度(以乙酸計)日起實(shí)施的《中華人民共和國可再生能源法》中,燃料≤0.086.5-9.0乙醇作為再生能源成為政府重點(diǎn)推廣的新型能源。在國際原油價(jià)格高、國內對石油需求量日益大增的情注:1.燃桿乙醇的密度為0.7893-0.7981g/cm3;2燃料乙醇與況下,燃料乙醇的推廣和普及對替代和緩解中國石油變性利的體機混合比為102005單支性劑在支法燃料乙醇中的不足具有重要意義。含量為1.96%~4.76%(v/v)。1燃料乙醇與車(chē)用乙醇汽油2應加入有效的金屬腐蝕抑制劑乙醇,俗稱(chēng)酒精。分子式:C2H5O,結構式:CH添加變性劑后的燃料乙醇,與無(wú)鉛汽油按一定比CH2-oH。燃料乙醇是將乙醇通過(guò)專(zhuān)用設備、特定例混配成的乙醇汽油,是一種新型綠色環(huán)保型燃料脫水工藝并加入一定量的變性劑,生產(chǎn)出含量在—4H中國煤化工比為15%~20%收稿日期:2008-06-22CNMHG作者簡(jiǎn)介:李仲來(lái)(1937-)高級工程師,1962年畢業(yè)于山東化工學(xué)院,從事化匚設計和技術(shù)情報工作化工設計通訊第34卷時(shí)燃料可保持其原有動(dòng)力性,也不必對發(fā)劬機作什徹底解決了普通汽油燃燒不完全所形成的碳粒積聚么改進(jìn)。但如果是含水乙醇,則難于解決含水乙醇與問(wèn)題能有效地預防和消除發(fā)動(dòng)機燃燒室、氣門(mén)、火花汽油相分離的問(wèn)題。所以要將乙醇變性為無(wú)水乙醇。塞、排氣管、消聲器等部位積碳,避免了因積碳而引起車(chē)用乙醇汽油是指在不含甲基叔丁基醚的故障保證了發(fā)動(dòng)機在設計的工作點(diǎn)上工作,延長(cháng)(MTBE)含氧添加劑的專(zhuān)用汽油中,按體積比加入一了發(fā)動(dòng)機的使用壽命。定比例(我國目前暫定為10%)的變性燃料乙醇,由4)燃油系統自潔:車(chē)用乙醇汽油中加人的乙醇是車(chē)用乙醇汽油定點(diǎn)調配中心按《車(chē)用乙醇汽油》標準種性能優(yōu)良的有機溶劑。具有良好的清潔作用,能的質(zhì)量要求,通過(guò)特定工藝混配而成的新一代清潔環(huán)有效地消除汽車(chē)油箱及油路系統中燃油雜質(zhì)的沉淀保型車(chē)用燃料。其質(zhì)量標準見(jiàn)表2和凝結(特別是膠質(zhì)膠化現象),具有良好的油路疏通表2車(chē)用乙醇汽油質(zhì)量標準(GB18351-2001項目單位指標日前獲國家批準生產(chǎn)變性燃料乙醇的省(市、區)辛烷值90-95有黑龍江、四川、湖南等十六個(gè)省,設計生產(chǎn)能力約抗暴指數(RON +MON)/2乙醇含量9.0~9.5350萬(wàn)噸,只能滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展需求的50%。因此,生水分%(V/v)≤0.15產(chǎn)變性燃料乙醇已被國家列為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)扶持項硫含量%(v/v)實(shí)際膠質(zhì)mg/100ml目,鼓勵有資源條件的省(市、區)發(fā)展變性燃料乙醇機械雜質(zhì)生產(chǎn),而且,生產(chǎn)1t變性燃料乙醇國家減免稅費及補苯含量%(Ⅴ/V)貼1000元,為農業(yè)增效創(chuàng )造了極好的條件芳烴含量%(V/V)烯烴含量其他氧化物3乙醇的生產(chǎn)方法車(chē)用乙醇汽油(燃料乙醇汽油)的優(yōu)點(diǎn)是1)提高燃油品質(zhì):車(chē)用乙醇汽油中的乙醇,既是乙醇工業(yè)生產(chǎn)的方法可分為發(fā)酵法和化學(xué)合成法兩大類(lèi)?；瘜W(xué)合成法主要有乙烯直接水合法、甲醇種能源,又是一種性能優(yōu)良的汽油品質(zhì)改良劑。首先,乙醇作為“綠色”增氧劑,可完全替代汽油中含氧同系化法和合成氣直接合成法。添加劑MTBE的使用。因MTBE對地下水資源危害哮法3.1發(fā)酵嚴重,一些發(fā)達國家已立法禁止使用。燃料乙醇按發(fā)酵法是生產(chǎn)乙醇的經(jīng)典方法。1930年以前世10%的比例混配入汽油中,可使氧含量達到3.5%,界上所用工業(yè)乙醇都由此法生產(chǎn)。目前世界各國仍助燃效果好使汽油中不能燃燒的部分充分燃燒,提以發(fā)酵乙醇為主導地位,占90%以上。我國乙醇的生產(chǎn)也以發(fā)酵法為主。