酒精是乙醇的俗称,目前我国用于新能源方面的酒精为燃料乙醇,也称乙醇燃料,是一种被广泛用于运输业的生物燃料。燃料乙醇,一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料,是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。 【词条目录】 true

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    1简介

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    燃料乙醇指以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。

    燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。其工艺流程一般分为五个阶段,即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比,第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理,即脱去木质素,增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触,提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后,再进入发酵、蒸馏和脱水。

    我国燃料乙醇的主要原料是陈化粮和木薯、甜高粱,地瓜等淀粉质或糖质非粮作物,今后研发的重点主要集中在以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇技术 。国家发改委已核准了广西的木薯燃料乙醇、内蒙的甜高粱燃料乙醇和山东的木糖渣燃料乙醇等非粮试点等项目,以农林废弃物等木质纤维素原料制取乙醇燃料技术也己进入年产万吨级规模的中试阶段。

    2用途

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    新燃料替代品

    可作为新的燃料替代品,减少对石油的消耗。乙醇作为可再生能源,可直接作为液体燃料

    可用于生产生物燃料乙醇的主要原料来源或者同汽油混合使用,可减少对不可再生能源-石油的依赖,保障该国能源的安全。

    汽油添加剂

    作为汽油添加剂,可提高汽油的辛烷值。通常车用汽油的辛烷值一般要求为90或93,乙醇的辛烷值可达到111,所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,且乙醇对烷烃类汽油组分(烷基化油、轻石脑油)辛烷值调合效应好于烯烃类汽油组分(催化裂化汽油)和芳烃类汽油组分(催化重整汽油),添加乙醇还可以较为有效地提高汽油的抗爆性。

    乙醇的氧含量高达34.7%,乙醇可以按较甲基叔丁基醚(MTBE)更少的添加量加入汽油中。汽油中添加7.7%乙醇,氧含量达到2.7%;如添加10%乙醇,氧含量可以达到3.5%,所以加入乙醇可帮助汽油完全燃烧,以减少对大气的污染。使用燃料乙醇取代四乙基铅作为汽油添加剂,可消除空气中铅的污染;取代MTBE,可避免对地下水和空气的污染。另外,除了提高汽油的辛烷值和含氧量,乙醇还能改善汽车尾气的质量,减轻污染。一般当汽油中的乙醇的添加量不超过15%时,对车辆的行驶性没有明显影响,但尾气中碳氢化合物、NOx和CO的含量明显降低。美国汽车/油料(AQIRP)的研究报告表明:使用含6%乙醇的加州新配方汽油,与常规汽油相比,HC排放可降低5%,CO排放减少21-28%,NOx 排放减少7-16%,有毒气体排放降低9-32%。

    生物质能源

    若采用雅津甜高粱、小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、糖蜜等生物质发酵生产乙醇,其燃烧所排放的CO2和作为原料的生物源生长所消耗的CO2,在数量上基本持平,这对减少大气污染及抑制温室效应意义重大。

    3缺点

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    燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用,汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料乙醇。当汽油价格较高时,燃料乙醇具有明显的成本优势。然而,大规模使用燃料乙醇会导致玉米、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。同时在生产燃料乙醇的过程中也会释放出二氧化碳或污染物,因而有损其清洁燃料的称号。[1]

    4生产方法

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    发酵法

    发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)、纤维素(多缩己糖)的农产品,农林业副产物及野生植物为原料,经过水解(即糖化)、发酵使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下,水解为葡萄糖,再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。

    成熟的发酵醪内,乙醇质量浓度一般为8-10%(w)。由于原料不同,水解产物中乙醇含量高低相异,如谷物发酵醪液中乙醇的质量分数不高于12%,纤维素可用酶或酸水解,如亚硫酸法造纸浆水解液中仅含乙醇约1.5%。除含乙醇和大量水外,还有固体物质和许多杂质,需通过蒸馏把发酵醪液中的乙醇蒸出,得到高浓度乙醇,同时副产杂醇油及大量酒糟。

    脱水技术

    脱水技术是燃料乙醇生产关键技术之一。从普通蒸馏工段出来的乙醇,其最高质量浓度只能达到95%,要进一步的浓缩,继续用普通蒸馏的方法是无法完成的,因为此时,酒精和水形成了恒沸物(对应的恒沸温度为78.15℃),难以用普通蒸馏的方法分离开来。为了提高乙醇浓度,去除多余的水分,就需采用特殊的脱水方法。

    制备燃料乙醇的方法主要有化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。


    参考资料

    [添加]
    [1].燃料乙醇

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