摘要：乙醇是我國(guó)現(xiàn)今比較新型的一種節(jié)能燃料，其在使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的污染，不過(guò)在乙醇制備過(guò)程中，由于其需求量較大，在制備過(guò)程中會(huì)涉及到化學(xué)工程的使用，這就需要工作人員熟練的掌握化學(xué)工程的內(nèi)容和操作，明確其中的重點(diǎn)事項(xiàng)，以確保燃料乙醇制備的有效性。討論了目前其發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用，旨在為燃料乙醇生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化、經(jīng)濟(jì)化及可持續(xù)化發(fā)展提供相關(guān)的理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：燃料乙醇;生產(chǎn)技術(shù);應(yīng)用

　　一、燃料乙醇生產(chǎn)工藝概述

　　燃料乙醇的生產(chǎn)方法主要分為化學(xué)法和生物法，化學(xué)法主要是乙烯路線和合成氣路線，生物法主要是生物質(zhì)原料通過(guò)水解發(fā)酵等工藝轉(zhuǎn)化燃料乙醇，也稱(chēng)為生物乙醇。生物發(fā)酵法是目前制取燃料乙醇最主要的方法。生物乙醇的生產(chǎn)工藝主要取決于所采用的生物質(zhì)原料，不同生物質(zhì)原料的乙醇生產(chǎn)工藝不盡相同。例如，利用含淀粉的生物質(zhì)材料生產(chǎn)乙醇時(shí)，碾磨、液化以及糖化工藝必不可少;利用木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇時(shí)，預(yù)處理和水解為常用工藝;而用糖類(lèi)物質(zhì)生產(chǎn)乙醇時(shí)，碾磨、預(yù)處理和糖化工藝步驟就不需要進(jìn)行。此外，如果在反應(yīng)過(guò)程混入了有毒物質(zhì)，還需考慮添加解毒工藝。

　　化工師評(píng)職知識(shí)：化工安全的高級(jí)職稱(chēng)評(píng)審條件

　　二、燃料乙醇生產(chǎn)進(jìn)展?fàn)顩r

　　按照技術(shù)和工藝的發(fā)展進(jìn)程，目前業(yè)界一般將燃料乙醇分為以下幾類(lèi)：以玉米、小麥等糧食作物為原料的第1代糧食乙醇;以木薯、甘蔗、甜高粱莖稈等經(jīng)濟(jì)作物為原料的第1.5代非糧乙醇;以玉米芯、玉米秸稈等纖維素物質(zhì)為原料的第2代纖維素乙醇以及以微藻中碳水化合物為原料的第3代微藻乙醇。第1代和第1.5代燃料乙醇均屬于淀粉基乙醇。第2代纖維素乙醇使用纖維素物質(zhì)為原料，經(jīng)預(yù)處理后通過(guò)高轉(zhuǎn)化率的纖維素酶，將原料中的纖維素轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖類(lèi)物質(zhì)，然后經(jīng)特殊的發(fā)酵法制造燃料乙醇，在技術(shù)上同糧食乙醇和非糧乙醇存在較大的差別，在原料上也脫離了農(nóng)作物的范疇，而利用玉米芯、玉米秸稈等農(nóng)林廢棄物，充分發(fā)掘生物質(zhì)資源的價(jià)值，目前是燃料乙醇的新興研究方向，并且已有國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)模化量產(chǎn)。

　　第3代燃料乙醇以微藻中含有的淀粉、纖維素、半纖維素等大量碳水化合物為原料。微藻具有遠(yuǎn)高于陸生植物的光合效率，生長(zhǎng)周期短，原料生產(chǎn)方面較傳統(tǒng)作物有巨大優(yōu)勢(shì);同時(shí)微藻生長(zhǎng)過(guò)程中以大氣中的CO2為主要碳源，對(duì)減少溫室氣體排放具備極大的價(jià)值。微藻乙醇目前還處于研發(fā)階段，各項(xiàng)技術(shù)瓶頸逐步攻克中，還未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)水平。目前我國(guó)燃料乙醇的主要生產(chǎn)方式有玉米乙醇、纖維質(zhì)乙醇以及煤制乙醇三類(lèi)路線，而其中玉米乙醇和纖維質(zhì)乙醇屬于生物質(zhì)發(fā)酵制燃料乙醇不同發(fā)展階段的工藝，可歸為生物質(zhì)乙醇大類(lèi)。

