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燃料乙醇在国民经济中的地位及作用

时间:2023-03-31 18:04:45来源:网络作者:维度经济网

乙醇有什么作用

乙醇的作用:可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。

1、工业原料

食用酒精可以勾兑白酒;用作粘合剂;硝基喷漆;清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料、还可以做防冻剂、燃料、消毒剂等。

2、消毒用品

70%~75%的酒精用于消毒;95%的酒精用于擦拭紫外线灯;40%~50%的酒精可预防褥疮;25%~50%的酒精可用于物理退热,高烧患者可用其擦身,达到降温的目的。注意:酒精浓度不可过高,否则可能会刺激皮肤,并吸收表皮大量的水分。

3、饮料制品

乙醇是酒主要成分(含量和酒的种类有关系)。日常饮用的酒内的乙醇不是把乙醇加进去,而是微生物发酵得到的乙醇,当然根据使用的微生物种类不同还会有乙酸或糖等有关物质。

4、有机原料

乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是制取、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料。

5、汽车燃料

乙醇可以调入汽油作为车用燃料。 美国销售乙醇汽油已有20年历史,我国高粱乙醇在汽油中占10%。乙醇汽油也被称为“E型汽油”,我国使用乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。

乙醇的性质和应用

一、乙醇的物理性质

1、乙醇液体密度是0.789g/cm³,乙醇气体密度为1.59kg/m³,相对密度(d15.56)0.816,式量(相对分子质量)为46.07g/mol。沸点是78.4℃,熔点是-114.3℃。纯乙醇是无色透明的液体,有特殊香味,易挥发。乙醇的物理性质主要与其低碳直链醇的性质有关。分子中的羟基可以形成氢键,因此乙醇黏性大,也不及相近相对分子质量的有机化合物极性大。

2、溶解性、能与水以任意比互溶;可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多物质,所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分;也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。例如,在油脂的皂化反应中,加入乙醇既能溶解NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相(同一溶剂的溶液)中充分接触,加快反应速率。

3、潮解性。由于存在氢键,乙醇具有较强的潮解性,可以很快从空气中吸收水分。羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中,如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等;但氯化钠和氯化钾微溶于乙醇。此外,其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质,例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。

二、乙醇的化学性质

1、还原性

乙醇具有还原性,可以被氧化(催化氧化)成为乙醛甚至进一步被氧化为乙酸。酒精中毒的罪魁祸首通常被认为是有一定毒性的乙醛(乙醇在体内也可以被氧化,但较缓慢,因为没有催化剂),而并非喝下去的乙醇。

2、酸碱性

乙醇不是酸(一般意义上的酸,它不能使酸碱指示剂变色,也不具有酸的通性),乙醇溶液中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子(氢离子)。

三、乙醇应用领域

乙醇的用途很广,可以用于:溶剂;有机合成;各种化合物的结晶;洗涤剂;萃取剂;食用酒精可以勾兑白酒;用作粘合剂;硝基喷漆;清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料、还可以做防冻剂、燃料、消毒剂等。75%的乙醇溶液常用于医疗消毒。

扩展资料:

乙醇的几种分类

1、按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精、糖蜜原料发酵酒精、亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精。

2、按生产的方法来分,可分为发酵法、合成法两大类。

3、按产品质量或性质来分,又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。

4、按产品系列(BG384-81)分为优级、一级、二级、三级和四级。

参考资料来源:百度百科-乙醇

乙醇汽油受到国家大力的推广,乙醇汽油有什么好处?

电动车和乙醇汽油车都是对传统汽油车的变革,无论哪一种率先获得成功和市场认可,将无疑会再次创下类似于工业和技术史上从蒸汽机车到内燃机车,再到电力机车,以及到今天的动车组类似的成果和效益,甚至高于这种变革带来的收益。因为过去的技术依赖的能源动力都会污染环境,但乙醇汽油车能减少对环境的污染,甚至超过电动车对环境的保护。

从更高的效益和多赢的结局看,乙醇汽油车似乎更有优势和更大的先机,也站在了更高的伦理和道义高度。乙醇汽油是指在汽油中添加10%乙醇(E10),最大的优势在于,减少环境污染,并且可以充分利用生物质,尤其是废弃的生物质。

