我国燃料乙醇生产技术的现状与展望

收稿:2007年6月

　3通讯联系人　e 2mail :yuegj @

我国燃料乙醇生产技术的现状与展望

岳国君3

　武国庆　郝小明

(中粮集团有限公司生化能源事业部　北京100080)

摘　要　概述了目前国内外燃料乙醇产业现状。结合我国中粮生化能源(肇东)有限公司燃料乙醇装

置,重点介绍了我国目前的燃料乙醇生产工艺技术水平、特点以及与国外的差距。本文从提高燃料乙醇生产技术水平、降低生产成本、寻找廉价非粮原料和开发新生产工艺等几个方面,对燃料乙醇生产技术的发展作了展望。

关键词　燃料乙醇　生产技术　玉米　非粮原料中图分类号:TK 6;S216.2　文献标识码:A 文章编号:10052281X (2007)07Π821084207

The Status Quo and Prospects of Fuel Ethanol Process

Technology in China

Yue Guojun

3

　Wu Guoqing Hao Xiaoming

(Bio 2chemical and Bio 2energy Division ,China National Cereals ,Oils ,F oodstu ffs Im port ,

Export C orporation Limited ,Beijing 100080,China )

Abstract The status quo of fuel ethanol industry in the w orld is reviewed.In this paper ,referring to the present production situation of fuel ethanol plants ,owned by C OFC O limited ,at Zhao Dong City in Heilongjiang Province ,the corn ethanol process technology in China is highlighted.The difference of corn ethanol process technology between domestic and abroad is com pared.Additionally ,the processing technology of fuel ethanol in China using non 2grain feeds ocks such as cassava ,s orghum and cellulose have been em phasized.The future development of fuel ethanol technology is als o discussed based on im provement of the fuel ethanol processing technology ,reduction of the fuel ethanol high cost ,and exploitation of new processing technology using cheap feedstocks.

K ey w ords fuel ethanol ;process technology ;corn ,non 2grain feeds ocks

近年来,随着我国经济的高速发展,社会与经济可持续发展所面临的能源、环境、农业等问题将日益凸显,而借鉴国外经验,推广使用乙醇汽油是国家着力缓解能源、环境、农业问题的一项战略性举措。目前国内各地拟建燃料乙醇项目积极性高涨,但产业发展面临着提高产业技术发展水平,降低生产成本,开发非粮原料,研究新的生产工艺等诸多挑战。

1　燃料乙醇产业的国内外发展现状

1.1　国外发展现状

目前世界上已有近20个国家推广使用乙醇汽

油,推广使用乙醇汽油状况最好的国家是巴西和美国。巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”,以甘蔗为原料生产燃料乙醇。1975—1989年政府为发展燃料乙醇项目投资了4912亿美元,提高了生产燃料乙醇各个环节的效率,技术的发展使巴西燃料乙醇生产成本在世界上最低,约合每升0120—0121

美元,具有很强的市场竞争力[1,2]

。至2001年巴西政府取消了对燃料乙醇的补贴,完全实现了商业化。美国推广玉米乙醇汽油近30年,2006年燃料乙醇产量首次超过巴西(1380万吨),达到

第19卷第7Π8期2007年8月

化　学　进　展

PROG RESS I N CHE MISTRY

Vol.19No.7Π8

　Aug.,2007

1460万吨[3]。主要原因首先在于政府的大力支持。1979年,美国制定了联邦政府的“乙醇发展计划”,并制定了积极的经济激励政策。虽然目前美国燃料乙醇生产成本已具备与汽油竞争的实力,但政府仍然给燃料乙醇进行补贴。其次在过去的近20年中,先进技术的应用使生产燃料乙醇的成本降低了2Π3,约为每升0124—0134美元[1,2,4],这也是燃料乙醇在美国获得成功的重要原因。

