綜述專論化工科技200311(4)44~47 SCIENCE TECHNOLOGY IN CHEMICAL INDUSTRY燃料乙醇的生產(chǎn)與利用*黃治玲(吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司吉林吉林132101)摘要燃料乙醇作為一種新興能源已經(jīng)列入我國(guó)十五發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目。筆者介紹了我國(guó)燃料乙醇的發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)及相關(guān)政策介紹了美國(guó)、巴西等國(guó)及我國(guó)燃料乙醇的生產(chǎn)和使用情況介紹了我國(guó)生產(chǎn)燃料乙醇和使用乙醇汽油對(duì)于節(jié)省石油資源、改善環(huán)境和增加農(nóng)民收入的意義。關(guān)鍵詞燃料乙醇乙醇汽油玉米酒精中圖分類號(hào):TQ223.12+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:文章編號(hào):1008-0511(2003040044-04乙醇俗稱酒精,它以玉米小麥、薯類、糖蜜白飼料DDGS)玉米粕、玉米油、CO2、沼氣等。吉等為原料經(jīng)發(fā)酵蒸餾而制成將乙醇進(jìn)一步脫林60萬(wàn)ta燃料乙醇項(xiàng)目引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和水得燃料乙醇。為了避免燃料乙醇流入食用酒精關(guān)鍵設(shè)備以玉米為原料采用改良濕法生產(chǎn)燃料市場(chǎng)而被飲用要將燃料乙醇變性即在燃料乙醇乙醇。如圖1所示生產(chǎn)過(guò)程包括玉米預(yù)處理粉中加入變性劑適量汽油后形成變性燃料乙醇。碎)脫胚制漿、液化、糖化、發(fā)酵、蒸餾、脫水和變車用乙醇汽油是在汽油中加入一定比例的變性。性燃料乙醇形成的一種新型混合燃料國(guó)際上稱原料玉米預(yù)處理脫胚制漿干胚玉米油車間汽油醇,商品名GASOHOL)這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已淀粉漿十分成熟。目前國(guó)外使用車用乙醇汽油的國(guó)家主液化糖化輔料制備要是美國(guó)和巴西,歐共體自20世紀(jì)90年代初也放或加工二氧化碳化酸、堿、酵等開始生產(chǎn)使用車用乙醇汽油。在這種燃料中乙發(fā)酵成熟醇既是一種能源,又是一種良好的汽油增氧劑和DDS車間稀酒精燃料乙醇變性產(chǎn)品高辛烷值調(diào)和組分用以代替四乙基鉛和甲基叔圖1燃料乙醇生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖丁基醚MTBE)或乙基叔丁基醚(ETBE)用乙醇1.1.1玉米脫胚制漿作增氧劑可顯著降低汽車尾氣中的有害物質(zhì)起玉米經(jīng)水或酒糟離心清液在一定溫度下進(jìn)行到凈化空氣的功效。同時(shí)用糧食制造的乙醇是浸泡浸泡后的玉米經(jīng)破碎磨破碎分離出胚芽并一種生物轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能是一種用之不竭的可再將纖維及淀粉顆粒破碎到一定的粒度。脫胚后的生資源。這樣在汽油中加入一定比例的乙醇作玉米淀粉漿(含有淀粉、蛋白質(zhì)和纖維等物質(zhì))送燃料就能收到節(jié)約石油、凈化空氣和轉(zhuǎn)化過(guò)剩的糧食等一舉多得之效。為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展入液化工段。提供了一條簡(jiǎn)單有效的途徑。1.1.2液化、糖化和發(fā)酵淀粉在高溫下糊化,同時(shí)在a-淀粉酶的作用1燃料乙醇的生產(chǎn)下降解物料的粘度降低這一過(guò)程稱為液化。液1.1生產(chǎn)過(guò)程化后的醪液稱為液化醪。液化前需加入氫氧化鈉發(fā)酵法酒精的生產(chǎn)工藝有干法和濕法1,不和氨水來(lái)調(diào)節(jié)物料的pH值和補(bǔ)充部分氮源同同的工藝會(huì)產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品,其中包括酒糟蛋時(shí)加入氯化鈣用于保持a淀粉酶的穩(wěn)定性。