一、燃料乙醇是什么
燃(ran)(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇(chun),一(yi)般是(shi)指(zhi)體積濃度達到99.5%以上(shang)的(de)無水(shui)乙(yi)醇(chun)。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇(chun)是(shi)以生物物質為原(yuan)料(liao)通(tong)過(guo)生物發酵等(deng)途徑獲得的(de)可作為燃(ran)(ran)(ran)料(liao)用的(de)乙(yi)醇(chun)。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇(chun)經變性后與汽油按一(yi)定比例混合可制車用乙(yi)醇(chun)汽油。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇(chun)的(de)主要原(yuan)料(liao)有甜高(gao)粱、玉米、木(mu)薯、海藻、糖芋(yu)、苦配巴樹等(deng)。
燃(ran)(ran)料乙醇(chun)是(shi)燃(ran)(ran)燒清潔的(de)高辛烷(wan)值(zhi)燃(ran)(ran)料,是(shi)可再生能(neng)源(yuan)。乙醇(chun)不僅是(shi)優(you)良的(de)燃(ran)(ran)料,它(ta)還(huan)是(shi)優(you)良的(de)燃(ran)(ran)油(you)品改(gai)善(shan)劑(ji)。其優(you)良特性表現為:乙醇(chun)是(shi)燃(ran)(ran)油(you)的(de)增氧劑(ji),使汽油(you)增加內(nei)氧,充分燃(ran)(ran)燒,達(da)到節能(neng)和環保的(de)目的(de);乙醇(chun)還(huan)可以經濟有效的(de)降(jiang)低(di)芳烴(jing)、烯烴(jing)含量,即降(jiang)低(di)煉油(you)廠的(de)改(gai)造費用,達(da)到新汽油(you)標準。
二、燃料乙醇的用途
1、作為新燃料替代品
燃(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇(chun)(chun)可(ke)作為(wei)新的燃(ran)(ran)料(liao)替代品,減少對(dui)石(shi)油(you)的消耗。乙(yi)醇(chun)(chun)作為(wei)可(ke)再(zai)生能源(yuan),可(ke)直(zhi)接作為(wei)液體(ti)燃(ran)(ran)料(liao)或者同汽油(you)混合使用(yong),可(ke)減少對(dui)不可(ke)再(zai)生能源(yuan)石(shi)油(you)的依賴,保(bao)障國家能源(yuan)的安全。
2、作為汽油添加劑
燃料(liao)乙(yi)(yi)醇作為(wei)(wei)汽(qi)(qi)(qi)油添加劑,可提高(gao)汽(qi)(qi)(qi)油的(de)(de)辛(xin)烷(wan)(wan)(wan)值(zhi)。通(tong)常(chang)車用汽(qi)(qi)(qi)油的(de)(de)辛(xin)烷(wan)(wan)(wan)值(zhi)一(yi)般要求為(wei)(wei)90或93,乙(yi)(yi)醇的(de)(de)辛(xin)烷(wan)(wan)(wan)值(zhi)可達到111,所以向汽(qi)(qi)(qi)油中加入燃料(liao)乙(yi)(yi)醇可大(da)大(da)提高(gao)汽(qi)(qi)(qi)油的(de)(de)辛(xin)烷(wan)(wan)(wan)值(zhi),且乙(yi)(yi)醇對(dui)烷(wan)(wan)(wan)烴(jing)類汽(qi)(qi)(qi)油組分(fen)(烷(wan)(wan)(wan)基(ji)化(hua)(hua)油、輕石腦油)辛(xin)烷(wan)(wan)(wan)值(zhi)調合效應好于烯烴(jing)類汽(qi)(qi)(qi)油組分(fen)(催化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)汽(qi)(qi)(qi)油)和芳烴(jing)類汽(qi)(qi)(qi)油組分(fen)(催化(hua)(hua)重(zhong)整汽(qi)(qi)(qi)油),添加乙(yi)(yi)醇還可以較為(wei)(wei)有效地提高(gao)汽(qi)(qi)(qi)油的(de)(de)抗爆性。
乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)的(de)氧(yang)(yang)含(han)量(liang)高達(da)(da)34.7%,乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)可(ke)以(yi)(yi)按較甲基叔丁基醚(MTBE)更少(shao)的(de)添加(jia)(jia)(jia)量(liang)加(jia)(jia)(jia)入(ru)汽(qi)油中(zhong)。汽(qi)油中(zhong)添加(jia)(jia)(jia)7.7%乙(yi)(yi)(yi)醇(chun),氧(yang)(yang)含(han)量(liang)達(da)(da)到2.7%;如添加(jia)(jia)(jia)10%乙(yi)(yi)(yi)醇(chun),氧(yang)(yang)含(han)量(liang)可(ke)以(yi)(yi)達(da)(da)到3.5%,所以(yi)(yi)加(jia)(jia)(jia)入(ru)乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)可(ke)幫助汽(qi)油完全燃燒,以(yi)(yi)減少(shao)對大氣的(de)污染。使用燃料乙(yi)(yi)(yi)醇(chun)取代四(si)乙(yi)(yi)(yi)基鉛(qian)作為汽(qi)油添加(jia)(jia)(jia)劑,可(ke)消除空氣中(zhong)鉛(qian)的(de)污染;取代MTBE,可(ke)避免對地下(xia)水和空氣的(de)污染。
另外,除了提高汽(qi)油的(de)(de)辛烷(wan)值(zhi)和含(han)(han)氧量(liang)(liang),乙(yi)(yi)醇(chun)還(huan)能改善汽(qi)車尾氣(qi)的(de)(de)質量(liang)(liang),減輕污染。一般當汽(qi)油中(zhong)(zhong)的(de)(de)乙(yi)(yi)醇(chun)的(de)(de)添(tian)加量(liang)(liang)不(bu)超(chao)過15%時,對車輛的(de)(de)行駛性(xing)沒有明(ming)(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang),但尾氣(qi)中(zhong)(zhong)碳氫化(hua)合物(wu)、NOx和CO的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)明(ming)(ming)顯(xian)降(jiang)低(di)。美國汽(qi)車/油料(liao)(AQIRP)的(de)(de)研究報告表明(ming)(ming):使用含(han)(han)6%乙(yi)(yi)醇(chun)的(de)(de)加州新(xin)配方汽(qi)油,與(yu)常(chang)規汽(qi)油相比,HC排(pai)放可降(jiang)低(di)5%,CO排(pai)放減少(shao)21-28%,NOx排(pai)放減少(shao)7-16%,有毒氣(qi)體(ti)排(pai)放降(jiang)低(di)9-32%。
3、可再生能源
若采用甜高粱(liang)、小(xiao)麥(mai)、玉(yu)米、稻谷(gu)殼、薯類(lei)、甘蔗、糖蜜等生(sheng)物(wu)質發酵生(sheng)產乙(yi)醇,其燃燒(shao)所排放的(de)(de)CO2和(he)作為原料的(de)(de)生(sheng)物(wu)源生(sheng)長所消耗(hao)的(de)(de)CO2,在數(shu)量上(shang)基本持平,這對減(jian)少大氣污染及抑制(zhi)溫室效應意(yi)義重大。
三、生產燃料乙醇的原料有哪些
燃料乙醇指以生物物質為原料通過生物發酵等途徑獲得的可作為燃料用的乙醇。制造燃料乙醇的(de)(de)原料分為(wei)(wei)(wei)三(san)種:玉(yu)米(mi)、小(xiao)麥等糧(liang)食作(zuo)物(wu);紅薯,木薯,甜高梁等非糧(liang)作(zuo)物(wu);農作(zuo)物(wu)秸稈,林業加工廢料,甘蔗渣及城市垃(la)圾中所(suo)含的(de)(de)廢棄(qi)物(wu),統稱為(wei)(wei)(wei)纖維(wei)素類原料。技術最成熟的(de)(de)是以玉(yu)米(mi),小(xiao)麥和甘蔗為(wei)(wei)(wei)原料生(sheng)產燃料乙醇(chun),巴西和美國已經有(you)大規模(mo)的(de)(de)制造基地。
中國燃(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇的(de)(de)主(zhu)要原料(liao)是陳化糧和木(mu)薯、甜高粱、地瓜(gua)等淀粉質(zhi)(zhi)或糖質(zhi)(zhi)非糧作(zuo)物,今(jin)后研(yan)發的(de)(de)重點主(zhu)要集中在以木(mu)質(zhi)(zhi)纖維素(su)為原料(liao)的(de)(de)第二代燃(ran)(ran)料(liao)乙(yi)醇技術。
四、燃料乙醇生產工藝流程
