燃料乙醇的研究與展望

2011年第2期廣東化工第38卷總第214期 www.gdchem.com233燃料乙醇的研究與展望陳劍(麗水學(xué)院化學(xué)化工系,浙江麗水323000)[摘要通過(guò)介紹發(fā)酵法,乙醇脫水制造燃料乙醇的方法,確定位燃料乙醇是油品的優(yōu)良品質(zhì)改良劑,燃料乙醇不是“油”,是一種可生能源,燃料乙醇的辛烷值高抗爆性能好,且能減少多大氣的污染,可作為新的燃料替代品【關(guān)鍵詞]發(fā)酵法;乙醇脫水;燃料乙醇;改良劑;可再生能源;替代品中圖分類(lèi)號TQ文獻標識碼]A文章編號07-86520100330 Fuel Ethanol Research and Prospect (Chemical Engineering, LiShui College, Lishui 323000, China) and fucl ethanol is not "oily", it is a kind of renewable encrgy, fucl ethanol high octane anti-explosion performance is good, and can reduce more atmospheric pollution and can be used as a new fuel alternatives Keywords: fermentation; dehydrated alcohol; fuel ethanol; improver and renewable energy; substitute1燃料乙醇的生產(chǎn)工藝目前燃料乙醇需求逐年增加,供需狀況良好。經(jīng)過(guò)5年燃料乙醇也就是用糧食或植物生產(chǎn)的可加入汽油中的品的試點(diǎn)和推廣使用,我國生物乙醇汽油在生產(chǎn)、混配、儲運及質(zhì)改善擠。它不是一般的酒精,而是它的深加乙醇具有銷(xiāo)售等方面已擁有較成熟的技術(shù)許多優(yōu)良的物理和化學(xué)特性燃料乙醇按一定比例加入汽油產(chǎn)但糧食總的供求關(guān)系還是處在一個(gè)緊平衡的狀態(tài)。玉米這中,不是簡(jiǎn)單做為替代油品使用,這種認識和宣傳是大錯而特錯的。燃料乙醇是優(yōu)良的油品質(zhì)量改良劑,或者說(shuō)是增氧劑。幾年的加工能力擴張得比較快,2005年,全國玉米深加工能力它還是汽油的高辛烷值調合組分。它是和我國石油行業(yè)在九十已經(jīng)達到了1000億斤,實(shí)際加工消耗是500多億斤,2006年加工能力達到了1400億斤,實(shí)際加工也接近700億斤。深加工對年代后期為提高油品質(zhì)量才開(kāi)始發(fā)展的MTBE起同樣的作用。于玉米的消耗也造成了玉米供求狀況的變化帶動(dòng)了價(jià)格的上有三種:MTBE(甲基叔丁基醚)、乙醇和ETBE(乙基叔丁基醚),漲。據預測,2007年糧食價(jià)格將上漲6%左右,漲幅高于2006慶幸我國MTBE剛剛起步,就選擇了用燃料乙醇來(lái)替代的路使用經(jīng)驗時(shí),還年,糧、油等食品價(jià)格上漲將成為推動(dòng)CP上漲的主要因素。根據《生物燃料乙醇以及車(chē)用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專(zhuān)項子。規劃》,到2010年,我國將以薯類(lèi)、甜高粱等非糧原料為主燃料乙醇的生產(chǎn)工藝:發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇和乙醇脫水法制得生產(chǎn)522萬(wàn)t燃料乙醇,屆時(shí)乙醇汽油使用量將占全國汽油用燃料乙醇量的75%1.1發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇其實(shí),可再生能源會(huì )議作出的停止在建的乙醇燃料項目,發(fā)酵法采用各種含糖(雙糖)、淀粉(多糖)、纖維素(多縮已這只是階段性的選擇,之前,國家出發(fā)改委也多次通知,要求糖)的農產(chǎn)品,農林業(yè)副產(chǎn)物及野生植物為原料經(jīng)過(guò)水解(糖新上燃料乙醇項目“剎車(chē)”,然而,效果不盡人意。