高了汽油的燃燒熱值。另外由于乙醇中的辛烷值(RON指數可達111,乙醇按10%的比例混配入汽油中,可發(fā)酵法是以淀粉、糖類(lèi)和纖維素為原料。淀粉主要來(lái)源于薯類(lèi)(甘薯、木薯、馬鈴薯等),谷物(玉米、小使辛烷值提高2-3單位,提高了油品的抗爆性能。麥、大麥、黑麥、大米、高粱等)及某些野生植物。常用2)降低尾氣有害排放:汽車(chē)有害尾氣的排放,已的糖類(lèi)原料有糖蜜(制糖過(guò)程中的主要副產(chǎn)品)、甘蔗成為一種嚴重的環(huán)境污染源。車(chē)用乙醇汽油的使用由于燃燒充分,可使汽車(chē)有害尾氣排放總量降低和甜菜等。纖維素一般是指植物纖維,稱(chēng)木質(zhì)纖維素,包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。33%以上。根據中國汽車(chē)研究中心于2001年所做的車(chē)用乙醇汽油8×104km行車(chē)試驗檢測數據表明:排(1)以淀粉質(zhì)為原料生產(chǎn)乙醇時(shí),先將淀粉分解為可發(fā)酵的葡萄糖,再經(jīng)發(fā)酵而得粗乙醇,同時(shí)放出放尾氣中CO明顯降低最大降低率已達55%,算術(shù)平均值降低率30.8%、HC化合物算術(shù)平均降低率為CO2°中國煤化工應式13.4%CNMHGEnCH1206(糖化酶)3)燃燒充分、減少積碳:車(chē)用乙醇汽油由于燃燒葡萄糖第3期李仲來(lái),魏明華燃料乙醇的生產(chǎn)及應用概況CHnO6(道化酶)"2C2HOH+2C02酵、精餾,過(guò)程與淀粉質(zhì)原料相同。(3)以木纖維為原料生產(chǎn)乙醇植物纖維可分為乙醇二氧化碳兩大類(lèi):果膠纖維素(如亞麻、黃麻、苧麻等)和木質(zhì)纖工藝過(guò)程①原料粉碎將原料的植物組織破壞釋放出維素(如植物秸桿、木材等)。木質(zhì)纖維素主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素(也稱(chēng)木質(zhì)或木素)組成,三者淀粉的過(guò)程;的比例一般為4:3:3,一起存在于植物細胞壁中。纖②蒸煮在高溫高壓條件下對粉碎后的淀粉質(zhì)原料進(jìn)行蒸煮,使植物組織和細胞徹底破裂淀粉由維素形成植物細胞壁的“骨骼”;半纖維素和木質(zhì)素則為細纖維問(wèn)隙的填充物。顆粒狀變成溶解狀態(tài)的糊溶;木質(zhì)纖維材料通常是難以被直接分解和利用的,③糖化在淀粉糊中加入一定量的糖化劑,將因此以木質(zhì)纖維為原料生產(chǎn)乙醇,需有一個(gè)預處理過(guò)淀粉轉變成可發(fā)酵性糖(葡萄糖);④發(fā)酵在糖化后的醪液中加入酵母,使(葡,’包括粉碎、蒸煮、消化、酸水解或酶水解,使其水解成可發(fā)酵糖(葡萄糖),才能被酵母酶解生成乙醇萄)糖轉變成乙醇,并放出CO2;酸水解法是將木質(zhì)纖維原料用鹽酸和硫酸進(jìn)行⑤蒸餾可用單塔、雙塔、三塔或多塔蒸餾工藝,而得到高純度乙醇。水解。20世紀30年代德國采用強酸高溫法( Bergius法)水解木質(zhì)纖維,后來(lái)又用稀酸法( Scholler法)水解工藝流程見(jiàn)圖木質(zhì)纖維素。1935年蘇聯(lián)建立了列寧格勒木材水解淀粉質(zhì)原料廠(chǎng),以木材生產(chǎn)乙醇。我國20世紀60年代就有以木質(zhì)纖維為原料生產(chǎn)乙醇的裝置但因成本比以淀粉為原料高而停產(chǎn)。者酶水解法就是用生物酶的作用水解纖維素。酶糖化曲→熱化→糖化醪是一種生物催化劑。生物體的一切新陳代謝都是在大酒母←小酒母酶的催化作用下進(jìn)行的,自然界中生物物質(zhì)的生成轉變和消失也都是在相應的酶催化之下完成的。大多數酶都具有高度的專(zhuān)一性,一種酶只對一類(lèi)或一種底物(受酶作用的物質(zhì))發(fā)生特定的作用。使淀粉變酒糟乙醇雜醇油為葡萄糖所用的糖化酶即是特制的葡萄糖淀粉酶。(2以糖類(lèi)原料生產(chǎn)乙醇常用的糖類(lèi)原料有纖維移“維素和半纖維素則分別有纖維素酶和半圖1淀粉質(zhì)為原料生產(chǎn)乙醇工藝流程框圖用于水解但要實(shí)現從纖維素到糖類(lèi)的高轉化率,也并非易糖蜜(制糖過(guò)程中,食糖結晶分后的母液)、甘蔗和甜菜等。甘蔗和甜菜所含糖分主要為蔗糖。反應式事。纖維素嵌在由半纖維素和木質(zhì)素構成的基質(zhì)之間,這使得水解十分困難,尤其是木質(zhì)素,目前尚處于C2H2O1+H2O→2CH12O6研究開(kāi)發(fā)階段。