液化醪經(jīng)稀硫酸調(diào)節(jié)pH值后加入糖化酶進(jìn)行糖化。收稿日期2003-02作者簡(jiǎn)介黃治玲(1965-)廣西柳州人吉林燃料乙糖化的目的是將液化醪中的淀粉及糊精水解成酵第4期黃治玲燃料乙醇的生產(chǎn)與利用45化醪。通過(guò)酵母對(duì)糖化醪進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵。在發(fā)酵1.2我國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)裝置過(guò)程中酵母將糖轉(zhuǎn)化成乙醇和CO2同時(shí)釋放出在國(guó)家原計(jì)委的統(tǒng)一安排下在中國(guó)石油、中熱量所產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)水洗回收隨之帶出的國(guó)石化兩大集團(tuán)的參與下我國(guó)于2000年正式啟乙醇排入大氣。動(dòng)了燃料乙醇的生產(chǎn)與試用工作按照新建廠與1.1.3蒸餾、脫水、變性老廠改造相結(jié)合的精神國(guó)家制定了燃料乙醇生含有乙醇的發(fā)酵成熟醪通過(guò)蒸餾裝置進(jìn)行蒸產(chǎn)試點(diǎn)規(guī)劃2。根據(jù)這一規(guī)劃我國(guó)目前建成、正餾提純所產(chǎn)生的高純度乙醇蒸汽經(jīng)過(guò)兩級(jí)分子在建設(shè)和擬建設(shè)的燃料乙醇裝置如表1所示。吉篩的交替吸附作用吸除水分從分子篩出來(lái)的含林60萬(wàn)t/a和河南30萬(wàn)t/a年燃料乙醇項(xiàng)目分有少量水分的乙醇?xì)怏w經(jīng)冷卻后即為燃料乙醇。別于2001年9月和2002年11月開工建設(shè)安徽分子篩即3A沸石該材料上的微孔孔徑比水分豐原30萬(wàn)t/a燃料乙醇的可行性報(bào)告正待國(guó)務(wù)子大而小于乙醇分子因此水分子可以被吸附,院審批。另外河南天冠20萬(wàn)ta與黑龍江華潤(rùn)而乙醇分子可從其表面通過(guò)產(chǎn)生高純度乙醇?xì)饨鹩?0萬(wàn)ta燃料乙醇的改擴(kuò)建項(xiàng)目已分別于體。2000年和2001年完成并在當(dāng)?shù)亻_始了乙醇汽油所生產(chǎn)的燃料乙醇加入體積分?jǐn)?shù)為2%~的試用工作。5%的變性劑汽油成為變性燃料乙醇產(chǎn)品。表1我國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)裝置企業(yè)名稱規(guī)模投資產(chǎn)品方案萬(wàn)ta-)/億元萬(wàn)ta-)備注黑龍江華潤(rùn)金玉(老廠改造)2001年初完成河南天冠集團(tuán)老廠改造)0002000年3月完成河南天冠集團(tuán)新建)3012.88燃料乙醇30 DDGS:182002年11月開工燃料乙醇60吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司6028.9 DDGS 602001年9月開工建設(shè)第一條生玉米油5產(chǎn)線30萬(wàn)a)安徽豐源待批)30可研報(bào)告待國(guó)務(wù)院審批酒精50山東久久集團(tuán)非國(guó)家試點(diǎn)項(xiàng)目)5021 DDGS 312002年6月建成。可根據(jù)政策玉米毛油4.5和市場(chǎng)情況轉(zhuǎn)產(chǎn)燃料乙醇玉米胚芽112燃料乙醇的使用政策31對(duì)車用乙醇汽油的生產(chǎn)和使用給予財(cái)政補(bǔ)貼。美國(guó)主要以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇所2.1國(guó)外燃料乙醇的使用情況耗玉米占全美玉米總產(chǎn)量的7%~8%。1990年,目前世界上使用乙醇汽油時(shí)間最長(zhǎng)成效最全美燃料乙醇銷售量為265萬(wàn)t到2000年已達(dá)大的國(guó)家屬巴西和美國(guó)。