如何破解隱化)、發(fā)酵使雙糖、多糖轉化為單糖并進(jìn)一步轉化為乙醇。淀藏在問(wèn)題背后的“發(fā)展”與“源”之間矛盾,卻需要國家有關(guān)部粉質(zhì)在微生物作用下,水解為葡萄糖再進(jìn)一步發(fā)酵生成乙醇。門(mén)用更長(cháng)的時(shí)間來(lái)求解按理說(shuō),食品和能源經(jīng)濟并不相關(guān),發(fā)酵法制酒精生產(chǎn)過(guò)程包括原料預處理、蒸煮糖化、發(fā)酵、但是目前正在趨于緊密關(guān)聯(lián)當石油價(jià)格上漲時(shí)食品價(jià)格也會(huì )蒸餾、廢處理等。上漲。據大連商品交易所公布信息稱(chēng),國內玉米價(jià)格在過(guò)去91.2乙醇脫水法制得燃料乙醇個(gè)月里上漲了近30%,其原因是人們把玉米用于生產(chǎn)燃料乙脫水技術(shù)是燃料乙醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一。從普通蒸餾工段醇所致出來(lái)的乙醇,其最高質(zhì)量濃度只能達到95%,要進(jìn)一步的濃縮,2.2國外應用現狀繼續用普通蒸餾的方法是無(wú)法完成的因為此時(shí)酒精和水形成世界酒精的66%用于燃料,14%用于食用,11%用于工業(yè)溶劑,9%用于其它化學(xué)工業(yè)。發(fā)酵酒精作車(chē)用燃料有兩種分離開(kāi)來(lái)。為了提高乙醇濃度,去除多余的水分,就需采用特殊方式:其一是配制汽油和無(wú)水酒精的混合物油醇,酒精的脫水方法在混合物中的比例最高可達25%。用汽油醇作汽車(chē)燃料時(shí),2國內外應用現狀可以利用原有的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機;其二是直接利用酒精作為汽車(chē)燃料,這時(shí)必需使用專(zhuān)門(mén)設計的,具有更高壓縮比的發(fā)動(dòng)機。在2.1國內應用現狀這方面,巴西走在最前面。早在1989年,巴西以甘蔗、糖蜜、我國在吉林年產(chǎn)60萬(wàn)t和河南年產(chǎn)30萬(wàn)t燃料乙醇項目木薯、玉米為原料年產(chǎn)發(fā)酵酒精12Mt以上,幾乎全部用來(lái)分別于2001年9月于2004年開(kāi)工建設另外河南天冠年產(chǎn)替汽油,大部分采用第二種方式作為汽車(chē)的燃料。從那時(shí)起30萬(wàn)t與黑龍江華潤金玉年產(chǎn)10萬(wàn)t燃料乙醇的改擴建項目巴西已經(jīng)不再進(jìn)口原油,少量國產(chǎn)原油還可出口,率先實(shí)現了已分別于2000年和2001年完成,并在當地開(kāi)始了乙醇汽油的汽車(chē)燃料的酒精化。目前巴西的乙醇產(chǎn)品中普通乙醇占23,試用工作。從2001年開(kāi)始,我國先后在河南、黑龍江開(kāi)始試無(wú)水乙醇占1/3。也是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費國,用車(chē)用乙醇汽油,采取地方立法的手段在試點(diǎn)城市封閉運行也是唯一不使用純汽油作為汽車(chē)燃料的國家河南先在南陽(yáng)、洛陽(yáng)、鄭州三市使用車(chē)用乙醇汽油,現已全省1908年,美國人設計并制造了世界上第一臺純乙醇的汽使用。2001年消耗了147燃料乙醇,2002年消耗約50001車(chē)1930年乙醇油混合燃料在美國內布拉斯加州首次面市,燃料乙醇。黑龍江先在肇東和哈爾濱使用車(chē)用乙醇汽油,20011978年含10%乙醇的混合汽油在內布拉斯加州大規模使用。年消耗了127t燃料乙醇,2002年消耗了約500t燃料乙醇,(下轉第234頁(yè))收稿日期】2010-12-30作者簡(jiǎn)介】陳劍(1988-),男,浙江臨安人,本科2011年第2期廣東化工第38卷總第212期 www.gdchem.com235正常運行要大屏蔽泵正常運轉時(shí),伴隨發(fā)生的聲響總是具有一定的音律5TRG指示的作用和節奏。