燃料乙醇
燃料乙醇是一種清潔的高辛烷值燃料,是一種可再生能源,也是一種優(yōu)良的燃料和燃料產(chǎn)品改進(jìn)劑,一般指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無水乙醇。
它的優(yōu)良特性如下:乙醇是燃料油的增氧劑,可以增加汽油內(nèi)部的氧氣,使其充分燃燒,從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的;乙醇也可以經(jīng)濟(jì)有效地減少芳烴、烯烴含量,即降低煉廠改造成本,達(dá)到新汽油標(biāo)準(zhǔn)。
燃料乙醇指可用作燃料的乙醇是通過生物發(fā)酵等途徑從生物質(zhì)中獲得的。變性燃料乙醇可與汽油按一定比例混合制成車用乙醇汽油。

燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)主要包括第一代和第二代。第一代燃料乙醇技術(shù)是從糖和淀粉作物中生產(chǎn)乙醇。其工藝流程一般分為五個(gè)階段,即液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水。第二代燃料乙醇技術(shù)是從木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇。與第一代技術(shù)相比,第二代燃料乙醇技術(shù)首先需要預(yù)處理,即去除木質(zhì)素,增加原料的孔隙率,以增加各種酶與纖維素的接觸,提高酶效率。原料分解成可發(fā)酵糖后,進(jìn)入發(fā)酵、蒸餾和脫水。
我國燃料乙醇的主要原料是陳化糧和木薯、甜高粱紅薯等淀粉質(zhì)或含糖的非糧食作物,未來將重點(diǎn)發(fā)展以木質(zhì)纖維素為原料的第二代燃料乙醇技術(shù)。國家發(fā)改委已批準(zhǔn)廣西木薯燃料乙醇、內(nèi)蒙古甜高粱燃料乙醇山東木糖渣燃料乙醇等非糧試點(diǎn)項(xiàng)目也已進(jìn)入年產(chǎn)1萬噸農(nóng)林廢棄物等木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)乙醇燃料的試點(diǎn)階段。
主要原料
燃料乙醇的主要原料是金雅甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴樹等。
發(fā)展前景
近年來,由于油價(jià)的波動(dòng),燃料乙醇的消費(fèi)增長也在加快。我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)起步較晚,但發(fā)展迅速燃料乙醇在中國前景廣闊。隨著國內(nèi)石油需求的進(jìn)一步提高,以乙醇等替代能源為代表的能源供應(yīng)多元化戰(zhàn)略已成為中國發(fā)展的一個(gè)方向美國能源政策。中國已經(jīng)成為世界是僅次于巴西的第二大國家、僅次于美國的第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國和使用國。國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)玉米深加工業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》,要求不再新建以玉米為主要原料的燃料乙醇項(xiàng)目,大力鼓勵(lì)發(fā)展以非糧食作物為原料的燃料乙醇。燃料乙醇走上了非糧乙醇發(fā)展的道路,發(fā)展迅速。
燃料乙醇是清潔的、可再生等,可以減少汽車尾氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔锏呐欧?。未來,中?美國燃料乙醇行業(yè)是為了降低生產(chǎn)成本、減少政府補(bǔ)貼,因此,制定生物燃料乙醇生產(chǎn)過程中的消耗控制規(guī)范和產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一包括物耗在內(nèi)的燃料乙醇生產(chǎn)消耗定額標(biāo)準(zhǔn)、水耗、能源消耗等,是降低成本提高效率的有力手段。
優(yōu)勢特點(diǎn)
燃料乙醇是一種優(yōu)良的油品品質(zhì)改良劑,但燃料乙醇不是“油”
乙醇具有許多優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。燃料乙醇是按一定比例添加到汽油中的,并不是簡單的作為石油的替代品這種理解和宣傳是大錯(cuò)特錯(cuò)的。燃料乙醇是一種極好的油品質(zhì)量改進(jìn)劑,或者說是一種氧合劑。它也是汽油的高辛烷值混合組分。它與MTBE的作用相同,MTBE是中國石油工業(yè)在90年代后期開發(fā)的,用于提高油品質(zhì)量。乙醇的增氧效果是MTBE的兩倍。在美國有三種合法的汽油改進(jìn)劑:MTBE(甲基叔丁基醚)乙醇和ETBE(乙基叔丁基醚)2002年,美國能源部向中國介紹使用燃料乙醇的經(jīng)驗(yàn)時(shí),幸好中國MTBE剛剛起步,所以選擇用燃料乙醇替代。在MTBE走了20年彎路后,美國又回頭走上了用乙醇替代MTBE的道路。美國的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)有助于我們更正確地認(rèn)識燃料乙醇。乙醇汽油之所以能改善尾氣污染和動(dòng)力,是因?yàn)橐掖贾兴膬?nèi)氧部分補(bǔ)充了汽油在油缸內(nèi)燃燒時(shí)外界供氧不足的問題,此外還很好地解決了汽油高辛烷值組分的問題“兩好合一好”從而充分發(fā)揮乙醇的物理化學(xué)特性。知道了這一點(diǎn),燃料乙醇的定位自然是正確的,乙醇只是作為“油”燃料乙醇的概念會(huì)讓我們走入一個(gè)誤區(qū),讓燃料乙醇的功能和價(jià)值大打折扣。
作為一種新的燃料替代品