由于乙醇和汽油在燃料559萬(wàn)年均增長(zhǎng)率為20%。1999年美國(guó)環(huán)保性能上的差別,世界上對(duì)乙醇汽油的使用方法也局與國(guó)會(huì)合作針對(duì)汽油增氧劑MTBE對(duì)地下水各異。一般的方法分兩大類用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽資源的污染研究了2002~011年期間新的國(guó)家車乙醇加入體積分?jǐn)?shù)為5%~22%專用發(fā)動(dòng)機(jī)“清潔燃料替代”計(jì)劃,一些州已明令禁止使用的汽車20世紀(jì)70年代就已是成熟技術(shù)乙醇加MTBE。如果2004年美國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)全面禁止入體積分?jǐn)?shù)為85%~100%世界上已有約00萬(wàn)使用MTBE,將極大地刺激車用乙醇汽油的需求輛這樣的汽車在運(yùn)行。增長(zhǎng)。20世紀(jì)70年代末在石油危機(jī)的背景下美美國(guó)推廣使用車用乙醇汽油不但在一定程國(guó)為減少對(duì)進(jìn)口原油的依賴聯(lián)邦政府制定了乙度上緩解了石油供求矛盾同時(shí)由于擴(kuò)大了玉米醇發(fā)展計(jì)劃開始大力推廣車用乙醇汽油。作為消費(fèi)市場(chǎng)從而刺激了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增加了農(nóng)民收入;46化工科技第11卷善了環(huán)境和空氣質(zhì)量經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到顯著提高3我國(guó)推廣使用燃料乙醇的意義巴西政府于1975年推行車用乙醇汽油計(jì)劃,乙醇這一傳統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的沉淪并在稅收補(bǔ)貼和優(yōu)惠貸款等方面對(duì)燃料乙醇產(chǎn)之后自20世紀(jì)90年代以來(lái),之所以又重新成為業(yè)發(fā)展配套實(shí)施了完整的支持政策。與美國(guó)不同許多國(guó)家大力研究和發(fā)展的對(duì)象究其原因是人的是巴西是以甘蔗糖蜜、砂糖為主要原料生產(chǎn)們對(duì)乙醇極優(yōu)越的物理、化學(xué)特性有了更深入的燃料乙醇。2000年該國(guó)燃料乙醇總產(chǎn)量達(dá)793萬(wàn)認(rèn)識(shí)和了解。乙醇已不單是一種優(yōu)良燃料,它己t約占該國(guó)汽油消耗總量的13目前巴西是世經(jīng)成為一種優(yōu)良的燃油品質(zhì)改善劑被廣泛使用。界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)也是唯一不它的主要特性可以概括為四個(gè)方面第一乙醇是使用純汽油作為汽車燃料的國(guó)家。燃油氧化處理的增氧劑,使汽油增加內(nèi)氧燃燒充歐共體積極發(fā)展車用乙醇汽油最直接的原因分達(dá)到節(jié)能和環(huán)保目的第二,乙醇具有極好的是解決農(nóng)產(chǎn)品過(guò)剩問(wèn)題目前在稅收優(yōu)惠政策抗爆性能調(diào)合辛烷值一般都在120左右作為汽的支持下車用乙醇汽油在歐共體的使用呈上升油的高辛烷值組分,它可有效提高汽油的抗爆性趨勢(shì)。(辛烷值)第三在新標(biāo)準(zhǔn)汽油中乙醇還可以經(jīng)2.2我國(guó)燃料乙醇的使用情況濟(jì)有效地降低烯烴、芳烴含量降低煉油廠的改造我國(guó)推廣使用車用乙醇汽油燃料乙醇的加費(fèi)用第四,乙醇是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式在整入量初步確定從體積分?jǐn)?shù)為10%起步。這樣做個(gè)自然界系統(tǒng)中,乙醇的整個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)可形成的好處是現(xiàn)有車輛和加油裝置不需任何改裝,無(wú)污染和潔凈的閉路循環(huán)過(guò)程永恒再生永不枯油耗動(dòng)力基本不受影響汽車尾氣的污染可大幅竭。