為高效地將細胞壁物質(zhì)轉化為乙醇蔗糖葡萄糖需要將纖維素和半纖維素同時(shí)轉化。研究證明,雖然母菌發(fā)酵CH1206→2C2H5OH+2CO2半纖維素酶不會(huì )作用于纖維素但含有半纖維素酶的工藝過(guò)程以甘蔗汁(或糖蠻)發(fā)酵為例。甘蔗被合劑具有更高的葡萄糖產(chǎn)量這說(shuō)明半纖維素酶可以粉碎后。用水萃取將萃取液用石灰乳和硫酸處理而與纖維素熱回作田,品光纖維酶中實(shí)際上還含得糖液,再熬成帶有結晶的糖膏,分出結晶糖后而得有紅中國煤化工Kevin Gray認為糖蜜。糖蜜含糖50%~55%(其中30%-35%為蔗半紅CNMHG以成成分糖,20%為轉化糖)。蔗糖經(jīng)水解得葡萄糖,然后發(fā)酶水解纖維素生產(chǎn)乙醇技術(shù)開(kāi)發(fā)較早,1973年化工設計通訊第34卷以后更有較大的發(fā)展。美國、日本等,都對纖維素發(fā)劑在均相體系中進(jìn)行。但單純用鉆催化劑反應速度酵生產(chǎn)乙醇取得較好成績(jì)。我國上?？萍即髮W(xué)也做慢乙醇的選擇性比較低。美國聯(lián)合碳化物公司了初步研究。但真正實(shí)現工業(yè)化卻是近幾年的事。(UCC)采用Co(OAc)-1催化劑體系,獲得了甲醇2004年加拿大愛(ài)潔( logen)公司在渥太華建立了世轉化率92%和乙醇選擇性61.4%的結果。界上第一座準商業(yè)級纖維素乙醇的生產(chǎn)裝置,這是迄She公司用甲醇和合成氣于195~200℃及在今為止世界上唯一利用維生素廢料生產(chǎn)乙醇的裝置。Col2、CoBr2、叔膦和正丁烷催化劑條件下制取乙醇,該裝置通過(guò)酶催化將纖維素轉變?yōu)槠咸烟?但木質(zhì)素甲醇轉化率為51.1%,乙醇選擇性達638%。沒(méi)有轉化),用于發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇,每天大約可加工到目前為止,甲醇同系化法合成乙醇尚處于試驗小麥秸稈4U/d。lt原料可生產(chǎn)乙醇30L,日產(chǎn)階段,主要問(wèn)題在于催化劑的選擇性、活性及穩定性12001,能力可達300a我國有豐富的木質(zhì)纖等尚未達到工業(yè)化要求的水平。維資源據國家農業(yè)部提供的數據,中國秸稈資源量3.4合成氣直接合成法合成氣直接合成乙醇分為達6×10°t,目前有3×10°t用于薪柴燃料的消耗,其氣相法和液相法。氣相法的催化劑有美國聯(lián)合碳化余均被焚燒;而林業(yè)部提供的數據顯示我國林業(yè)廢物公司(UCC)的Rh和Rh-Fe、Rh-Mn和Rh與棄物資源量8×10,其中工業(yè)消耗5×10°;有3XMo或W德國 Hoechst公司的Rh-Mg、日本相模研10Ft亟待開(kāi)發(fā)利用。按照美國每41(加拿大為4.2t)究所的Rh4C0)12;液相法的催化劑為羰基鈷。秸稈出產(chǎn)1t乙醇的技術(shù)水平,6×10t秸稈將能生產(chǎn)盡管近幾年來(lái)美、日、德、英、意大利等國都在這方1.5×10t燃料乙醇!如果纖維素燃料乙醇技術(shù)獲得面作了許多開(kāi)發(fā)工作,但到目前為止,合成氣直接合成突破進(jìn)展,實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn),則對突破我國資源瓶頸乙醇法仍處于試驗階段,尚未取得根本性的突破。將起到至關(guān)重要的作用。所以說(shuō),以可再生資源植物乙烯直接水合法、甲醇同系化法以及合成氣直接纖維為原料,經(jīng)微生物水解、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,是實(shí)現燃合成法所用的原料均源于石油、天然氣、煤等不可再料乙醇生產(chǎn)最具前景的途徑。生資源,顯然不是今后發(fā)展的方向。3.2乙烯直接水合法乙烯與水襲氣混合經(jīng)催化水合反應生產(chǎn)乙醇。4產(chǎn)業(yè)概況其反應式:CH4+H20-C2HsO4.1國際1945年美國殼牌(Shel)公司用磷酸和硅藻土制燃料乙醇是20世紀初面市的傳統產(chǎn)品,后因石成固體催化劑。1948年建成6×10t/a的第一個(gè)合油的大規模、低成本開(kāi)發(fā),燃料乙醇的經(jīng)濟性較差而成乙醇的工業(yè)裝置。英國和德國曾在50年代引進(jìn)被淘汰。