中国无水乙醇行业发展研究报告

中国非粮无水乙醇行业研究报告

酒精工业是基础的原料工业，其产品主要用于食品、化工、军工、医药等领域，也可在汽油中加入5%-20%无水酒精而得到乙醇汽油。近年来，在原油价格持续高位运行的刺激下，燃料乙醇的旺盛需求推动全球酒精产量强劲增长，美国超越巴西成为第一大酒精生产国，美国、巴西及中国是当前全球酒精行业的主要消费国。

1概述

1.1乙醇定义

乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。

1.2乙醇分类

1.2.1无水酒精

无水乙醇是指含水量很少的乙醇,一般乙醇体积分数大于99.2%,在无水乙醇中添加改性剂形成变性燃料乙醇,并以一定比例与汽油调和,形成车用乙醇汽油,用作点燃式内燃机的燃料。

用途：化学试剂、化学原料、防腐剂、消毒、燃料、有机溶剂等。

1.2.2食用酒精

食用酒精产品，适用于谷物、薯类、糖密为原料，经发酵、蒸馏而制成的含水酒精，为食品工业专用的食用酒精。

用途：白酒、饮料、乙酸乙酯、丁醇、丙酮、医药等。

1.2.3工业酒精

工业酒精产品质量执行中华人民共和国国家标准GB/T394.1-94适用于谷物、薯类、糖密为原料，经发酵、蒸馏而制成的含水工业酒精。其杂质指标比食用酒精宽松。按其生产的酒精不得用于食品、饮料。

用途：燃料、有机溶剂、乙烯、橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、染料、农药等。

2无水乙醇制作工艺

生产无水乙醇的方法，主要分为发酵法和合成法，其中发酵法又分为粮食法和非粮法；合成法中有亚硫酸法、乙烯水合法、乙醛加氢法等。

2.1粮食法制无水乙醇：

我国目前主要以粮食，尤其是玉米为原料生产燃料乙醇，虽工艺简单，但能源转换率均低于2／3，成本偏高，而且我国人多地少，粮食产量有限，能源需求大，依靠粮食生产燃料乙醇远不能满足能源需求。利用非粮材料制取乙醇，开辟了低成本材料生产能源的新途径，有助于缓解能源危机，同时，减少玉米、小麦等粮食材料用量，有利于缓解粮食危机。因此，利用非粮材料制取乙醇具有广阔前景[1]

2.2非粮法制无水乙醇：

可制造乙醇的非粮材料主要有两类：第一类为木质纤维类，包括农业废弃物（小麦、玉米秸秆，稻壳，谷皮，杂草等）；工业废弃物（蔗渣，木材和造纸工业废料）；林业废弃物（锯木屑、树叶、树皮，刨花等）；生活垃圾（废纸，一次性筷子，食品残余物，果皮等）。

第二类为薯类（木薯，甘薯，马铃薯）[1]；此外，醋酸可通过直接法和间接法加氢制得乙醇。

3燃料乙醇行业国内发展概述

3.1燃料乙醇行业发展历程与现状

自1993年我国成为石油净进口国之后，我国石油对外依存度已从1995年的7.6%增加到2014年的59.5%。由于石化能源的短缺和节能减排的压力，清洁的、可再生的能源的发展和开发越来越受到中国政府的重视。2014年中共中央、国务院印发了《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》，指出城镇可再生能源消费比重要由2012年的8.7%提高到2020年的13%，目前我国可再生能源占能源消费的比重尚不足10%。中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能。包括燃料乙醇和生物柴油的生物液体燃料是重要的石油替代产品。燃料乙醇自2001年开始试点，至今已在全国的9个省境内使用，2006年的销售量约150万吨。《规划》指出，将不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力，要合理利用非粮生物质原料生产乙醇。近期重点发展以木薯、甘薯、甜高粱等为原料的燃料乙醇技术。从长远考虑，要积极发展以纤维素生物质为原料的燃料乙醇技术，下图为我国近40年石油进口量走势图，可以看出我国石油对外依存度不断攀升，石化能源严重短缺。

由于我国粮食供需仍然存在相对紧张的状态，所以国家重点支持薯类、秸秆纤维资源等作为非粮材料制备燃料乙醇的主要原料。如果将其转化成气体或者液体燃料，不仅可以大大提高使用率，而且可以优化我国现有的能源结构，减少污染。玉米秸秆等纤维质的原料在非粮材料制备燃料乙醇当中具有巨大的发展前景。比如薯类制造乙醇，我国的红薯种植面积广泛，产量更是占全世界总产量的80%。红薯容易种植抗旱性好，耐贫瘠。而且新鲜块根当中的淀粉含量可高达20%，氮源丰富，非常适合作为燃料乙醇的生产原料[2]。

3.2醋酸制乙醇法与纤维、木薯优劣势对比

随着醋酸行业的产能扩张，我国成为醋酸生产第一大国，反观国内醋酸行业，目前处于产能严重过剩、市场持续低迷的困境，醋酸市场价格难以上行。因此，醋酸产业最大的希望是能够找到一条开发下游产品、延伸产业链的途径。以醋酸为主要原料通过酯化、加氢生产乙醇，可为目前处于困境的醋酸企业延伸产业链，增强竞争力。通过醋酸生产乙醇，可填补燃料乙醇的市场需求。

3.2.1优势

醋酸可通过直接法和间接法加氢制得乙醇，该工艺可拓展醋酸下游产业链，缓解醋酸产能过剩的现状；

醋酸直接加氢与酯化加氢技术已日趋成熟，从经济性考虑，按现有醋酸价格，生产成本明显低于粮食发酵法制乙醇的生产成本；

就项目的抗风险性而言，醋酸制乙醇项目适于现有的醋酸企业，可充分利用现有装置的公辅设施，降低建设投资，提高装置的灵活性创造更好的经济效益。

3.2.2劣势

原料成本占醋酸制乙醇生产成本的80%以上，原料氢气和醋酸价格的高低对醋酸制乙醇经济上有决定性的影响。

4近几年中国非粮无水乙醇行业发展环境分析

4.1非粮无水乙醇行业政策环境

据中国产业调研网发布的2016年中国酒精市场调查研究与发展趋势预测报告显示，中国酒精制造业的主要原料原来以玉米等粮食原料为主，2006年以来为保证国家粮食安全，政府开始限制粮食酒精的盲目发展，酒精生产原料“非粮化”趋势明显，木薯、甘蔗、甜菜、纤维素等非粮原料在酒精生产中被广泛应用。鼓励具有资源优势等条件的地区产业集群发展，培育发展酒精行业特色区域和产业集群，形成东北、中原、华东和广西等酒精主产集群区，培育龙头企业，形成有一定价格、质量水平和技术水平影响力的酒精产业集群。鼓励兼并重组和淘汰落后，通过兼并重组和淘汰落后，减少企业数量，增强行业集中度和竞争力。

随着乙醇汽油在全国各地的推广，燃料乙醇的产量一路飙升，由此引发了粮食乙醇路线面临和民众争食的问题。生物燃料的发展从之前的“粮源”转变为“非粮”，这样的转变不仅是大势所趋，而且也已经是迫在眉睫了。而进行非粮材料制备燃料乙醇主要的原料有秸秆、甘薯、落叶等作物和边角余料。进行非粮材料制备燃料乙醇的研究对我国的能源安全、促进农村经济发展等有着其重要发展意义。

4.2非粮无水乙醇行业技术环境

公开资料显示，化工醋酸直接加氢制乙醇技术醋酸转化率大于99%，乙醇选择性大于92%，时空产率大于850g/(kg cat.)/h。山西