尽管对于乙醇汽油是否能大量减少环境污染有争论,因为即便乙醇是一种清洁燃料,燃烧后生成水和二氧化碳,也不会减少温室气体二氧化碳的排放。但是,由于乙醇汽油是由玉米、木薯类作物制造,它们在生长的过程中可以吸收二氧化碳和水,形成碳循环,因此并不会增加大气中的二氧化碳。

事实上,乙醇汽油不仅可以减少二氧化碳排放,也可以减少汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物等有害物质的排放。在试点推广乙醇汽油的天津,环保部门初步测算,使用乙醇汽油后,该市机动车尾气排放每年可减少一氧化碳排放量10%-15%,减少碳氢化合物排放量3%-5%,减少颗粒物排放量1%左右。

这个结果虽然还需要进一步在全国范围进行定性定量确认,但对于长期遭受雾霾的京津冀地区来说,是一个最值得推广乙醇汽油的理由,并且全球各地正在逐步使用乙醇汽油也成为一种旁证。

即便乙醇汽油有天生的生态友好和保护环境的优势,在推广的过程中同样有瓶颈,并非兵不血刃就能胜出。表现为,动力弱、成本高、巡航能力差、损耗汽车部件等。推广使用乙醇汽油的好处是明显的:

1.与纯汽油相比,乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,在满足汽车行驶性能的前提下,可减少有害气体的排放量。

2.按照我国国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成,因而可相应减少普通汽油消耗,节省石油资源。

3.燃料乙醇是由高粱、玉米、薯类等经过发酵而制得,是可再生能源,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向。

燃料乙醇

燃料乙醇,又叫生物乙醇,是指通过生物处理过程得到的乙醇。如今乙醇已有95%是生物乙醇,只有5%是由原油、天然气或煤炭生产的。目前,乙醇生产主要以淀粉类(粮食作物为主,如玉米、木薯等)和糖类(如甘蔗、甜菜等)作为发酵原料,采用微生物法发酵生产乙醇技术已成熟,但是高昂的原料成本使粮食发酵生产乙醇的工业应用受到限制,同时存在与人争粮或与粮争地等弊端,因此寻找新的原料势在必行。

纤维素(cellulose)是地球上最丰富的可再生资源,据测算年总产量高达1500×108t,其中蕴储着巨大的生物质能。我国每年作物秸秆(如稻草、麦秆等)的产量可达7×108t左右(相当于5×108t标煤)。纤维素是一种多糖物质,每个纤维素大分子是由n个葡萄糖残基(葡萄糖酐),彼此以1-4甙键(氧桥)联结而形成的。如图16.1所示。

图16.1 纤维素结构示意

纤维素在常温下不发生水解,高温下水解也很缓慢。只有在催化剂的作用下,纤维素的水解反应才显著进行,常用的催化剂是无机酸或纤维素酶。纤维素酶在生物乙醇转化过程中起着非常重要的作用,可将纤维素、半纤维素水解成葡萄糖,为转化为乙醇提供丰富的底物;自然界中的酵母和少数细菌能够在厌氧条件下发酵葡萄糖生成乙醇。其中,纤维素酶水解方程式如下(牟晓红,2009):

木霉生物学

利用纤维素酶将天然纤维素降解成葡萄糖的过程中,必须依靠纤维素酶的3种组分协同作用完成,即纤维素大分子首先在内切型-β-葡聚糖酶(EC3.2.1.4,也称Cx酶、CMC酶、EG)和外切型-β-葡聚糖酶(EC3.2.1.91,也称Cl酶、纤维二糖水解酶或CBH)的作用下降解成纤维二糖,再进一步在纤维二糖酶(EC3.2.1.21,也称β-葡萄糖苷酶或CB)作用下生成葡萄糖。