隨著(zhù)一些先進(jìn)農業(yè)國生產(chǎn)率的大幅度提高,Sheel公司技術(shù),稱(chēng)Shel法。50年代末德國 Veba化以及70年代中期以來(lái)四次較大的”石油危機”,又推學(xué)公司在She法的基礎上改進(jìn)了催化劑,發(fā)展為動(dòng)燃料乙醇工業(yè)在世界許多國家得以迅速發(fā)展。自vcba直接水合法。目前世界上采用的乙烯直接水合巴西美國率先于70年代中期大力推行燃料乙醇政法主要是She法和veha法。策以來(lái),加拿大、法國、西班牙、瑞典等國紛紛效仿,均3.3甲醇同系化法已形成了規模生產(chǎn)和漸多的使用。同系化反應是由較少碳原子的有機化合物生成004年,加拿大著(zhù)名酶公司——愛(ài)潔( logen)公較多碳原子的同系物的反應。例如醇與合成氣在較司與加拿大石油公司合作在渥太華建成了利用酶加高溫度和壓力下反應生成多一個(gè)CH2的醇,是制備40中國煤化工裝置,從原料可多種醇的重要方法。甲醇同系化反應就是甲醇與合生產(chǎn)界上唯一利用纖CNMH成氣(CO和H2)轉化成比原料醇多一個(gè)或一個(gè)以上維素廢,L夜且。上乙乙醇成本約1.3碳原子醇的反應。甲醇同系化反應主要是用鈷催化美元/gl。對于5000×10gl/a(約15×10ta)的乙第3期李仲來(lái),魏明華燃料乙醇的生產(chǎn)及應用概況醇裝置,總固定投資超過(guò)2.5億美元,包括酶裝置和CIMS工程自動(dòng)化控制進(jìn)行燃料乙醇生產(chǎn),產(chǎn)品涵蓋發(fā)電裝置。DDGS高蛋白飼料、玉米油和木糖醇等。2006年6月, SunOpta公司和諾威信公司和中國中糧能源(肇東)有限公司利用赤峰盛產(chǎn)玉米的黑龍江華潤酒精集團公司(CRAC)(即中糧能源有限得天獨厚的優(yōu)勢,在赤峰市松山區興建以玉米為原公司)簽訂了一分合同在黑龍江省肇東市建立一座料、年生產(chǎn)30×10t燃料乙醇及相關(guān)副產(chǎn)品的生物能纖維素乙醇示范工廠(chǎng)。2007年底建成170x10gal/a源項目。預計年消耗玉米100×10°t,項目概算總投(約5000a)規模,2012年將達33×105gl/a(約資約12億元人民幣。計劃2007年初開(kāi)工建設,2008100×104t/a年初工程竣工投產(chǎn)。項目投產(chǎn)后,實(shí)現年產(chǎn)值20億目前,美國農業(yè)部和能源部共同支持了3個(gè)纖維元。公司還計劃在河北省建造一家年產(chǎn)30×10t的素乙醇產(chǎn)業(yè)化示范項目。即: Abengoa公司以玉米秸乙醇工廠(chǎng),同時(shí)計劃在西南部的廣西壯族自治區建造稈作原料的乙醇生產(chǎn)廠(chǎng) Broin公司以整個(gè)玉米(包括一家年產(chǎn)20×10t的乙醇工廠(chǎng)。這兩家工廠(chǎng)的投資秸稈)作原料的乙醇生產(chǎn)廠(chǎng)和 logen公司在愛(ài)達荷州額預計分別為12億元和865億元。目前我國乙醇建設的以麥秸為原料的乙醇生產(chǎn)廠(chǎng)。其中, logen的燃料的年產(chǎn)能為100×10t,而中糧以上三個(gè)項目投產(chǎn)項目最大,生產(chǎn)規模將達到19×105L/a(約150×后將使中國乙醇年產(chǎn)能增加80萬(wàn)噸增幅達到80%。l0v/a),總投資高達4億美元,其中美國農業(yè)部和能以現階段的中國四家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能源部共投資8000萬(wàn)美元。來(lái)看,遠遠不能滿(mǎn)足未來(lái)國內對燃料乙醇的需求,燃4.2國內概況料乙醇裝置產(chǎn)能擴張不可避免。國家計劃到“十我國自1999年起,上馬燃料乙醇項目,意在解決五”末,國內乙醇汽油消費量占全國汽油消費量的比過(guò)剩陳化糧,國家曾批準建設了吉林燃料乙醇有限公例將上升到50%以上,到2010年,中國乙醇汽油市場(chǎng)司、黑龍江華潤酒精有限公司、河南天冠燃料乙醇有的規模將達到6650×10t,屆時(shí)中國燃料乙醇的產(chǎn)限公司和安徽豐原燃料酒精有限公司4家定點(diǎn)生產(chǎn)能產(chǎn)量將會(huì )有一個(gè)質(zhì)的飛躍。廠(chǎng)。其中河南天冠燃料乙醇有限公司以小麥為原料,近年來(lái),隨著(zhù)陳化糧庫存的銳減和糧價(jià)上漲,我其他三家都以玉米為原料。