在我國(guó)推廣使用車用乙醇汽油主要有如下三度降低又不消耗過(guò)多的糧食。個(gè)重要意義。變性燃料乙醇的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18350-2001和一是可緩解石油緊缺矛盾。目前我國(guó)石油消車用乙醇汽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18351-201已于費(fèi)正以每年13%的速度增長(zhǎng)并從1993年開始成2001年頒布并實(shí)施。為石油凈進(jìn)口國(guó),1999年我國(guó)原油加工量為2.2.1我國(guó)燃料乙醇使用區(qū)域和數(shù)量17700萬(wàn)t其中進(jìn)口3660萬(wàn)t汽油年消耗量約從2001年開始我國(guó)先后在河南黑龍江開3600萬(wàn)t。原油的供求矛盾將成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)始試用車用乙醇汽油采取地方立法的手段在試發(fā)展的長(zhǎng)期壓力。九屆人大四次會(huì)議通過(guò)的《匡點(diǎn)城市封閉運(yùn)行。河南先在南陽(yáng)、洛陽(yáng)、鄭州三市民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃綱要》提出要使用車用乙醇汽油2001年消耗了147燃料乙開發(fā)燃料乙醇等石油替代品采取措施節(jié)約石油醇2002年消耗了約500燃料乙醇黑龍江先資源。如果我國(guó)向美國(guó)一樣每年使用約500萬(wàn)t在肇東和哈爾濱使用車用乙醇汽油2001年消耗的燃料乙醇,替代等量的汽油,每年可節(jié)省外匯了127t燃料乙醇2002年消耗了約500燃料乙15億美元。用糧食制造燃料乙醇是一種生物轉(zhuǎn)醇。化的太陽(yáng)能是一種用之不竭的可再生資源。2.2.2我國(guó)對(duì)生產(chǎn)燃料乙醇的財(cái)政扶植政策4二是可有效解決玉米等糧食的轉(zhuǎn)化,促進(jìn)農(nóng)(1)免征燃料乙醇5%的消費(fèi)稅業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和消(2)燃料乙醇的增值稅實(shí)行先征后返費(fèi)大國(guó)近年來(lái)糧食綜合生產(chǎn)能力已接近5億t,(3)使用陳化玉米原料執(zhí)行陳化糧補(bǔ)貼政玉米產(chǎn)量約占22%~25%實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品供給由策;長(zhǎng)期短缺到總量基本平衡、豐年有余的歷史性轉(zhuǎn)(4)項(xiàng)目新增建設(shè)用地有償使用費(fèi)上繳中央變。然而糧食深加工轉(zhuǎn)化問(wèn)題未能得以很好解部分實(shí)行先征后返;決。糧食雖然增產(chǎn)但并未形成增產(chǎn)消費(fèi)—刺(5)實(shí)行上述政策后燃料乙醇項(xiàng)目仍然虧激再生產(chǎn)的良性循環(huán)。針對(duì)目前糧食供給相對(duì)損的按保本微利的原則由國(guó)家給予政策補(bǔ)貼。項(xiàng)過(guò)剩、糧價(jià)下跌、農(nóng)民收入增長(zhǎng)緩慢問(wèn)題《國(guó)民經(jīng)的銷佳利問(wèn)銷的1頂計(jì)通和社屏午出兩通過(guò)第4期黃治玲燃料乙醇的生產(chǎn)與利用47品階段性供過(guò)于求問(wèn)題。發(fā)展車用乙醇汽油可推廣使用車用乙醇汽油作為我們國(guó)家的一項(xiàng)有效解決玉米等糧食作物的轉(zhuǎn)化形成一個(gè)長(zhǎng)期、戰(zhàn)略舉措充分體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)治理穩(wěn)定、可控的糧食消費(fèi)市場(chǎng)使國(guó)家又擁有了一個(gè)環(huán)境污染增加農(nóng)民收入的深切關(guān)注。