只要熟悉和掌握這些正常的音律和節奏,通過(guò)人的聽(tīng)在日常維護中,不可忽視TRG指示的作用,TRG指示可覺(jué)功能就能對比出設備是否出現了重、雜、怪、亂的異常噪聲判斷設備內部出現的松動(dòng)、撞擊、不平衡等隱。電子聽(tīng)診器上下(可理解為在一個(gè)水平放置的筒的上下)各埋設一線(xiàn)圈,兩是一種振動(dòng)加速度傳感器它將設備振動(dòng)狀況轉換成電信號個(gè)線(xiàn)圈相連,但相位相反,轉子轉動(dòng),如“轉子的中心線(xiàn)”與“兩個(gè)線(xiàn)圈的幾何中線(xiàn)=泵軸承中線(xiàn)”重合,則上下兩個(gè)線(xiàn)圈音的定性測量通過(guò)測量同一測點(diǎn)、不同時(shí)期相同轉速相分別感應大小相等但相位相反的電壓,此時(shí)互相抵消,電流為同工況下的信號,并進(jìn)行對比,來(lái)判斷設備是否存在故障。當0,表現為T(mén)RG表在0位,即綠區的最低處,當軸承磨損后轉耳機出現清脆尖細的噪聲時(shí),說(shuō)明振動(dòng)頻率較高,一般是尺寸子中線(xiàn)偏移,此時(shí)上下線(xiàn)線(xiàn)圈感應電流不在大小相等,通過(guò)一相對較小的、強度相對較高的零件發(fā)生局部缺陷或微小裂紋。定的處理后產(chǎn)生電流,TRG指針隨電流的大小也變化,但如當耳機傳出混濁低沉的噪聲時(shí),說(shuō)明振動(dòng)頻率較低,一般是尺寸相對較大的、強度相對較低的零件發(fā)生較大的裂紋或缺陷。的轉子不會(huì )磨損屏蔽套,可繼續運行,而當指針在黃區后,說(shuō)當耳機傳出的噪聲比平時(shí)增強時(shí),說(shuō)明故障正在發(fā)展,聲音越明磨損在加劇,必須檢修,更換軸承,在紅區后,表明轉子已說(shuō)明有零件松動(dòng)了需要停機進(jìn)行檢修。一般也有用金屬棒對準經(jīng)磨損了屏蔽套,此時(shí)必須解體檢查屏蔽套是否完好,如磨損,所要診斷的部位,用手握改錐把,放耳細聽(tīng)來(lái)進(jìn)行判斷。請返廠(chǎng)維修,屏蔽泵日常維護中該表作用很大。由上可見(jiàn),6.2摸,TRG表只檢測軸承徑向磨損,因為徑向磨損后,才能造成轉用人手的觸覺(jué)可以監測設備的溫度、振動(dòng)及間隙的變化情護裝置,則跳閘,但不會(huì )造成泵的損傷,一般更換推理盤(pán)及軸出80℃以?xún)鹊臏囟?。當機件溫度在0℃左右時(shí),手感冰涼,承即可解決。大多屏蔽泵在使用初期,TRG指示都在零位,屏蔽泵泵但一般能忍受。20℃左右時(shí),手感稍涼,隨著(zhù)接觸時(shí)間延長(cháng)運行一段時(shí)間后,發(fā)現TRG顯示不在0位,就認為屏蔽泵運手感漸溫。30℃左右時(shí),手感微溫,有舒適感40℃左右時(shí),行出現問(wèn)題而停機進(jìn)行檢修,只要TRG顯示在綠色區域均屬手感較熱,有微燙感覺(jué)。50℃左右時(shí),手感較燙,若用掌心于正?，F象由于軸承的磨損TRG指示不在零位屬于正?，F按的時(shí)間較長(cháng),會(huì )有汗感。60℃左右時(shí),手感很燙,但一般象?？扇淌?0s長(cháng)的時(shí)間。70℃左右時(shí),手感燙得灼痛,一般只由于軸承與軸配合間隙較小,而且軸承一般是用加強石墨能忍受3s長(cháng)的時(shí)間,并且手的觸摸處會(huì )很快變紅。觸摸時(shí),和碳化硅材質(zhì),比較脆,因此屏蔽泵對振動(dòng)的敏感度較高,如應試觸后再細觸,以估計機件的溫升情況通過(guò)長(cháng)期的觸摸判果振動(dòng)過(guò)大,可能會(huì )造成軸承損壞。新投入使用的泵,嚴禁屏斷溫升情況來(lái)判斷泵的運行狀況用配有面熱電偶探頭的溫蔽泵反轉和空轉?？辙D超過(guò)30s,泵即會(huì )被燒壞。TRG指示度計測量泵進(jìn)口、中部、泵后端等表面溫度,則具有判斷熱在紅區且出口壓力低于正常壓力表示泵反轉,應立即更換接線(xiàn)異常位置迅速、數據準確、觸測過(guò)程方便的特點(diǎn)。頭。