燃料乙醇的研究与展望

2011年第2期广东化工第38卷总第214期 www.gdchem.com233燃料乙醇的研究与展望陈剑(丽水学院化学化工系,浙江丽水323000)[摘要通过介绍发酵法,乙醇脱水制造燃料乙醇的方法,确定位燃料乙醇是油品的优良品质改良剂,燃料乙醇不是“油”,是一种可生能源,燃料乙醇的辛烷值高抗爆性能好,且能减少多大气的污染,可作为新的燃料替代品【关键词]发酵法;乙醇脱水;燃料乙醇;改良剂;可再生能源;替代品中图分类号TQ文献标识码]A文章编号07-86520100330 Fuel Ethanol Research and Prospect (Chemical Engineering, LiShui College, Lishui 323000, China) and fucl ethanol is not "oily", it is a kind of renewable encrgy, fucl ethanol high octane anti-explosion performance is good, and can reduce more atmospheric pollution and can be used as a new fuel alternatives Keywords: fermentation; dehydrated alcohol; fuel ethanol; improver and renewable energy; substitute1燃料乙醇的生产工艺目前燃料乙醇需求逐年增加,供需状况良好。经过5年燃料乙醇也就是用粮食或植物生产的可加入汽油中的品的试点和推广使用,我国生物乙醇汽油在生产、混配、储运及质改善挤。它不是一般的酒精,而是它的深加乙醇具有销售等方面已拥有较成熟的技术许多优良的物理和化学特性燃料乙醇按一定比例加入汽油产但粮食总的供求关系还是处在一个紧平衡的状态。玉米这中,不是简单做为替代油品使用,这种认识和宣传是大错而特错的。燃料乙醇是优良的油品质量改良剂,或者说是增氧剂。几年的加工能力扩张得比较快,2005年,全国玉米深加工能力它还是汽油的高辛烷值调合组分。它是和我国石油行业在九十已经达到了1000亿斤,实际加工消耗是500多亿斤,2006年加工能力达到了1400亿斤,实际加工也接近700亿斤。深加工对年代后期为提高油品质量才开始发展的MTBE起同样的作用。于玉米的消耗也造成了玉米供求状况的变化带动了价格的上有三种:MTBE(甲基叔丁基醚)、乙醇和ETBE(乙基叔丁基醚),涨。据预测,2007年粮食价格将上涨6%左右,涨幅高于2006庆幸我国MTBE刚刚起步,就选择了用燃料乙醇来替代的路使用经验时,还年,粮、油等食品价格上涨将成为推动CP上涨的主要因素。根据《生物燃料乙醇以及车用乙醇汽油“十一五”发展专项子。规划》,到2010年,我国将以薯类、甜高粱等非粮原料为主燃料乙醇的生产工艺:发酵法生产乙醇和乙醇脱水法制得生产522万t燃料乙醇,届时乙醇汽油使用量将占全国汽油用燃料乙醇量的75%1.1发酵法生产乙醇其实,可再生能源会议作出的停止在建的乙醇燃料项目,发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)、纤维素(多缩已这只是阶段性的选择,之前,国家出发改委也多次通知,要求糖)的农产品,农林业副产物及野生植物为原料经过水解(糖新上燃料乙醇项目“刹车”,然而,效果不尽人意。如何破解隐化)、发酵使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀藏在问题背后的“发展”与“源”之间矛盾,却需要国家有关部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。门用更长的时间来求解按理说,食品和能源经济并不相关,发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮糖化、发酵、但是目前正在趋于紧密关联当石油价格上涨时食品价格也会蒸馏、废处理等。上涨。据大连商品交易所公布信息称,国内玉米价格在过去91.2乙醇脱水法制得燃料乙醇个月里上涨了近30%,其原因是人们把玉米用于生产燃料乙脱水技术是燃料乙醇生产关键技术之一。