2005年和2006年國內國的乙醇生產(chǎn)不得不轉向非糧原料。我國在纖維素燃料乙醇市場(chǎng)供應量分別達到77.3×104t,和133×乙醇領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究工作。河南農業(yè)大學(xué)通04t(見(jiàn)表3)。過(guò)生物方法使秸稈燃料乙醇產(chǎn)率達到1254%。表3國內燃料乙醇生產(chǎn)商產(chǎn)量(104t)南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院建立了玉米秸稈蒸企業(yè)名稱(chēng)2005年2060汽爆破預處理、纖維素酶水解和戊糖己糖同步發(fā)酵技河南天冠企業(yè)集團有限公司(以小麥為原料)23.247.0術(shù)制取乙醇的中間試驗裝置。吉林燃料乙薩有限公司由天冠集團與山東大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)的纖維素酶科安徽豐原生化股份有限公司10.634,0中糧能源(東)有限公研項目中試發(fā)酵試驗進(jìn)展順利,酶活力及生產(chǎn)成本達(黑龍江華潤酒精有限公司)(CRAC)到國內領(lǐng)先水平。據介紹,該項目是利用酶解法生產(chǎn)纖維乙醇,具有反應條件溫和環(huán)境污染小、裝置簡(jiǎn)單河南天冠采用獨創(chuàng )的低品質(zhì)小麥提取麩及蛋白,等優(yōu)點(diǎn)。用二氧化碳副產(chǎn)物合成全降解塑料。吉林燃料乙醇河南天冠集團年產(chǎn)3000的纖維素乙醇項目上有限公司采用奧地利奧高市殊公司的工藝技術(shù)。安月底在鎮平縣奠基這是國內首條千噸級纖維素乙醇徽豐原生化股份有限公司采用濕磨粉碎工藝不僅得產(chǎn)業(yè)化試片產(chǎn)健中河無(wú)舒團獨資,總投資額到了玉米油和食用胚芽蛋白,還通過(guò)清液發(fā)酵分離延為51中國煤化水平(酶活)達35伸出高附加值的酵母精粉、酵母浸膏等產(chǎn)品。中糧能FPACNMHGmw03~6500元/,比小源(肇東)有限公司采用國際先進(jìn)水平的HNT技術(shù)和麥為原料生產(chǎn)燃油乙醇的成本高500元至100元化工設計通訊第34卷但是隨著(zhù)試驗成功,產(chǎn)能擴大后,成本有望降低。秸巴西已通過(guò)立法,在全國范圍使用乙醇汽油,乙稈乙醇的產(chǎn)率可達18%。醇添加量達到20%~24%,燃料乙醇年產(chǎn)量達到1602007年8月,井岡山市與中國石化江西省分公×10L。巴西是目前世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)國司正式簽定了10×10t/a燃料乙醇建設項目。該燃和出口國。巴西已將日本、中國俄羅斯、印度、南非料乙醇項目是利用紅薯、玉米、甘蔗、植物秸桿等農副和美國等,列為巴西未來(lái)的燃料乙醇和生物柴油的出產(chǎn)品為基礎原料,估算總投資4億多元,年銷(xiāo)售收入口市場(chǎng)。2004年,巴西出口燃料乙醇19×10°L,2005可達8.95億元,預計年底開(kāi)工。年增加到21×10L,2006年預計達到28×0°L,到2015年將提高至85×10°L。5應用概況巴西是石油資源貧乏國家之一,早在20世紀20年代,巴西就開(kāi)始在汽車(chē)中應用乙醇/汽油混合燃料。為緩解石油短缺造成的經(jīng)濟發(fā)展影響,世界經(jīng)濟第二次世界大戰之后,隨著(zhù)石油供應的緩和,巴西乙發(fā)達國家都在積極尋找石油替代品。早在1930年,醇/汽油混合燃料的應用停滯不前,直到1974年第乙醇/汽油混合燃料已在美國內布拉斯加州地區面次世界石油危機,才促使巴西政府下決心推行乙醇汽市。1978年,含10%乙醇的混合汽油在內布拉斯加油計劃。1975年11月,巴西政府以法令形式頒布州大規模使用。1979年,美國國會(huì )為減少對進(jìn)口原了”國家乙醇燃料計劃”,初期以20%體積比將無(wú)水油的依賴(lài),從尋找替代能源的角度出發(fā),建立了聯(lián)邦乙醇加入汽油中,1993年提高到22%,2002年將上政府的“乙醇發(fā)展計劃”,開(kāi)始大力推廣使用含10%限提高到25%。巴西乙醇汽油中的乙醇比例是目前乙醇的混合燃料(E10),并減免聯(lián)邦稅,使美國的乙醇世界上最高的。巴西是目前世界上最大的燃料乙醇工業(yè)得到迅速發(fā)展。