7結論6屏蔽泵基本故障簡(jiǎn)易判別方法屏蔽泵的管理只有通過(guò)日常的精心維護,一般故障能得到屏蔽泵故障的基本判斷中,主要是靠“聽(tīng)摸”來(lái)判斷泵及時(shí)有效地處理,才能不影響正常生產(chǎn)。的運行。主要是通過(guò)長(cháng)期的“聽(tīng)、摸”,將正常運行時(shí)的狀況(本文文獻格式:黃小明,楊邦美,屏蔽泵的日常管理[]廣與不正常時(shí)的狀況形成對比來(lái)判斷。6.1聽(tīng)東化工,2011,38(2):234-235)(上接第232頁(yè))(1):34-37.以及其完全依靠非可再生資源的缺點(diǎn),最終將會(huì )被淘汰。各國4趙本良雜多酸催化劑乙醇脫水制乙烯M東北師范大學(xué)出版社1997都正在加緊尋求制備乙烯的新工,都在加緊探索新的可再生35烯,由于其統的蒸汽裂解工藝,其中生物質(zhì)乙醇裂解制乙5]李東生物質(zhì)合成氣發(fā)酵合成乙醇的新進(jìn)展中國化2005,9能源以取代新的活力出的優(yōu)點(diǎn)備受?chē)鴥韧獾年P(guān)注,加快探索生物質(zhì)乙51,.乙烯原料的選擇和優(yōu)化蘭州大學(xué)學(xué)報,073):2-16醇制乙烯的方法無(wú)疑會(huì )給乙烯工業(yè)甚至是整個(gè)化學(xué)工業(yè)帶來(lái)(6海國乙工業(yè)的發(fā)展思路與建議M]北京:學(xué)工業(yè)出版社7楊尚明我國,2003:45-47.參考文獻霞物質(zhì)的乙醇脫水制乙烯】學(xué)2:44(本文獻格式:謝開(kāi)達國內外乙烯生產(chǎn)工藝的研究現狀與3]秦云,乙醇脫水產(chǎn)物的討論]西南民族學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,1998(上接第233頁(yè))產(chǎn),除了它本身的經(jīng)濟性及對農業(yè)、能源的好處之外,還有一1990年11月,美國國會(huì )通過(guò)空氣清凈法修正案,要求從些明顯的關(guān)聯(lián)經(jīng)濟效應。一方面,燃料乙醇有著(zhù)巨大的環(huán)保效1992年冬季開(kāi)始,美國39個(gè)CO排放超標地區必須使用含氧應,隨著(zhù)它的推廣,可以大量節省大中城市治理空氣污染的費量質(zhì)量分數達2.7%的含氧汽油(相當于添加體積分數為7.7%用。在共它方面投資治理費工、費時(shí)、費資金,尾氣污染重點(diǎn)乙醇)。目前,美國乙醇生產(chǎn)能力70.78億L/a58個(gè)乙醇生產(chǎn)要在“油”上下功夫,只有這樣針對性強,效果才好廠(chǎng)分布在美國19個(gè)州,其主要原料為玉米約占90%,高粱等其他原料占10%參考文獻印度是僅次于中國的亞洲第二大酒精生產(chǎn)國設計的生產(chǎn)【]秦鳳華,燃料乙醇蒸蒸日上中國投資,2007,38-41.能力約為200萬(wàn)t,實(shí)際開(kāi)工率為50%左右。要原料糖蜜每[2]任波乙醇汽油轉折(,財經(jīng),2007,178:100-102年用量為500萬(wàn)t。印度的酒精50%用于著(zhù)名的印度香料和各[3國光用纖維質(zhì)原料生產(chǎn)料乙醇是我國再生能源發(fā)展的方向四種有機合成。政府對不同用途的酒精收以不同的稅率。一度政川食品與發(fā)酵,2007,43(135):3942.府暫時(shí)停止食用酒精的生產(chǎn),導致了酒精產(chǎn)量的下滑。盡管印【4]竇克,孫春寶玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的研究進(jìn)展四川食品與發(fā)度的糖蜜資源不夠,但是印度政府還是準備效法巴西推出“酒,2001303之精汽油計劃”。[5]路寬行,乙醇燃料:打開(kāi)新能源之門(mén)?]經(jīng)濟導報,2007,3013:30-31.3結語(yǔ)乙醇既是一種化工基本原料,又是一種新能源。盡管目前本文文獻格式:陳劍燃料乙醇的研究與展望]廣東化工,已有著(zhù)廣泛的用途,但仍是傳統觀(guān)念的市場(chǎng)范圍燃料乙醇生2011,38(2):233)