从普通蒸馏工段醇所致出来的乙醇,其最高质量浓度只能达到95%,要进一步的浓缩,2.2国外应用现状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世界酒精的66%用于燃料,14%用于食用,11%用于工业溶剂,9%用于其它化学工业。发酵酒精作车用燃料有两种分离开来。为了提高乙醇浓度,去除多余的水分,就需采用特殊方式:其一是配制汽油和无水酒精的混合物油醇,酒精的脱水方法在混合物中的比例最高可达25%。用汽油醇作汽车燃料时,2国内外应用现状可以利用原有的汽车发动机;其二是直接利用酒精作为汽车燃料,这时必需使用专门设计的,具有更高压缩比的发动机。在2.1国内应用现状这方面,巴西走在最前面。早在1989年,巴西以甘蔗、糖蜜、我国在吉林年产60万t和河南年产30万t燃料乙醇项目木薯、玉米为原料年产发酵酒精12Mt以上,几乎全部用来分别于2001年9月于2004年开工建设另外河南天冠年产替汽油,大部分采用第二种方式作为汽车的燃料。从那时起30万t与黑龙江华润金玉年产10万t燃料乙醇的改扩建项目巴西已经不再进口原油,少量国产原油还可出口,率先实现了已分别于2000年和2001年完成,并在当地开始了乙醇汽油的汽车燃料的酒精化。目前巴西的乙醇产品中普通乙醇占23,试用工作。从2001年开始,我国先后在河南、黑龙江开始试无水乙醇占1/3。也是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国,用车用乙醇汽油,采取地方立法的手段在试点城市封闭运行也是唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家河南先在南阳、洛阳、郑州三市使用车用乙醇汽油,现已全省1908年,美国人设计并制造了世界上第一台纯乙醇的汽使用。2001年消耗了147燃料乙醇,2002年消耗约50001车1930年乙醇油混合燃料在美国内布拉斯加州首次面市,燃料乙醇。黑龙江先在肇东和哈尔滨使用车用乙醇汽油,20011978年含10%乙醇的混合汽油在内布拉斯加州大规模使用。年消耗了127t燃料乙醇,2002年消耗了约500t燃料乙醇,(下转第234页)收稿日期】2010-12-30作者简介】陈剑(1988-),男,浙江临安人,本科2011年第2期广东化工第38卷总第212期 www.gdchem.com235正常运行要大屏蔽泵正常运转时,伴随发生的声响总是具有一定的音律5TRG指示的作用和节奏。只要熟悉和掌握这些正常的音律和节奏,通过人的听在日常维护中,不可忽视TRG指示的作用,TRG指示可觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、怪、乱的异常噪声判断设备内部出现的松动、撞击、不平衡等隐。电子听诊器上下(可理解为在一个水平放置的筒的上下)各埋设一线圈,两是一种振动加速度传感器它将设备振动状况转换成电信号个线圈相连,但相位相反,转子转动,如“转子的中心线”与“两个线圈的几何中线=泵轴承中线”重合,则上下两个线圈音的定性测量通过测量同一测点、不同时期相同转速相分别感应大小相等但相位相反的电压,此时互相抵消,电流为同工况下的信号,并进行对比,来判断设备是否存在故障。当0,表现为TRG表在0位,即绿区的最低处,当轴承磨损后转耳机出现清脆尖细的噪声时,说明振动频率较高,一般是尺寸子中线偏移,此时上下线线圈感应电流不在大小相等,通过一相对较小的、强度相对较高的零件发生局部缺陷或微小裂纹。定的处理后产生电流,TRG指针随电流的大小也变化,但如当耳机传出混浊低沉的噪声时,说明振动频率较低,一般是尺寸相对较大的、强度相对较低的零件发生较大的裂纹或缺陷。的转子不会磨损屏蔽套,可继续运行,而当指针在黄区后,说当耳机传出的噪声比平时增强时,说明故障正在发展,声音越明磨损在加剧,必须检修,更换轴承,在红区后,表明转子已说明有零件松动了需要停机进行检修。一般也有用金属棒对准经磨损了屏蔽套,此时必须解体检查屏蔽套是否完好,如磨损,所要诊断的部位,用手握改锥把,放耳细听来进行判断。请返厂维修,屏蔽泵日常维护中该表作用很大。由上可见,6.2摸,TRG表只检测轴承径向磨损,因为径向磨损后,才能造成转用人手的触觉可以监测设备的温度、振动及间隙的变化情护装置,则跳闸,但不会造成泵的损伤,一般更换推理盘及轴出80℃以内的温度。