　　三、我國(guó)發(fā)展燃料乙醇面臨的問(wèn)題

　　1.乙醇汽油應(yīng)用的技術(shù)問(wèn)題

　　乙醇的親水性大于親油性，容易因吸水而造成分層現(xiàn)象，因此，要嚴(yán)格控制乙醇汽油使用的各個(gè)環(huán)節(jié)中的游離水，以保證乙醇汽油的正常使用;乙醇的汽化潛熱大，會(huì)影響摻醇燃料的蒸發(fā)，不利于汽車(chē)加速，且低溫條件下會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能變差;乙醇汽油的穩(wěn)定性差，因此必須對(duì)乙醇汽油的儲(chǔ)運(yùn)等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行改造、建設(shè);燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù)還比較落后，無(wú)論是生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)，還是能源消耗、原材料轉(zhuǎn)化效率等都落后于美國(guó)和巴西。

　　2.是原料資源基礎(chǔ)總體薄弱問(wèn)題

　　主要原因是，在奉行“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的大原則下，生物燃料乙醇的原料非糧化發(fā)展主要依靠邊際土地的開(kāi)發(fā)利用，而我國(guó)可利用邊際土地資源潛力不清，難以根據(jù)邊際土地的資源量對(duì)燃料乙醇發(fā)展做出科學(xué)的規(guī)劃和布局;其次我國(guó)在優(yōu)良種質(zhì)資源選育、能源植物的選育栽培等原料基礎(chǔ)培育技術(shù)方面也有待提高。

　　3.乙醇汽油生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

　　目前，生產(chǎn)成本過(guò)高是制約我國(guó)生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。例如，吉林燃料乙醇廠是目前國(guó)內(nèi)以玉米為原料制備乙醇水平較高的，采用的全部是國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，就是這樣的一家企業(yè)，生產(chǎn)1噸生物燃料乙醇要消耗的玉米量為3.1t，要消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤為0.5~0.6t，要消耗水8t左右，這個(gè)耗能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國(guó)，如美國(guó)生產(chǎn)1噸生物燃料乙醇

　　只消耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.4t。對(duì)于我國(guó)四家生產(chǎn)燃料乙醇的基地，生產(chǎn)1t燃料乙醇的綜合成本在7000元以上，這要比美國(guó)高出17%。隨著煤、電及原料價(jià)格的上漲，燃料乙醇的成本還會(huì)上升。因此，要加快燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須發(fā)展其生產(chǎn)工藝。

　　4.市場(chǎng)監(jiān)管規(guī)范不健全

　　目前，生物燃料乙醇行業(yè)尚缺乏添加比例檢測(cè)控制方法、添加量統(tǒng)計(jì)核算機(jī)制、乙醇汽油使用安全性能的權(quán)威檢測(cè)手段以及強(qiáng)制添加激勵(lì)措施等。由于對(duì)強(qiáng)制添加生物燃料乙醇區(qū)域缺乏有效的監(jiān)管措施，致使大量非生物燃料乙醇開(kāi)始進(jìn)入生物燃料乙醇汽油市場(chǎng)，這在一定程度上打破了市場(chǎng)的有序性。