1990年乙醇產(chǎn)量從1979年的1生產(chǎn)和消費國之一,也是世界上唯一不使用純汽油作000×10°gl迅速增加到的87×10gal。目前美國已為汽車(chē)燃料的國家,它的主要燃料為4種:純乙醇(含在推廣使用E85型混合車(chē)用燃料,即用85%的燃料水乙醇)、乙醇汽油(22%乙醇+78%汽油)、MEG燃乙醇,配15%的汽油。料(60%乙醇+33%甲醇+7%汽油)和柴油。目前,2007年1月,美國總統布什在《國情咨文》中宣巴西使用乙醇汽油的車(chē)輛約600萬(wàn)輛,使用乙醇燃料稱(chēng),美國計劃在今后10年中將其國內的汽油消費量的車(chē)輛達200多萬(wàn)輛。巴西還成功地將乙醇燃料的減少20%,其中15%通過(guò)使用替代燃料實(shí)現,計劃到使用推向了航空和其他領(lǐng)域。2017年燃料乙醇的年使用量達到1325×10L,是目我國借鑒美國的經(jīng)驗,選擇加10%的比例,不改前年使用量的7倍。布什還提出,在2025年以前用變汽車(chē)供油裝置,不影響動(dòng)力性能,以便于各省區根燃料乙醇替代從中東進(jìn)口石油的75%的遠期目標。據不同情況平穩過(guò)渡推廣。目前全國已經(jīng)有黑龍江、2007年3月,歐盟27國出臺了新的共同能源政策,計吉林、遼寧、安徽和河南五個(gè)省在推廣乙醇汽油。湖劃到2020年實(shí)現生物燃料乙醇使用量占車(chē)用燃料的北、山東、河北和江蘇四省也在27個(gè)地、市試點(diǎn)推廣10%。乙醇汽油。加拿大在汽油中添加乙醇始于1981年,當時(shí)曼2001年我國作出實(shí)施車(chē)用汽油添加燃料乙醇的尼托巴的一些零售商開(kāi)始推銷(xiāo)乙醇混合燃料。到?jīng)Q定。同時(shí)國家質(zhì)量技術(shù)監督局頒布了“變性燃料乙1987年,西部四省大約有250個(gè)加油站提供乙醇混醇”和“車(chē)用乙醇汽油”兩個(gè)國家標準(見(jiàn)表1表2)。合燃料。1992年,市場(chǎng)開(kāi)始引進(jìn)乙醇燃料,1995年,專(zhuān)家表示,如果在汽油中加入燃料乙醇,汽油中含氧一些零售商開(kāi)始供應乙醇混合汽油。根據2004年加量將增加作為星氣的一氫化碳和碳氫化合物會(huì )燃燒拿大自然資源部的一份報告,大約有分布在6個(gè)省的更充中國煤化工標可以分別下降1400個(gè)乙醇混合汽油加油站,每年共銷(xiāo)售245×3.08CNMHG度明顯減少。0L乙醇。中國開(kāi)發(fā)生物燃料乙醇的熱潮也在近兩年驟然第3期李仲來(lái),魏明華:燃料乙醇的生產(chǎn)及應用概況升溫。2005年,中國生產(chǎn)燃料乙醇125×104t,2006是十分可觀(guān)的。年增長(cháng)到133×104t。中國燃料乙醇的消費量已占汽觀(guān)察近幾年國內燃料乙醇發(fā)展,從能源轉換代價(jià)油消費量的20%左右,成為繼巴西、美國之后第三大的角度看我國燃料乙醇發(fā)展不具有優(yōu)勢;從能源替生物燃料乙醇生產(chǎn)國和消費國。代戰略來(lái)說(shuō),10%燃料乙醇替代成品汽油也不足以解決我國能源問(wèn)題,而20%甚至更高的燃料乙醇,則不6發(fā)展方向可避免地要更大規模地使用糧食,這必將危及我國糧食安全。為了避免車(chē)與人爭糧的局面,我國生產(chǎn)乙醇近年來(lái),由于石油、天然氣、煤炭等能源的過(guò)量開(kāi)所用原料,必須另辟蹊徑。不能繼續擴大用糧乙醇采,中國也已面臨嚴重的能源危機,尋找新型可替代反而應該逐漸減少甚至不用糧食生產(chǎn)乙醇能源,成為中國未來(lái)能源戰略的關(guān)鍵。人大常委會(huì )已我國用有限的28億畝可耕土地養育著(zhù)13億的審議通過(guò)了《可再生能源法》,鼓勵生產(chǎn)和利用生物液泱泱人口,2006年糧食總產(chǎn)量為49746×10t,人均體燃料。燃料乙醇作為再生能源成為了政府重點(diǎn)推不足400kg,低于國際糧農組織測算的人均500kg的廣的新型能源。在國際原油價(jià)格高、國內對石油需求糧食安全線(xiàn)。所以,發(fā)展非糧乙醇產(chǎn)業(yè),特別是加快量日益大增的情況下,燃料乙醇的推廣對替代和緩解秸桿制乙醇的技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化步伐尤為急迫。我中國石油不足具有重要意義。國的國情與美國和巴西不同,這些國家有著(zhù)豐富的耕1)在原料方面提倡原料多元化。