当机件温度在0℃左右时,手感冰凉,承即可解决。大多屏蔽泵在使用初期,TRG指示都在零位,屏蔽泵泵但一般能忍受。20℃左右时,手感稍凉,随着接触时间延长运行一段时间后,发现TRG显示不在0位,就认为屏蔽泵运手感渐温。30℃左右时,手感微温,有舒适感40℃左右时,行出现问题而停机进行检修,只要TRG显示在绿色区域均属手感较热,有微烫感觉。50℃左右时,手感较烫,若用掌心于正常现象由于轴承的磨损TRG指示不在零位属于正常现按的时间较长,会有汗感。60℃左右时,手感很烫,但一般象。可忍受10s长的时间。70℃左右时,手感烫得灼痛,一般只由于轴承与轴配合间隙较小,而且轴承一般是用加强石墨能忍受3s长的时间,并且手的触摸处会很快变红。触摸时,和碳化硅材质,比较脆,因此屏蔽泵对振动的敏感度较高,如应试触后再细触,以估计机件的温升情况通过长期的触摸判果振动过大,可能会造成轴承损坏。新投入使用的泵,严禁屏断温升情况来判断泵的运行状况用配有面热电偶探头的温蔽泵反转和空转。空转超过30s,泵即会被烧坏。TRG指示度计测量泵进口、中部、泵后端等表面温度,则具有判断热在红区且出口压力低于正常压力表示泵反转,应立即更换接线异常位置迅速、数据准确、触测过程方便的特点。头。7结论6屏蔽泵基本故障简易判别方法屏蔽泵的管理只有通过日常的精心维护,一般故障能得到屏蔽泵故障的基本判断中,主要是靠“听摸”来判断泵及时有效地处理,才能不影响正常生产。的运行。主要是通过长期的“听、摸”,将正常运行时的状况(本文文献格式:黄小明,杨邦美,屏蔽泵的日常管理[]广与不正常时的状况形成对比来判断。6.1听东化工,2011,38(2):234-235)(上接第232页)(1):34-37.以及其完全依靠非可再生资源的缺点,最终将会被淘汰。各国4赵本良杂多酸催化剂乙醇脱水制乙烯M东北师范大学出版社1997都正在加紧寻求制备乙烯的新工,都在加紧探索新的可再生35烯,由于其统的蒸汽裂解工艺,其中生物质乙醇裂解制乙5]李东生物质合成气发酵合成乙醇的新进展中国化2005,9能源以取代新的活力出的优点备受国内外的关注,加快探索生物质乙51,.乙烯原料的选择和优化兰州大学学报,073):2-16醇制乙烯的方法无疑会给乙烯工业甚至是整个化学工业带来(6海国乙工业的发展思路与建议M]北京:学工业出版社7杨尚明我国,2003:45-47.参考文献霞物质的乙醇脱水制乙烯】学2:44(本文献格式:谢开达国内外乙烯生产工艺的研究现状与3]秦云,乙醇脱水产物的讨论]西南民族学院学报:自然科学版,1998(上接第233页)产,除了它本身的经济性及对农业、能源的好处之外,还有一1990年11月,美国国会通过空气清净法修正案,要求从些明显的关联经济效应。一方面,燃料乙醇有着巨大的环保效1992年冬季开始,美国39个CO排放超标地区必须使用含氧应,随着它的推广,可以大量节省大中城市治理空气污染的费量质量分数达2.7%的含氧汽油(相当于添加体积分数为7.7%用。在共它方面投资治理费工、费时、费资金,尾气污染重点乙醇)。目前,美国乙醇生产能力70.78亿L/a58个乙醇生产要在“油”上下功夫,只有这样针对性强,效果才好厂分布在美国19个州,其主要原料为玉米约占90%,高粱等其他原料占10%参考文献印度是仅次于中国的亚洲第二大酒精生产国设计的生产【]秦凤华,燃料乙醇蒸蒸日上中国投资,2007,38-41.能力约为200万t,实际开工率为50%左右。要原料糖蜜每[2]任波乙醇汽油转折(,财经,2007,178:100-102年用量为500万t。印度的酒精50%用于著名的印度香料和各[3国光用纤维质原料生产料乙醇是我国再生能源发展的方向四种有机合成。政府对不同用途的酒精收以不同的税率。一度政川食品与发酵,2007,43(135):3942.府暂时停止食用酒精的生产,导致了酒精产量的下滑。尽管印【4]窦克,孙春宝玉米秸秆发酵生产乙醇的研究进展四川食品与发度的糖蜜资源不够,但是印度政府还是准备效法巴西推出“酒,2001303之精汽油计划”。[5]路宽行,乙醇燃料:打开新能源之门?]经济导报,2007,3013:30-31.3结语乙醇既是一种化工基本原料,又是一种新能源。尽管目前本文文献格式:陈剑燃料乙醇的研究与展望]广东化工,已有着广泛的用途,但仍是传统观念的市场范围燃料乙醇生2011,38(2):233)