燃料乙醇生产与应用技术

本书是《可再生能源丛书》之一。本书介绍了合成法乙醇生产、发酵法乙醇生产、乙醇脱水成无水乙醇、乙醇发酵的清洁生产与综合利用、燃料乙醇变性及储运、车用乙醇汽油的混配及应用、燃料乙醇生产分析、乙醇柴油研究等方面的内容。本书供从事生物质燃料特别是从事燃料乙醇研究与开发、生产与应用等方面的技术与管理人员阅读。

1 总论

1.1 概述

1.2 燃料乙醇的特性

1.3 燃料乙醇工业的发展

1.3.1 国外发展概况

1.3.2 国内发展概况

1.4 燃料乙醇技术展望

1.4.1 燃料乙醇生产技术

1.4.2 燃料乙醇应用技术

1.4.3 展望

参考文献

2 合成法生产乙醇

2.1 乙烯直接水合法

2.1.1 乙烯直接水合法的理论基础

2.1.2 乙烯直接水合法的催化剂

2.1.3 乙烯直接水合法的生产工艺

2.1.4 乙醇精制工艺

2.1.5 合成乙醇生产分析

2.2 乙烯间接水合法

2.2.1 乙烯气的吸收

2.2.2 吸收液的水解

2.2.3 乙醇的精馏

2.2.4 稀硫酸的处理

2.3 其他合成方法

2.3.1 乙醛加氢法

2.3.2 CO-H2合成乙醇

2.4 合成生产关键设备

参考文献

3 发酵法生产乙醇

3.1 原料种类和原料处理

3.1.1 淀粉质原料及原料处理

3.1.2 糖蜜原料和处理

3.1.3 纤维质原料和处理

3.2 乙醇的发酵

3.2.1 乙醇发酵常用的微生物

3.2.2 酒母的培养

3.2.3 乙醇的发酵工艺

3.3 乙醇的蒸馏

3.3.1 蒸馏原理

3.3.2 精馏原理

3.3.3 蒸馏与精馏工艺

3.3.4 蒸馏节能技术

参考文献

4 乙醇脱水

4.1 精馏脱水

4.1.1 恒(共)沸精馏

4.1.2 萃取精馏

4.2 吸附及离子交换技术

4.2.1 吸附技术

4.2.2 离子交换技术

4.3 膜分离技术

4.3.1 概述

4.3.2 膜分离过程的类型

4.3.3 膜及膜组件

4.3.4 膜分离在乙醇脱水中的应用

4.4 超临界流体萃取技术

4.4.1 超临界流体萃取技术的原理

4.4.2 超临界流体萃取技术的特点

4.4.3 超临界流体萃取技术在乙醇生产中的应用

参考文献

5 发酵清洁生产与综合利用

5.1 二氧化碳回收生产

5.1.1 乙醇发酵气体组成

5.1.2 二氧化碳回收生产工艺及质量标准

5.1.3 固体二氧化碳(干冰)生产

5.2 乙醇酵母回收利用

5.2.1 生产饲料酵母或面包酵母

5.2.2 生产核糖核酸与核苷酸

5.3 杂醇油及醛酯馏分回收利用

5.3.1 杂醇油的回收利用

5.3.2 醛酯馏分的回收利用

5.4 酒糟废液回收利用

5.4.1 酒糟废液处理概述

5.4.2 生物处理法

5.4.3 废液烧却法

5.4.4 回流法

5.5 酒糟饲料生产

5.5.1 淀粉原料的酒糟组成

5.5.2 利用酒糟生产饲料

5.5.3 利用酒糟生产饲料酵母

参考文献

6 燃料乙醇的储运

7 乙醇汽油混配

8 乙醇汽油应用

9 燃料乙醇发展前景

10 燃料乙醇生产分析

附表1 二倍稀释法测定糖蜜锤度更正表

附表2 糖度温度更正表

版 次:1页 数:303

字 数:371000

印刷时间:2007-7-1

开 本:

纸 张:胶版纸

印 次:1

I S B N:9787122006462

包 装:平装

应用现状和燃料乙醇生产技术取得成就的基础上，将编者多年的研究成果与生产实践融为一体，全面系统地介绍了生产燃料乙醇的生物质原料资源，包括糖类生物质原料。甜高粱茎秆汁液，淀粉类生物质原料。废糖蜜、甘蔗和甜菜、纤维素类生物质原料生产燃料乙醇的工艺以及燃料乙醇应用技术，并对国内外典型燃料乙醇生产的成功案例进行了分析。

本书通过原理性的理论分析和实际生产工艺介绍，让读者较详尽掌握燃料乙醇生产原料的种类。制造工艺特点和最新研究动态等内容，非常适合于从事新能源和可再生能源及农业资源利用领域的工程技术人员、科研人员参考，也可作为高等院校相关专业本科生、研究生教材使用。

本书借鉴了大量国内外在燃料乙醇研究，生产上的最新成果，结合我国节能减排政策，在总结国内外燃料乙醇发展。

燃料乙醇指以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。

燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙 醇。其工艺流程一般分为五个阶段，即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比，第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理，即脱去木质素，增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触，提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后，再进入发酵、蒸馏和脱水。

我国燃料乙醇的主要原料是陈化粮和木薯、甜高粱,地瓜等淀粉质或糖质非粮作物，今后研发的重点主要集中在以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇技术 。国家发改委已核准了广西的木薯燃料乙醇、内蒙的甜高粱燃料乙醇和山东的木糖渣燃料乙醇等非粮试点等项目，以农林废弃物等木质纤维素原料制取乙醇燃料技术也己进入年产万吨级规模的中试阶段。

燃料乙醇的主要原料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴树等。

最近几年，由于石油价格的波动，燃料乙醇的消费增长也在提速。中国燃料乙醇产业起步较晚，但发展迅速，燃料乙醇在中国具有广阔前景。随着国内石油需求的进一步提高，以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略已成为中国能源政策的一个方向。中国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目，并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。燃料乙醇走向了非粮乙醇发展的道路，并得到了快速发展。

燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴，为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范，及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。

发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)、纤维素(多缩己糖)的农产品， 农林业副产物及野生植物为原料，经过水解(即糖化)、发酵使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下，水解为葡萄糖，再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。

成熟的发酵醪内，乙醇质量浓度一般为8-10%(w)。由于原料不同，水解产物中乙醇含量高低相异，如谷物发酵醪液中乙醇的质量分数不高于12%,纤维素可用酶或酸水解，如亚硫酸法造纸浆水解液中仅含乙醇约1.5%。除含乙醇和大量水外，还有固体物质和许多杂质，需通过蒸馏把发酵醪液中的乙醇蒸出，得到高浓度乙醇，同时副产杂醇油及大量酒糟。

脱水技术是燃料乙醇生产关键技术之一。从普通蒸馏工段出来的乙醇，其最高质量浓度只能达到95%，要进一步的浓缩，继续用普通蒸馏的方法是无法完成的，因为此时，酒精和水形成了恒沸物(对应的恒沸温度为78.15℃)，难以用普通蒸馏的方法分离开来。为了提高乙醇浓度，去除多余的水分，就需采用特殊的脱水方法。

制备燃料乙醇的方法主要有化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。