擴大使用薯類(lèi)、地和水資源,它們可用50%的玉米儲備來(lái)生產(chǎn)燃料甜髙粱及甘蔗糖蜜等原料,“重點(diǎn)支持以薯類(lèi)、甜高粱乙醇,而在我國卻無(wú)法辦到。我國耕地本來(lái)就貧乏,及纖維資源等非糧原料產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。預計到2010年,人均耕地不及世界平均值的L/2?，F在乃至今后,我我國非糧原料燃料乙醇年利用量約200×10t,到國耕地還會(huì )因城市化、工業(yè)占地而逐漸減少。與之同2020年將達1000×104t。目前的示范項目有40×時(shí),人口卻在以每年1300~1400萬(wàn)人的速度在增10t/a甜高粱為原料燃料乙醇和60×10/a署類(lèi)原長(cháng)。強大的人口壓力激化了人地關(guān)系的緊張態(tài)勢。料燃料乙醇。河北承德與中石化合作將啟動(dòng)以馬鈴因此,我國每年必須花外匯進(jìn)口約2000×10-t左右薯為原料10×10t/a燃料乙醇項目。的糧食。據有關(guān)資料介紹,2030~2050年我國燃料乙醇據國家農業(yè)部提供的數據,中國每年秸稈資源量的生產(chǎn)能力將達(1380~3610)×104U/a所用原料達6×108t,目前有3×10°t,用于薪柴燃料的消耗,其的比例也逐漸調整。不同原料所占比例余均被焚燒;而林業(yè)部提供的數據顯示,我國林業(yè)廢糧食14.5%→11.1%;棄物資源量8×10t,其中工業(yè)消耗5x10°t,有3薯類(lèi)14.5%→12.5%10°t亟待開(kāi)發(fā)利用。按照美國每4秸稈出產(chǎn)1t乙醇甘蔗蜜糖9.4%→7.2%;的技術(shù)水平,秸稈原料將能生產(chǎn)1.5×.10t乙醇!如甜高粱29.0%→44.3%果纖維素乙醇技術(shù)獲得突破進(jìn)展,實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn),秸稈、林殘物類(lèi)纖維質(zhì)32.6%→24.9%。則對突破我國資源瓶頸將起到至關(guān)重要的作用?？梢?jiàn),甜高粱將逐漸成為生物乙醇的主要原料。2)成本是發(fā)展燃料乙醇的障礙。目前以玉米為甜高粱也叫蘆粟、甜秫秸、甜稈和糖高粱,為普通原料生產(chǎn)乙醇,約3.3t玉米生產(chǎn)1乙醇,而玉米市場(chǎng)高粱的一個(gè)變種。但它的精華不在于籽粒,而在于它價(jià)格約為1400元/左右僅原料成本就達4620元/富含糖分的莖稈,優(yōu)良的甜高粱品種,具有產(chǎn)量高,莖t,但乙醇出廠(chǎng)價(jià)格約為4700元/t,如果加上人力成桿多糖、多汁抗逆性強,適應性廣等多種優(yōu)勢.其含本、電等損難以避免。國家為了鼓勵乙醇糖量可與甘蔗相媲美,是近年來(lái)國內外一種新型的糖汽油中國煤化工呆才本微利”政策,以料作物能源作物和優(yōu)良的飼料作物。由于它栽培容每噸CNMHG算,給予補貼。根易,用途廣泛,因而受到許多國家的重視,其發(fā)展前景據網(wǎng)家在2005年制定的燃料乙醇財政補貼辦法化工設計通訊第34卷2005-2008年,每一年度的財政補貼分別為1883元1.37雷亞爾/m3(約0684美元),還是用天然氣合、1628元/、1373元/t、1373元/t。每年國家將補算。但隨著(zhù)天然氣的H益減少和燃料乙醇生產(chǎn)的發(fā)貼約18億元。展,情況就不是這樣了。全球著(zhù)名咨詢(xún)機構科爾尼公司2007年7月16日公開(kāi)的《中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)現狀與展望一一產(chǎn)業(yè)研7結語(yǔ)究白皮書(shū)》提供的數據顯示,中國生產(chǎn)It乙醇需消耗12t水,而美國是18t;原料(以玉米計),中國需要2006年1月1日,我國頒布實(shí)施了《可再生能源3.3t,而美國則需2.8t;生產(chǎn)成本比美國高出17.8%,法》,鼓勵生產(chǎn)和利用生物液體燃料。生物液體燃料,而價(jià)格卻比美國低18%。中國燃料乙醇虧本是顯而是指用生物質(zhì)資源生產(chǎn)的甲醇、乙醇和生物柴油等液易見(jiàn)的。體燃料。燃料乙醇作為生物質(zhì)能源成為政府重點(diǎn)推解決乙醇原料的根本出路在于利用纖維原料。廣的新型能源。