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中国开发利用乙醇汽油前景分析 彭思语 董静雅 赵文慧 柳杨 万雨晨 摘要： 通过分析农业玉米生产，工业上乙醇制造，及能源上石油现状及发展前景，通过必 要的计算，认识到乙醇汽油的优与劣。预测中国推行乙醇汽油前景及做出有关建议。 关键字： 乙醇汽油，玉米，生物能源，环保工艺 引言： 燃料乙醇是指以玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等粮食作物和非粮食作物为 原料，经过发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后再添加变性剂，成为变性的燃料乙醇。资料显 示，燃料乙醇至今已有 30 多年的发展历史，上世纪 70 年代，巴西利用甘蔗、美国利用 玉米分别制造出了燃料乙醇。目前，全球有近 3000 万吨的燃料乙醇年产规模，预计 2010 年将达到 5000 万吨。并且，玉米已成为燃料乙醇最主要的原料，数据显示，2001 年国 内酒精原料中玉米所占的比重为59%，到 2005 年已经上升为 76% 。据专家介绍，我国 生物质能源十分丰富，开发生物质能源潜力巨大，其中燃料乙醇是发展生物质能源的首 选产品。的确，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源发展的重点， 符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向，能改善油品的性能和质量，具有显著的 环保效应，成为解决“三农”问题的新增长点，促进了农业生产与消费的良性循环，实 现农副产品的增值与转化，具有良好的经济和社会效益，是体现循环经济思路的新型产 业。然而，有些人也对这一产业的发展价值提出了质疑，首先，在玉米转化为乙醇的过 程中，能量转化的效率是否足够高？转化技术是否已经成熟并可以投入大规模生产中？ 其次，乙醇燃料是不是真的环保？而且玉米的产量是不是足够？作为一种粮食作物，玉 米过多地用于能源生产上势必会造成更加严重的饥饿问题。因此，探寻生物乙醇燃料的 发展前景十分必要。 乙醇汽油工艺流程： 中国玉米乙醇项目引进国外先进技术和关键设备, 以玉米为原料, 采用改良湿法生产 燃料乙醇。如图所示, 生产过程包括玉米预处理粉碎、脱胚制浆、液化、糖化、发酵、 蒸馏、脱水和变性。 (1)玉米脱胚制浆 玉米经水或酒糟离心清液在一定温度下进行浸泡, 浸泡后的玉米经破碎磨破碎, 分离 出胚芽并将纤维及淀粉颗粒破碎到一定的粒度。脱胚后的玉米淀粉浆含有淀粉、蛋白质 和纤维等物质送人液化工段。 (2)液化、糖化和发酵 淀粉在高温下糊化, 同时在阿尔法淀粉酶的作用下降解, 物料的粘度降低, 这一过程 称为液化。液化后的醒液称为液化醪。液化前需加人氢氧化钠和氨水来调节物料的值 和补充部分氮源, 同时加人氯化钙用于保持阿尔法淀粉酶的稳定性。液化醪经稀硫酸 调节 PH 值后加人糖化酶进行糖化。糖化的目的是将液化醪中的淀粉及糊精水解成酵 母能发酵的糖类主要是单糖及部分二糖及三糖, 如葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等, 糖化后的 醪液称为糖化醪。通过酵母对糖化醪进行连续发酵。在发酵过程中, 酵母将糖转化成 乙醇和 CO2, 同时释放出热量。所产生的二氧化碳经水洗回收随之带出的乙醇, 排人 大气。 （3 ）蒸馏、脱水、变性 含有乙醇的发酵成熟醪通过蒸馏装置进行蒸馏提纯。所产生的高纯度乙醇蒸汽经过两 级分子筛的交替吸附作用吸除水分, 从分子筛出来的含有少量水分的乙醇气体经冷却后 即为燃料乙醇。分子筛即3A 沸石。该材料上的微孔孔径比水分子大, 而小于乙醇分子, 因 此水分子可以被吸附, 而乙醇分子可从其表面通过, 产生高纯度乙醇气体。所生产的燃料 乙醇加人体积分数为2%--5% 的变性剂(汽油)成为变性燃料乙醇产品。 中国玉米资源现状： 十年来，中国玉米产量持续增长，并随着市场需求量增大，出现快速增长的趋势， 为玉米乙醇工业提供了基础。玉米生产为高度劳动密集型产业，用玉米生产燃料酒精， 2004 －2008 年玉米价格的上升，为增加农民收入创