生物乙醇

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生物乙醇的应用
生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料 酒精。因其具有操作性能良好、灵活性、清洁度高、可靠性 高，燃烧热值较高以及发展潜力等优点可以单独或与汽油混 配制成乙醇汽油作为汽车燃料和燃料电池。
乙醇柴油
乙醇柴油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定 比例混配形成的新型替代能源。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通 汽油与10%的燃料乙醇调和而成。具有辛烷值高，抗爆性好；可以有效的降低汽 车尾气排放，改善能源结构等优点
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生物乙醇
乙醇是由高粱、玉米、薯类等经过发酵而制得可再生能源。它不影响 汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁 燃料，是当前世界上可再生能源的发展重点，符合我国能源替代战略和可 再生能源发展方向，技术上成熟安全可靠，在我国完全适用，具有较好的 经济效益和社会效益。乙醇汽油是一种混合物而不是新型化合物。在汽油 中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气对空气的 污染，还可促进农业的生产。
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机 遇
料乙醇，利用不适宜于种粮食的土地及森林资源，种植适宜的能 源植物
生产技术前景——由于原料成本降低及生产技术进步等，
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燃料乙醇的价格也在逐步的降低
发动机技术前景——发展灵活燃料汽车是燃料乙醇应用技术的 一个方向，美国、巴西等国已经成功开发出既可以使用纯汽油 或纯乙醇及二者任意比配成混合燃料的灵活燃料电池。
我国能源消耗量大，在2015年能源消费总量已经达到了429905万吨，其中石 油消耗总量也达到了78672.62万吨，占总数的18.30%，石油能源的大量消耗往往伴 随着环境污染的产生。以农作物或植物作为原材料开发新能源进行生物燃烧可以有 效的降低污染物的控制及排放，以及能源作物在生长过程中要吸收大量的二氧化碳， 从而降低空气中二氧化碳的浓度，降低温室效应的影响。
图中，天然气的进口量在2015年达到了611亿立方米，原油进口量2015年达到了 33550万吨，我国对天然气和石油资源的需求量依然不断增加，但大量进口石油和天然 气必然对我国的能源安全造成威胁。而以乙醇汽油为主导的生物能源具有可再生的特 点，可以利用我国多样化、多产量的植物分布进行大规模生产，可以对维护能源安全 和满足社会的能源需求具有十分重大的意义。
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发酵法生产乙醇—酸水解乙醇发酵工艺
使用浓度为70%左右的硫酸，在 温度为100度条件下处理木质纤维 素，破坏纤维素之间的晶型结构， 使其成为不定形物质后，然后加水 将酸的浓度稀释到20%~30%，并在 100度下保持1h，是半纤维最大限 度的降解，再次进行固液分离，最 后得到残渣主要成分是可以回收利 用的难降解的木质素，固液分离得 到的水解产物在发酵前必须进行糖 酸分离，分离得到的稀酸可以进入 蒸发系统浓缩循环使用，得到的糖 液中和后进入乙醇的发酵阶段，经 过蒸馏提纯得到乙醇。
目录
Contents
生物能源现状 生物乙醇的现状
乙醇工艺
生物乙醇的应用
机遇与挑战
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生物能源资源现状
根据预测，世界石油将在未来 40年左右枯竭，天然 气将在 60年内用完，煤炭也只能用220年左右。我国已 探明的煤炭可开采储量1 145亿t，可开采54～81年;石油 可开采储量为 32.74亿 t，可开采年限为 15～20年;天然 气可开采储量 11704亿m3，可开采年限为28～58年。因 此，寻求新的替代燃料已迫在眉睫。
汽车动力性能技术
乙醇柴油对汽车 的油箱、化油器 等有色金属、橡 胶材料有不同程 度的腐蚀，需要 对汽车性能进行 适当的调整
醇醛的排放 乙醇柴油的使用 到来醇醛排放增
加的问题，需要
引起注意
发展机遇及前景
原料前景——随着纤维质乙醇关键技术的突破及工业化运动的
成果，21世纪将更多使用；粮食等农产品异味的生物质来生产燃
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3 乙醇的制备—直接水和法
原料乙烯经压缩机压缩到7.1MPa 与循环乙烯混合后进入系统与热水 混合，然后经过热交换器在加热炉 内加热到3000C使水气化，得到合 格的混合原料气，由顶部通过催化 剂层进入到水合反应器，返回气在 热交换器里将合成气加热，同时返 2 4 2 2 5 回气中的反应生成物及水蒸气部分 冷凝，采用稀释的氢氧化钠中和返 回气中夹带的磷酸，然后一并进入 高压分离器使气体与液体分离。分 离后的气体经冷凝器冷却后进入洗 涤塔，洗涤后可在循环使用。分离 后的液体经粗蒸馏塔除掉水分，塔 顶馏分进入氢化系统，将醛类还原。 随后进入轻组分蒸馏塔，在进一步 在精馏塔中精制成含95%左右的乙 醇产品
生物乙醇的开发现状及发展趋势
汇报人：谭双
前言
世界范围内的能源危机日益严重 ， 为维持人类文明高水平持续 发展势必需要寻求一种新的能源利用方式。生物能源便是理想的可 再生能源之一，有利于能源多样性保护，能有效的缓解能源危机。 生物能源来自生物质如薪柴、秸秆、禽畜粪便和城市垃圾，可通过 现代技术将其转化为固态、液态或气态的燃料，在中国是仅次于煤 炭、石油和天然气的第四位能源
C H +H O═C H OH
C2H5OH+H2═2CH3CH2OH
间接水合法
两种方法的对比
A
直接水合法
优点：工艺流程简单、不需要消耗硫酸 缺点：单程转化率较低、气体需要多次循 环、能量消耗大，催化剂的研究需要有待 提高
B
间接水合法
优点：原料乙烯浓度适应范围较宽。乙烯分压低，电耗低。 缺点：消耗大量浓硫酸，在生产过程中对设备会造成严重 腐蚀。
目前全球燃料乙醇产量近8000万吨，其中生产和消费量最大的国家是美国， 2015年产量近4500万吨，占到全球产量的57.7%；其次是巴西，全年产量约2150万吨， 占全球产量的27.6%。其余国家贡献的总量不到14.7%。虽然我国现在已经成为世界 上燃料乙醇的第三大生产和消费国家，但2015年的产量占比仅有3.17%，距离发展完 善的市场还有极大的提升空间。
燃料电池
具有效率安全性好、可靠 性高、清洁度高、操作性能良 好、灵活性好以及有发展潜力 等优点
5、面临的挑战 仍需努力
生产原料及成本 乙醇的价格高于 汽油及柴油，只有 价格低于柴油的销 售价是才具有经济 可行性
乙醇汽油的储运 乙醇柴油遇水 分层，无法采用低 成本的管道输送并 且还要注意乙醇汽 油储运中的防水
十三五期间的发展目标是到2020年，实现生物液体燃料年利用量600万吨， 其中燃料乙醇利用规模为400万吨/年，约合380万吨标准煤。2015年国内燃料乙 醇的实际年利用量仅为230万吨左右，仅占全球总量的3.17%，约为美国产量的 5.5%。我国汽油年产超1.2亿吨，绝大部分为车用汽油，燃料乙醇产量仅占汽油 产量2%左右，若未来在全国范围内推广使用E10乙醇汽油，则所需燃料乙醇还有 近千万吨空间。