目前,国内外以植物纤维素为原料生产燃料乙醇的各种工艺中,主要有四种糖化发酵工艺,分别是分段糖化与发酵(SHF)、同步糖化发酵(SSF)、同步糖化共发酵(SSCF)和联合生物加工工艺(CBP)。SSCF工艺可以在同一发酵罐中同时进行纤维素酶水解和C5糖和C6糖的发酵,该工艺不仅有利于缓解葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,节省设备投资,还有利于发酵液中乙醇的积累,提高发酵液中最终的乙醇浓度,降低乙醇回收单元中乙醇蒸馏的能耗,大幅度降低生产成本。利用纤维素生产生物乙醇的同步糖化共发酵过程图如图16.2(Carlos Sáez,2000)。

许多微生物都会产生纤维素酶,但最适合于水解纤维素的酶来自于木霉。T.reesei是世界上研究和应用最广泛的纤维素酶工业微生物,它的优点在于它的酶系纤维素酶活性高并且能生产大量的胞外蛋白,它的酶系中60%以上的蛋白是外切酶(CBH),对于结晶性纤维素有很强的降解能力。

图16.2 纤维素原料生产乙醇示意

1998年,南京林业大学在黑龙江建成了完整的植物纤维生产燃料乙醇中试生产线,该生产线日处理农林植物纤维5t(日产乙醇0.8t)。风干植物纤维经蒸汽爆破预处理,纤维素酶制备所用菌株是T.reesei和酵母菌NL05,纤维素酶的制备在20m3的生物反应器中进行,T.reesei以汽喷料为碳源,在一定的搅拌速度和通风量下合成纤维素酶,完成一个产酶周期后酶液用于剩余汽喷料的水解。植物纤维的酶水解在2台32m3的反应器中进行,每天取汽喷料的10%用于纤维素酶的制备,产生的纤维素酶酶解剩余90%的汽喷料。酶解温度(50±1)℃、酶解初始 pH 值4.80。戊糖己糖同步乙醇发酵菌株是毕赤酵母NL02,酶水解液的乙醇发酵在一台5m3的发酵罐中进行。植物纤维汽喷料在纤维素酶的作用下降解成单糖后,经过压滤和洗涤得到一定浓度的水解糖液,水解糖液中的戊糖和己糖被酵母在限制性供氧条件下同步发酵成乙醇。

美国能源部与诺维信合作,投资3000万美元进行纤维素水解酶的开发,研究将玉米秸酶解成糖,再发酵制乙醇;还与DOE合作建设年处理玉米秸200t、生产燃料乙醇6900gal的中试装置,其生产技术分以下几步:先将玉米秸粉碎,用1.1%硫酸预处理;然后加木霉纤维素酶糖化36 h,使纤维素90%转化成葡萄糖;将糖浆冷却至41℃,连续发酵得到浓度为7.5%的乙醇;经蒸馏分子筛吸附脱水,生成99.5%乙醇,废渣经干燥用作燃料。

另外,Stevenson等(2002)报道了利用木霉直接发酵纤维素生产乙醇的方法,这更扩展了木霉发酵生产乙醇的途径。他们从牛粪中分离到一株木霉菌A10,该菌株在厌氧条件下可以将纤维素或者糖类物质直接转化为乙醇,在纤维素含量为50g/L的MM培养基中厌氧培养,乙醇产量为0.4mg/L,通过优化培养条件,采取分阶段预培养和深层厌氧培养后乙醇产量可达2g/L,以葡萄糖作为碳源乙醇产量最高可达5g/L,但以木糖作为碳源,乙醇产量最低。

请问燃料乙醇的相关情况、原理。

乙 醇 乙醇属于中效消毒剂 ,其杀菌作用较快,消毒效果可靠,对人刺激性小,无毒,对物品无损害,多用于皮肤消毒以及临床医疗器械的消毒。 乙醇是良好的有机溶剂,并具有较强的渗透作用。一些消毒剂溶于乙醇中,杀菌作用可增强。因此,乙醇还常用于一些复方消毒剂的配制。 -------------------------------------------------------------------------------- 理化性质 乙醇又称酒精,分子式为CH3CH2OH,相对分子质量46.07。为无色透明液体,易挥发,有辛辣味 ,易燃烧,沸点为78.5℃,闪点为11.7℃,能与水以任意比例混溶。市售
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