　　四、中國(guó)燃料乙醇發(fā)展建議

　　1.乙醇汽油推廣市場(chǎng)化步伐將進(jìn)一步加快

　　按照國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等十五部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車(chē)用乙醇汽油的實(shí)施方案》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《實(shí)施方案》”)，到2020年，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用車(chē)用乙醇汽油，基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋。按照現(xiàn)有汽油市場(chǎng)需求測(cè)算，未來(lái)的燃料乙醇需求總量預(yù)計(jì)將超過(guò)1100萬(wàn)噸，將帶動(dòng)原料產(chǎn)業(yè)及乙醇生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展。目前，國(guó)家對(duì)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)政策支持力度不斷加大，東北出臺(tái)玉米深加工補(bǔ)貼政策，酒精項(xiàng)目建設(shè)熱情空前高漲，正在新擴(kuò)建酒精項(xiàng)目產(chǎn)能已達(dá)560萬(wàn)噸，其中中糧集團(tuán)在建產(chǎn)能達(dá)335萬(wàn)噸，其他企業(yè)在建產(chǎn)能225萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)量將大幅提升，下一步乙醇發(fā)展應(yīng)利用好國(guó)內(nèi)國(guó)外兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源，進(jìn)一步開(kāi)放國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，引導(dǎo)企業(yè)通過(guò)供需影響資源價(jià)格，以市場(chǎng)價(jià)格平衡產(chǎn)品產(chǎn)量，全力推動(dòng)燃料乙醇的市場(chǎng)化發(fā)展。

　　2.非糧燃料乙醇將成為重點(diǎn)發(fā)展方向

　　當(dāng)前，糧食庫(kù)存較高主要受前些年高收儲(chǔ)價(jià)格影響，在國(guó)家大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革之后，不斷優(yōu)化糧食產(chǎn)區(qū)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，保障國(guó)家糧食安全，調(diào)節(jié)供需矛盾。以乙醇汽油推廣為契機(jī)，以糧作為原料生產(chǎn)燃料乙醇，解決國(guó)內(nèi)陳化糧高庫(kù)存問(wèn)題，僅是乙醇汽油推廣的階段性目標(biāo)。

　　3.加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管、維護(hù)產(chǎn)業(yè)秩序

　　為了保證新的車(chē)用乙醇市場(chǎng)推廣工作按計(jì)劃區(qū)域和時(shí)限完成，在擴(kuò)大推廣使用車(chē)用乙醇汽油階段，仍然按照“定點(diǎn)生產(chǎn)、定向流通、封閉運(yùn)行、國(guó)家定價(jià)”的產(chǎn)業(yè)政策執(zhí)行，已推廣區(qū)域仍按照既有的運(yùn)行模式操作，新增及利舊生物燃料乙醇產(chǎn)能應(yīng)為新推廣區(qū)域服務(wù)，不打破現(xiàn)有成熟市場(chǎng)的供應(yīng)格局，既調(diào)動(dòng)了新市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的積極性，又維護(hù)了已推廣車(chē)用乙醇汽油市場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。未來(lái)，隨著車(chē)用乙醇汽油全國(guó)推廣的實(shí)現(xiàn)，逐步推動(dòng)生物燃料乙醇供需的市場(chǎng)化進(jìn)程。

　　結(jié)束語(yǔ)：燃料乙醇的應(yīng)用不僅能夠緩解能源危機(jī)，且能夠顯著降低有害氣體排放，是目前最為現(xiàn)實(shí)可行的生物能源形式。乙醇燃料在其發(fā)展的過(guò)程中雖然也存在一些這樣或那樣的問(wèn)題，但是不可再生能源必將被可再生能源所替代這一發(fā)展趨勢(shì)是不可扭轉(zhuǎn)的。我們相信，燃料乙醇的發(fā)展是符合時(shí)代發(fā)展需求的，我們要做的就是最大程度的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)為人類(lèi)服務(wù)，而努力減小其在發(fā)展過(guò)程中潛在的負(fù)面影響。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]生物燃料乙醇生產(chǎn)應(yīng)用將獲推廣[J].化工時(shí)刊,2018,32(03):30.

　　作者：宋思琦