燃(ran)(ran)料(liao)(liao)乙(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術(shu)主(zhu)要有(you)第(di)一代(dai)和第(di)二(er)代(dai)兩種。第(di)一代(dai)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)乙(yi)醇(chun)(chun)技(ji)術(shu)是以(yi)糖(tang)(tang)質(zhi)和淀粉質(zhi)作物為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)(chan)乙(yi)醇(chun)(chun)。其工(gong)藝流(liu)程一般分為(wei)五個階段(duan),即(ji)(ji)液化、糖(tang)(tang)化、發酵(jiao)(jiao)、蒸餾、脫水。第(di)二(er)代(dai)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)乙(yi)醇(chun)(chun)技(ji)術(shu)是以(yi)木質(zhi)纖維素質(zhi)為(wei)原(yuan)料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)(chan)乙(yi)醇(chun)(chun)。與第(di)一代(dai)技(ji)術(shu)相比,第(di)二(er)代(dai)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)乙(yi)醇(chun)(chun)技(ji)術(shu)首先要進行預處(chu)理(li),即(ji)(ji)脫去木質(zhi)素,增加(jia)原(yuan)料(liao)(liao)的疏松性(xing)以(yi)增加(jia)各種酶與纖維素的接觸,提高酶效率。待原(yuan)料(liao)(liao)分解為(wei)可(ke)發酵(jiao)(jiao)糖(tang)(tang)類后,再(zai)進入發酵(jiao)(jiao)、蒸餾和脫水。
1、發酵法
發酵(jiao)(jiao)法采(cai)用各種含糖(tang)(雙(shuang)糖(tang))、淀粉(fen)(多糖(tang))、纖維素(多縮(suo)己糖(tang))的農(nong)產品,農(nong)林(lin)業副產物及野(ye)生(sheng)(sheng)植(zhi)物為(wei)原料,經過(guo)水(shui)解(jie)(即糖(tang)化)、發酵(jiao)(jiao)使雙(shuang)糖(tang)、多糖(tang)轉化為(wei)單糖(tang)并進(jin)一步轉化為(wei)乙(yi)醇。淀粉(fen)質在微生(sheng)(sheng)物作用下,水(shui)解(jie)為(wei)葡萄糖(tang),再(zai)進(jin)一步發酵(jiao)(jiao)生(sheng)(sheng)成(cheng)乙(yi)醇。發酵(jiao)(jiao)法制(zhi)酒精(jing)生(sheng)(sheng)產過(guo)程(cheng)包(bao)括原料預處(chu)理、蒸(zheng)煮、糖(tang)化、發酵(jiao)(jiao)、蒸(zheng)餾、廢(fei)醪處(chu)理等。
成(cheng)熟的(de)(de)發酵(jiao)醪(lao)內,乙(yi)醇質(zhi)(zhi)量濃(nong)度一般為8-10%(w)。由(you)于(yu)原料不同,水(shui)解產物(wu)中乙(yi)醇含(han)量高低(di)相異(yi),如谷物(wu)發酵(jiao)醪(lao)液(ye)中乙(yi)醇的(de)(de)質(zhi)(zhi)量分數(shu)不高于(yu)12%,纖(xian)維素可用酶或酸水(shui)解,如亞硫酸法造紙(zhi)漿水(shui)解液(ye)中僅含(han)乙(yi)醇約1.5%。除(chu)含(han)乙(yi)醇和(he)(he)大量水(shui)外,還有固體物(wu)質(zhi)(zhi)和(he)(he)許多雜質(zhi)(zhi),需通(tong)過蒸餾把發酵(jiao)醪(lao)液(ye)中的(de)(de)乙(yi)醇蒸出(chu),得到高濃(nong)度乙(yi)醇,同時副(fu)產雜醇油及大量酒糟(zao)。
2、脫水技術
脫(tuo)(tuo)水(shui)技術是燃料乙醇生產關鍵技術之一(yi)。從普(pu)通(tong)蒸餾(liu)工段出來的(de)(de)(de)乙醇,其最高(gao)質量濃度只能達到95%,要進一(yi)步的(de)(de)(de)濃縮(suo),繼續用(yong)普(pu)通(tong)蒸餾(liu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)是無法(fa)完(wan)成的(de)(de)(de),因為此時(shi),酒精(jing)和水(shui)形成了恒沸物(對應的(de)(de)(de)恒沸溫度為78.15℃),難(nan)以用(yong)普(pu)通(tong)蒸餾(liu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)分(fen)離(li)開(kai)來。為了提高(gao)乙醇濃度,去除多(duo)余(yu)的(de)(de)(de)水(shui)分(fen),就需采用(yong)特殊的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)水(shui)方(fang)法(fa)。
制備(bei)燃(ran)料乙醇的方法(fa)(fa)主(zhu)要有化學(xue)反應脫水法(fa)(fa)、恒沸精餾(liu)、萃取精餾(liu)、吸附(fu)、膜分離、真空蒸餾(liu)法(fa)(fa)、離子交換樹脂法(fa)(fa)等。