(5)第二章 化学工业的资源路线和主要产品

四、农林副产品的化工利用

农林产品及其在加工过程中的下脚料（如花生壳、玉米芯、麦秆、米糠等）中含有较丰富的生物有机质（即生物质），这些物质若被当作燃料燃烧或被扔掉，一方面造成资源浪费，另一方面还会造成环境污染。若能把他们利用起来，加工成基本有机化工原料，就能提高其经济价值。我国土地辽阔，有着丰富的农、林产品资源，仅农作物秸秆每年就约有7亿多吨，除用作饲料和建筑材料外，每年还有200~300Mt 的剩余量堆积在田头、路边未能很好利用；再加上以农林产品和生物质为原料的工业企业也产生数以亿计的采伐加工残余物和有机固体垃圾，如能很好地将其利用，就能产生巨大的经济效益。利用生物资源获取有机化工原料和产品，已有悠久的历史。很早以前，人类就知道从棉花、羊毛和蚕丝获得纤维，用纤维素加工成纸，用油脂制造洗涤剂。

①米糠：稻谷在加工成精米的过程中要去掉外壳和占总重10%左右的种皮和胚，米糠就是由种皮和胚加工制成的，是稻谷加工的主要副产品。国内外的研究结果和资料表明，米糠中富含各种营养素和生理活性物质；

②生物质：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等；）

早在17世纪，人们就已知道用木材干馏来制取甲醇。近年来，在生物质的利用方面进行了更为广泛的研究，例如利用生物质液化制酒精、气化发电和产生沼气作为民用燃气等技术都取得了一定的进展。

下面介绍几类生物质实现化工利用的途径。 1.含糖或淀粉物质的化工利用

含糖或淀粉的物质很多，如粮食、甘蔗、甜菜、各种薯类或野生植物的根和果实，这类物质经水解后得己糖，己糖再经发酵后可以制取酒精、丁醇和丙酮。

粮食甘蔗甜菜各种薯类

野生植物

根和果实水解即：

水解是指将植物中所含的多糖(C 6H 10O 5)n （纤维素和淀粉均为多糖）用水使其转化为单糖的过程，也称为 “糖化”。如将含淀粉（淀粉属于高分子多糖）的物质先进行蒸煮，使淀粉糊化，再加入一定量的水，冷却得到60℃左右，并加入淀粉酶，淀粉则最终水解成葡萄糖（单糖）。

(C 6H 10O 5)n +n H 2O → n (C 6H 12O 6)(多缩己糖) (葡萄糖)

淀粉 糊化 葡萄糖(单糖）

蒸煮

水

淀粉酶

将单糖用酵母菌进行发酵，便可得到酒精。

C 6H 12

O 6 → 2C 2H 5OH + 2CO 2(葡萄糖）

巴西：普遍使用60%酒精+33%甲醇+7%汽油的车用燃料；新西兰 瑞典：利用树汁生产酒精（相当于石油消耗量的50%）；美国：用90%的汽油添加10%的酒精，取名为"汽油醇"，用量占全国汽油总量的70%

。酒精

脱水合成树脂

合成橡胶合成纤维

利用植物生产可降解塑料即将成为现实。酒

精

是替

代

石

油

的

最理

想燃料

用

生物原料替代化工原料前景十分乐观

2.含纤维素物质的化工利用

自然界中含纤维素的物质很多，常用来加工成化工原料的是木材加工过程中所得到的发酵料（如木屑、碎木、枝桠等）及一些农副产品废料和野生植物（如芦苇、玉米杆、稻杆、棉仔壳、甘蔗渣等）。用他们可以加工生产得到甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛等化工产品。

纤维素：半纤维素：(C 5H 8O 4)n +n H 20 → n (C 5H 10O 5)

(多缩戊糖) (戊糖)

(C 6H 10O 5)n +n H 2O → n (C 6H 12O 6

(多缩己糖) (葡萄糖)

糠醛树脂顺丁烯二酸酐

丁二烯合成纤维医药等

固体产物木炭

燃料活性炭

甲醇 醋酸

丙酮等

液体产品

综上所述，利用生物质资源经过酶或化学物质的催化作用可获得多种基本有机的化工原料或产品，而某些产品由生物质资源制取，至今仍是惟一或较方便的途径。生物质的利用前景十分广阔，利用现代科学技术，实现生物质替代石油是完全可能的。

农林副产品的利用现状①由农林副产品加工成化工成品，原料和产品重量比大，原料的收购、运输和储存有很多困难，难进行大规模工业生产。

②农林副产品收购有季节性，一年的原料需在1～2个月内备足，故仓储要做得很大，管理不善易发生霉变，造成原料的损失。

③中国有不少缺煤地区，常年用某些农林副产品作燃料，致使这些农林副产品收购价较高，工厂难以承受，只能少生产或不生产。

④石油化工或煤化工的发展，使原先由农林副产品制造的某些产品缺乏竞争力。

尽管如此,只要引导得当，农林副产品综合利用仍大有可为。有人预测,在未来的岁月里，和煤一样，农林副产品是一个潜在的化工产品的原料基地,从现在开始，就应当重视农林副产品的开发和利用。

五、矿石的化工利用

目前，世界上已知的矿物质有3000多种，工业上常用的有300多种，仅为生产无机盐原料的矿物质就约有100余种，但常用的只有20多种。

矿石的化工利用途径：用作生产化肥、酸、碱、无机盐的重要原料外；用于国民经济其他部门。

磷矿和硫铁矿是化学矿山产量最大的两个产品。磷矿是生产磷肥、磷酸、单质磷和磷酸盐的原料。

大多数矿石需要在开采前进行选矿和初步加工，以除去其中的杂质。

焙烧(包括煅烧)：在高温下，使矿石发生化学变化或物理变化，以便于对矿石作进一步处理的过程。煅烧是焙烧的一种，它是将矿石在高温下处理，使矿石分解出二氧化碳和水的过程。

我国的化学矿产资源丰富，已探明储量的化学矿产有20多个品种。以磷矿资源为例，我国磷矿资源十分丰富，约占世界磷矿资源总量的10％。

我国已经形成一个比较完整的矿石加工利用工业体系，生产化肥肥料和无机化工产品品种齐全。