发展燃料乙醇情况调研.pdfVIP

发展燃料乙醇情况调研 孙纯 梁玮 （中国石油南充炼油化工总厂，四川南充637000 ） 摘 要 文章对燃料乙醇国内外的生产工艺进行了调研，了解了国内的产业情况及采用的技术，基本 掌握了国内利用各种原料生产燃料乙醇的工艺以及我们目前发展燃料乙醇可供选择的成熟技术介绍。 关键词 燃料乙醇 乙醇产业 乙醇工艺 酒精 1 概况 乙醇，俗称酒精，通常是用小麦、玉米、甘蔗、薯类、糖蜜等原料，经发酵、蒸馏而得到。燃料乙醇 则是通过对乙醇进一步脱水，使其含量达99.6% （体积百分数）以上，再加入适量（约5% （v ）左右）变 性剂（一般为无铅汽油或无铅烃类）而制成的。燃料乙醇可制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇润滑油等用途 广泛的工业燃料，除具有替代车用燃料的功能外，还具有用作汽油辛烷值改进剂和增加汽油含氧量以减少 汽车尾气中CO、烃类污染的作用，被称之为“绿色能源”。 根据采用原料的不同，燃料乙醇的生产方法主要分为糖蜜类（甘蔗、糖蜜、砂糖、甜高粱等）、谷物 淀粉类（小麦、玉米、薯类（红薯、木薯、土豆）等）和纤维素类（秸杆、蔗渣、木材等）三种。目前， 国外三种方法均已实现了工业生产，而国内已实现工业生产或将进行工业生产的只是前两种，第三种还未 得到工业应用。 从生产工艺的角度讲，生产乙醇主要采用发酵法和合成法两种。发酵法是生产乙醇的经典方法，也是 目前世界大多数乙醇生产采用的方法。 1）传统发酵工艺 利用自由细胞间歇发酵方式进行生产，主要包括原料预处理、高温蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等工序。 此法主要优点是操作容易、对工人的技术要求低、发酵原料液及发酵设备的灭菌要求低、对原料适应性强、 投资风险小等，但存在的主要缺点是发酵速率低、生产周期长、设备利用率低、工人劳动强度大，而且产 生的废水量大，废液处理的投资及操作费用也大大增加。另外，间歇发酵过程的控制困难，难以实现自动 化连续生产。 2 ）新的发酵工艺包括连续发酵技术、快速发酵技术、无蒸煮发酵技术及发酵和分离同时进行的乙醇 生产过程等。 通过发酵制得的乙醇需要增加浓缩脱水的后处理工艺，使其水分的体积含量降到1%以下，才能获得 燃料乙醇。脱水后制成的燃料乙醇再加入少量的变性剂就成为变性燃料乙醇，和汽油、柴油等按一定比例 调和就成为车用乙醇汽油、柴油等车用燃料。由于乙醇生产过程中水的存在，使得乙醇与水形成二元共沸 物，而采用普通精馏方法所得乙醇中水的体积含量约5%，要想控制燃料乙醇水的体积含量达到1%以下， 必须采用较新的脱水工艺。 目前开发的脱水新工艺主要有：渗透汽化、吸附蒸馏、特殊蒸馏、加盐萃取蒸馏、变压吸附和超临界 萃取分离等。 2 国外技术情况 巴西和美国是世界上上年产燃料酒精最多的国家，也拥有最为成熟和前段的生产技术。巴西开发的新 技术 （迪丁尼快速水解法DHR ），可减少水解蔗渣的时间而获得高的转化率，它的技术性和经济性得到了 认可。目前，在巴西的发酵是燃料酒精生产的核心技术，先进的发酵工艺，酒精对糖的收率已经达到理论 值的90%～92% 。 1 国外在生产技术上的必威体育精装版研究包括： 1）乙醇回收与脱水技术 目前可用于发酵法无水生产的分离技术可分为传统技术、改良的传统技术和非传统技术三大类。 2 ）浓度酒精发酵技术 连续发酵工艺，实现了计算机控制，具有代表的CIP技术，普遍最终酒精浓度可达8%～10% 。先糖化 后发酵 （Separate Hydrolysis and Fermentation，SI-IF ）模式和同步糖化发酵 （Simul. tanoous Saccharification and Fermentation，SSF）模式。当前淀粉原料发酵生产酒精普遍采用的是SHF模式。 Montesinos技术以液化后的醪液为原料，比较了先糖化6h再进行SSF和SHF及直接SSF3种过程，发现直 接SSF过程发酵周期最短。 近年来各国研究者日益重视高浓度酒精发酵技术 （浓醪发酵技术）。 另外值得一提的是固定化细胞发酵技术。将细胞固定在一定的载体 （如海藻酸钠、卡拉胶、多孔玻璃