發(fā)展乙醇燃料生產(chǎn),國家堅持的原則但纖維素酶價(jià)格是以纖維素為原料生產(chǎn)乙醇的主要是“不與人爭糧,不與糧爭地,促進(jìn)能源與糧食雙贏(yíng)”。障礙。目前每噸乙醇所需纖維素酶的費用液相酶約因此國家重點(diǎn)支持以薯類(lèi)、甜高粱及纖維資源等非糧1000元,固相酶(用量為纖維原料的20%時(shí))費用約為原料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而利用纖維原料則是解決乙醇原料500元。美國能源部和丹麥諾維信( Novozymes)公司合的根本出路。但纖維素酶價(jià)格是以纖維素為原料生作,研究從玉米秸酶解成糖再發(fā)酵制乙醇工藝,據稱(chēng)產(chǎn)乙醇的主要障礙。其纖維素酶成本已經(jīng)從5美元l降至30美分/gl;開(kāi)發(fā)和利用生物液體燃料、利用廢棄物資為原目前纖維素酶的價(jià)格是每噸6α00歐圓。美國杰能科料、降低成本,——這就是當前尋找新型可替代能源稱(chēng)已經(jīng)將纖維素酶生產(chǎn)成本降至10~20美分/gdl的著(zhù)眼點(diǎn)。目前我國纖維素酶價(jià)格為50000~60000元/t《可再生能源法》提出“國家鼓勵生產(chǎn)和利用生物因此降低酶的費用仍是今后研究工作的重點(diǎn)。液體燃料”;“生物液體燃料,是指利用生物資源生產(chǎn)(3)在經(jīng)濟性方面,燃料乙醇與天然氣相比,lm3的甲醇乙醇和生物柴油等液體燃料”。據此,筆者曾天然氣可供一輛普通小氣車(chē)行駛13km,而1L乙醇僅根據當前有關(guān)資料編寫(xiě)了“生物柴油生產(chǎn)技術(shù)與發(fā)展能行駛km。2007年8月,巴西燃料乙醇平均價(jià)格概況”一文?，F根據多方面有關(guān)乙醇的報道,取精用每升1.61雷亞爾(約0696美元);車(chē)用天然氣價(jià)格弘字成文,以饗讀者。器分決護護器護加》》》8》器2器器器源》2》》器2009年《化工設計通訊》征訂啟事(42-52)批準國內外公開(kāi)發(fā)行的全國性化工科技期刊,創(chuàng )刊于1975年,型無(wú)機化工、化工設備、環(huán)保治理、學(xué)術(shù)研究和項目信息《化工設計通訊》雜志系經(jīng)國家科委和國家新聞出版總署用探討、由湖南化工醫藥設計院主辦。是全國化工系統優(yōu)秀期刊和省讀者對象:從事化工生產(chǎn)、設計、研究管理和教學(xué)的工程級期刊。被《中國學(xué)術(shù)期刊光盤(pán)版)、《-數學(xué)化期技術(shù)人員、管理干部技術(shù)工人、大專(zhuān)院校師生及信息人員和刊群》中文科技期刊數據庫)、《屮國化學(xué)化工文獻》等收錄。營(yíng)銷(xiāo)人員等。發(fā)行范圍遍及全國各省市化工主管部門(mén)、設計院、科研院(所)本刊為季刊,大16開(kāi),正文64頁(yè),每期訂價(jià)10元,全年40中小氮肥、復混肥、化工企業(yè)大專(zhuān)院校、圖書(shū)館及信息部門(mén)。主元。列入各省市《全國報刊征訂目錄)可到本單位報刊征訂處要報道化工產(chǎn)品的設計研究、生產(chǎn)建設技改教學(xué)等方面的或當地郎局訂閱也可直接與編輯部聯(lián)系訂閱訂單備索新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設備、新材料。稿源來(lái)自全國各條化歡迎訂閱!歡迎投稿l歡迎刊簦廣告!工行業(yè)刊登文章突出針對性、實(shí)用性科學(xué)性、創(chuàng )造性和效益國內刊號:CN43-1108/TQ郵發(fā)代號:42-52性,以解決化工設計和生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題。國際刊號:ISsN1003-6490賬戶(hù):湖南化工醫藥設計院主要特色:以化肥和無(wú)機化工為主兼顧化工設計及工程開(kāi)戶(hù)項目信息報道。以刊登化工工藝技術(shù)方面的文章為主也刊電話(huà)中國煤化工郵編:400登化工設備、環(huán)保治理、給排水、儀表、自控、電氣、熱工、通風(fēng)、ECNMHGS532185技經(jīng)、土建等方面的文章地址主要欄目:氮肥技術(shù)、化肥工業(yè)、設計總結、生產(chǎn)實(shí)踐應聯(lián)系人:李金陽(yáng)廣告登記:4301009041