112　国内发展现状

我国燃料乙醇起步较晚,但是发展迅速,已成为继巴西、美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。“十五”期间,国家发改委先后建设了4套燃料乙醇生产装置,核准生产102万吨Π年燃料乙醇[5],即中粮生化能源(肇东)有限公司(10万吨Π年),吉林乙醇(一期30万吨Π年),安徽丰原生化(32万吨Π年),河南天冠(30万吨Π年),其中除河南天冠使用部分小麦,中粮肇东使用部分陈化水稻为原料生产燃料乙醇外,其余全部使用玉米。由于用粮食为原料生产燃料乙

醇需要消耗大量的粮食,为此国家燃料乙醇产业坚持发展非粮燃料乙醇,原料的选择遵循“因地制宜,非粮为主”的原则。作为国内燃料乙醇行业的龙头企业,中粮集团承建的中粮广西20万吨Π年木薯乙醇项目顺应了这一趋势。该装置是国家审批的第5个燃料乙醇生产装置,也是唯一的非粮作物燃料乙醇装置,预计2007年底可望投产。

2　国内燃料乙醇生产技术水平

211　玉米燃料乙醇生产技术水平

玉米燃料乙醇按照生产工艺可分为“湿法”与“干法”[6]。对于专业的乙醇生产企业,采用技术手段分离出胚芽生产玉米油是必要的,并且工业生产乙醇时,只要求玉米淀粉脂肪含量低于110%即可[7]。因此,“半干法”工艺或“改良湿法”工艺均为可选方案。表1为几种玉米燃料乙醇生产工艺的优劣比较。

表1　玉米燃料乙醇生产工艺的综合比较

T able1　The comparation of different corn fuel ethanol processes

item dry milling m odified dry milling wet milling im proved wet milling

processes introduction C orn is dry grinded firstly,

then added into water to form

the mash.The entire mash is

liquefied,saccharified and

fermented.A fter distillation

and dehydration,99%ethanol

is separated from the alcohol2

water s olution.

A fter dry grinding,the corn

germ is rem oved and corn oil is

extracted from the germ.The

starch is liquefied,saccharified

and fermented.W ith the

distillation and dehydration,

99%ethanol is separated from

the alcohol2water s olution.

A fter wet grinding,all of the

non2starch com ponents is

extracted to produce co2

products.Only the starch is

liquefied,saccharified and

fermented.W ith distillation

and dehydration,99%ethanol

is separated from the alcohol2

water s olution.

A fter wet grinding,only corn

germ is rem oved and corn oil is

extracted from the germ.The

starch is liquefied,saccharified

and fermented.W ith the

distillation and dehydration,

99%ethanol is separated from

the alcohol2water s olution.

steeping no12hrs under room tem perature36—48hrs under tem perature

50℃6—12hrs under tem perature 65℃

corn oil(%)no115—21133

coproduct DDG S,CO2DDG S without oil,corn oil,

CO2DDG S without oil,corn oil,

germ cake,corn protein flour,

CO2

DDG S without oil,corn oil,

CO2

relative

investment

1111—112118—2113—114

energy

consum ption

minimum less maximum m ore

由于玉米燃料乙醇技术首先在美国实现工业化生产并迅速得到发展,其经济效益仅次于巴西的甘蔗燃料乙醇。所以有必要介绍一下美国玉米燃料乙醇技术的特点及优势所在。

21111　美国玉米燃料乙醇技术

2.1.1.1　生产工艺的选择

美国“湿法”工艺用于燃料乙醇的生产源于淀粉企业的产品延伸,其中以ADM公司为典型代表,采用纯糖浆发酵和酵母回用技术,工艺流程如图1所示[8]。

2000年前美国共有48个生产厂家,生产约670万吨燃料乙醇。其中产能的60%由湿法生产,40%由干法生产。2005年又新建36个厂,总数达到84家,产能较2000年增加约一倍达到1200万吨。2006

・

5

8

1

・

第7Π8期岳国君等　我国燃料乙醇生产技术的现状与展望