隨著吉林可靠的糧食調(diào)控手段有助于增加和穩(wěn)定農(nóng)民收60萬(wàn)t/a燃料乙醇項(xiàng)目第一條生產(chǎn)線于2003年9入實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)為農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化探月份的開車投產(chǎn)隨著河南、安徽新建燃料乙醇裝索一條新途徑。按年生產(chǎn)500萬(wàn)燃料乙醇計(jì),置相繼建成投產(chǎn)隨著車用乙醇汽油在全國(guó)范圍可消耗玉米1500萬(wàn)t全國(guó)玉米產(chǎn)量的11%左的推廣使用相信燃料乙醇必將為我國(guó)創(chuàng)造出巨右。因此不會(huì)對(duì)糧食供應(yīng)產(chǎn)生沖擊。大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。三是有利于環(huán)境的改善。使用車用乙醇汽油可以使汽車尾氣污染水平平均降低30%以參考文獻(xiàn)上。其中一氧化碳(CO排放下降30.8%揮發(fā)性【1】謝林呂西軍.玉米酒精生產(chǎn)新技術(shù)M]北京中國(guó)輕工業(yè)烴類化合物(CH)排放下降13.4%。使用乙醇替出版社2001.120代等量汽油還可以提高汽油的辛烷值清潔汽車2】劉鐵男在河南天冠集團(tuán)30萬(wàn)a燃料乙醇開工儀式上的引擎減少機(jī)油替換。作為增氧劑燃料乙醇替代【3】張曉陽(yáng)在中部汽車論壇上的演Z]南陽(yáng)河南天冠集汽油中的MTBE、ETBE還可以避免對(duì)地下水造成團(tuán)2000污染。所以燃料乙醇是一種綠色能源”。[4]關(guān)于下達(dá)燃料乙醇虧損補(bǔ)貼的通知Z]北京中華人民共和國(guó)財(cái)政部2002. THE PRODUCTION AND APPLICATION OF FUEL ETHANOL HUANG Zhi-ling( Jilin Fuel Ethanol Co.ltd. Jilin132101,China) Abstract: As kind of new energy resource fuel thanol project has been isted as development project of'the tenth five-year-plan". The subjects including the development plan of fuel ethanol in China the construction of pro- ject and relative policies,the production and application situations of fuel ethanol in USA, Brazil and China the significance of fuel ethanol production and the application of gasohol in China in aspect of saving oil resource, im- proving environmental conditions and increasing the income of farmer are briefly discussed. Key words: Fuel ethanol Gasohol; Maize; Alcohol會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)會(huì)5纖維、電影膠片、制藥、染料和香料等。簡(jiǎn)訊該裝置經(jīng)過(guò)歷年挖潛改造年生產(chǎn)能力由當(dāng)初的6000t二級(jí)品達(dá)到了現(xiàn)在年產(chǎn)55000t優(yōu)級(jí)品。2003年該廠針對(duì)裝置回收工序尚有余量的中油吉林石化公司電石廠對(duì)醋酐回收實(shí)際對(duì)共沸蒸餾塔、萃取塔、酯水蒸餾塔等關(guān)鍵工序改造年可回收稀醋酸650t設(shè)備實(shí)施技術(shù)改造改造后每年可多回收稀醋酸650t回收后的稀醋酸用于裂解后,可使產(chǎn)品的中油吉林石化公司電石廠醋酐裝置采用冰醋消耗指標(biāo)大幅度下降年創(chuàng)效益可觀。酸裂解法生產(chǎn)工藝其產(chǎn)品主要用途是制造醋酸王軍)