作為汽油添加劑
作為汽油添加劑,可以提高汽油的辛烷值。通常汽車汽油的辛烷值一般要求在90或93,乙醇的辛烷值可以達(dá)到111,所以在汽油中添加燃料乙醇可以大大提高汽油的辛烷值,乙醇對烷烴類汽油成分有害(烷基化油、輕石腦油)辛烷值調(diào)合效果優(yōu)于烯烴汽油組分(催化裂化汽油)和芳烴汽油組分(催化重整汽油)添加乙醇也能有效提高汽油的抗爆性能。
乙醇的含氧量高達(dá)34.7%乙醇可以用作甲基叔丁基醚(MTBE)添加到汽油中的添加劑較少。汽油中添加7.7%乙醇,氧含量達(dá)到2.7%如添加10%乙醇,含氧量可達(dá)3.5%因此,添加乙醇可以幫助汽油完全燃燒,以減少空氣污染。用燃料乙醇代替四乙基鉛作為汽油添加劑,可以消除空氣中的鉛污染;替代MTBE可以避免地下水和空氣的污染。此外,乙醇除了能提高汽油的辛烷值和含氧量,還能改善汽車尾氣質(zhì)量,減少污染。一般在汽油中添加的乙醇量不超過15的時(shí)候%對車輛沒有明顯影響駕駛性能,但廢氣中的碳?xì)浠衔?、NOx和co的含量明顯降低。美國汽車/油料(AQIRP)的研究報(bào)告表明:使用含6%與常規(guī)汽油相比,添加乙醇的加州新配方汽油的HC排放可降低5%,二氧化碳減排21-28%,NOx 排放量減少了7-16%,有毒氣體排放量下降了9-32%
可再生能源
如果用金雅甜高粱、小麥、玉米、稻谷殼、薯類、甘蔗、糖蜜等生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇時(shí),其燃燒排放的CO2量與作為原料的生物源生長消耗的CO2量基本相同,對于減少大氣污染抑制溫室效應(yīng)具有重要意義。
生產(chǎn)工藝
發(fā)酵法

成熟發(fā)酵醪液中乙醇的質(zhì)量濃度一般為8-10%w)由于原料不同,水解液中乙醇的含量也不同,如糧食發(fā)酵醪中乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于12%纖維素可以被酶或酸水解例如,亞硫酸鹽紙漿的水解產(chǎn)物僅含有約1.5%除了乙醇和大量的水,還有固體物質(zhì)和許多雜質(zhì)需要從發(fā)酵醪液中蒸餾乙醇以獲得高濃度乙醇,同時(shí)雜醇油和大量蒸餾液 谷物是副產(chǎn)品。
脫水技術(shù)
脫水技術(shù)是燃料乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。普通精餾段乙醇的最高質(zhì)量濃度只能達(dá)到95%要進(jìn)一步濃縮,就不可能繼續(xù)用普通的蒸餾方法,因?yàn)檫@時(shí),醇和水形成共沸物(相應(yīng)的恒沸溫度為78℃.15℃)普通蒸餾很難分離。為了增加乙醇的濃度并除去多余的水,需要一種特殊的脫水方法。
制備燃料乙醇的主要方法是化學(xué)反應(yīng)脫水法、恒沸精餾、萃取精餾、吸附、膜分離、真空蒸餾法、離子交換樹脂法等。
使用方法
乙醇汽油的保質(zhì)期只有一個(gè)月。過了保質(zhì)期,乙醇汽油容易分層,在油箱里容易變渾濁,不會(huì)著火。
乙醇汽油環(huán)保要求非常高,非常怕水,保質(zhì)期短所以乙醇汽油的銷量比普通汽油好、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售各方面都嚴(yán)格很多。一般小加油站不賣乙醇汽油。
經(jīng)濟(jì)效應(yīng)
燃料乙醇的生產(chǎn),除了其本身的經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)、除了能源方面的好處,還有一些明顯的相關(guān)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。一方面,燃料乙醇具有巨大的環(huán)保效應(yīng)隨著它的普及,可以為大中城市的大氣污染治理節(jié)省大量資金。北京每年花十幾億元治理大氣污染,空氣污染的主要來源是汽車尾氣。根據(jù)環(huán)保部門的監(jiān)測,北京的空氣污染指數(shù)為60-70%It 這是由汽車尾氣造成的。其他方面,投資管理要花很多錢、費(fèi)時(shí)、花錢,尾氣污染的重點(diǎn)應(yīng)該放在“油”努力,只有這樣效果才能好。乙醇汽油單一措施可減少三分之一的尾氣污染,所需補(bǔ)貼值僅為1.5億元左右。
另一方面,對于石油化工行業(yè)的發(fā)展來說,燃料乙醇有巨大的需求是非常有利的。(化纖)石油的發(fā)展受到石油中高辛烷值組分的制約。為了提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量,需要高辛烷值組分(如重整油)化學(xué)工業(yè)和化學(xué)纖維的發(fā)展(如聚酯纖維和苯系化學(xué)品),也需要高辛烷值的成分。在石油中,高辛烷值組分的含量是確定的(一般為石油的6%雙方其實(shí)是在爭奪這個(gè)有限資源的份額。因?yàn)槭w的效益比汽油好很多,為了滿足需要,每年都要專門進(jìn)口高辛烷值組分原料(石腦油每年進(jìn)口約200萬噸,價(jià)格是石油的15.5倍),包括石化行業(yè)后期要發(fā)展的MTBE,也是為了解決汽油高辛烷值組分資源不足的問題。我們接受了美國的教訓(xùn),確定了不發(fā)展MTBE的產(chǎn)業(yè)政策,所以發(fā)展乙醇是最好的選擇。我們只能從提高我國汽油質(zhì)量所需的高辛烷值組分的量來發(fā)展,而且量也很大。比如我們參考美國現(xiàn)行的一些配方,只在汽油中加7.7%乙醇,你也可以加入5.7%的乙醇和5%的MTBE混合(均屬新配方汽油)年需求量至少200萬噸。既解決了高辛烷值組分的短缺,又節(jié)省了大量進(jìn)口外匯費(fèi)用。