收稿:2007年6月 3通讯联系人 e2mail:yuegj@cofco.com
我国燃料乙醇生产技术的现状与展望岳国君3 武国庆 郝小明(中粮集团有限公司生化能源事业部 北京100080)
摘 要 概述了目前国内外燃料乙醇产业现状。结合我国中粮生化能源(肇东)有限公司燃料乙醇装置,重点介绍了我国目前的燃料乙醇生产工艺技术水平、特点以及与国外的差距。本文从提高燃料乙醇生产技术水平、降低生产成本、寻找廉价非粮原料和开发新生产工艺等几个方面,对燃料乙醇生产技术的发展作了展望。关键词 燃料乙醇 生产技术 玉米 非粮原料中图分类号:TK6;S216.2 文献标识码:A 文章编号:10052281X(2007)07Π821084207
TheStatusQuoandProspectsofFuelEthanolProcessTechnologyinChina
YueGuojun3 WuGuoqing HaoXiaoming
(Bio2chemicalandBio2energyDivision,ChinaNationalCereals,Oils,FoodstuffsImport,
ExportCorporationLimited,Beijing100080,China)
Abstract Thestatusquooffuelethanolindustryintheworldisreviewed.Inthispaper,referringtothepresentproductionsituationoffuelethanolplants,ownedbyCOFCOlimited,atZhaoDongCityinHeilongjiangProvince,thecornethanolprocesstechnologyinChinaishighlighted.Thedifferenceofcornethanolprocesstechnologybetweendomesticandabroadiscompared.Additionally,theprocessingtechnologyoffuelethanolinChinausingnon2grainfeedsockssuchascassava,sorghumandcellulosehavebeenemphasized.Thefuturedevelopmentoffuelethanoltechnologyisalsodiscussedbasedonimprovementofthefuelethanolprocessingtechnology,reductionofthefuelethanolhighcost,andexploitationofnewprocessingtechnologyusingcheapfeedstocks.Keywords fuelethanol;processtechnology;corn,non2grainfeedsocks
近年来,随着我国经济的高速发展,社会与经济可持续发展所面临的能源、环境、农业等问题将日益凸显,而借鉴国外经验,推广使用乙醇汽油是国家着力缓解能源、环境、农业问题的一项战略性举措。目前国内各地拟建燃料乙醇项目积极性高涨,但产业发展面临着提高产业技术发展水平,降低生产成本,开发非粮原料,研究新的生产工艺等诸多挑战。1 燃料乙醇产业的国内外发展现状1.1 国外发展现状目前世界上已有近20个国家推广使用乙醇汽油,推广使用乙醇汽油状况最好的国家是巴西和美国。巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”,
以甘蔗为原料生产燃料乙醇。1975—1989年政府为发展燃料乙醇项目投资了4912亿美元,提高了生产燃料乙醇各个环节的效率,技术的发展使巴西燃料乙醇生产成本在世界上最低,约合每升0120—0121
美元,具有很强的市场竞争力[1,2]。至2001年巴西政府取消了对燃料乙醇的补贴,完全实现了商业化。美国推广玉米乙醇汽油近30年,2006年燃料乙醇产量首次超过巴西(1380万吨),达到
第19卷第7Π8期2007年8月化 学 进 展PROGRESSINCHEMISTRYVol.19No.7Π8
Aug.,2007
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net1460万吨[3]。主要原因首先在于政府的大力支持。1979年,美国制定了联邦政府的“乙醇发展计划”,并制定了积极的经济激励政策。虽然目前美国燃料乙醇生产成本已具备与汽油竞争的实力,但政府仍然给燃料乙醇进行补贴。其次在过去的近20年中,先进技术的应用使生产燃料乙醇的成本降低了2Π3,约为每升0124—0134美元[1,2,4],这也是燃料乙醇在美国获得成功的重要原因。112 国内发展现状我国燃料乙醇起步较晚,但是发展迅速,已成为继巴西、美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。“十五”期间,国家发改委先后建设了4套燃料乙醇生产装置,核准生产102万吨Π年燃料乙醇[5],即中粮生化能源(肇东)有限公司(10万吨Π年),吉林乙醇(一期30万吨Π年),安徽丰原生化(32万吨Π年),河南天冠(30万吨Π年),其中除河南天冠使用部分小麦,中粮肇东使用部分陈化水稻为原料生产燃料乙醇外,其余全部使用玉米。由于用粮食为原料生产燃料乙醇需要消耗大量的粮食,为此国家燃料乙醇产业坚
持发展非粮燃料乙醇,原料的选择遵循“因地制宜,
非粮为主”的原则。作为国内燃料乙醇行业的龙头企业,中粮集团承建的中粮广西20万吨Π年木薯乙醇项目顺应了这一趋势。该装置是国家审批的第5
个燃料乙醇生产装置,也是唯一的非粮作物燃料乙醇装置,预计2007年底可望投产。
2 国内燃料乙醇生产技术水平211 玉米燃料乙醇生产技术水平玉米燃料乙醇按照生产工艺可分为“湿法”与“干法”[6]。对于专业的乙醇生产企业,采用技术手段分离出胚芽生产玉米油是必要的,并且工业生产乙醇时,只要求玉米淀粉脂肪含量低于110%即可[7]。因此,“半干法”工艺或“改良湿法”工艺均为可选方案。表1为几种玉米燃料乙醇生产工艺的优劣比较。
表1 玉米燃料乙醇生产工艺的综合比较Table1 Thecomparationofdifferentcornfuelethanolprocesses
itemdrymillingmodifieddrymillingwetmillingimprovedwetmillingprocessesintroductionCornisdrygrindedfirstly,thenaddedintowatertoformthemash.Theentiremashisliquefied,saccharifiedandfermented.Afterdistillationanddehydration,99%ethanolisseparatedfromthealcohol2watersolution.Afterdrygrinding,thecorngermisremovedandcornoilisextractedfromthegerm.Thestarchisliquefied,saccharifiedandfermented.Withthedistillationanddehydration,99%ethanolisseparatedfromthealcohol2watersolution.Afterwetgrinding,allofthenon2starchcomponentsisextractedtoproduceco2products.Onlythestarchisliquefied,saccharifiedandfermented.Withdistillationanddehydration,99%ethanolisseparatedfromthealcohol2watersolution.Afterwetgrinding,onlycorngermisremovedandcornoilisextractedfromthegerm.Thestarchisliquefied,saccharifiedandfermented.Withthedistillationanddehydration,99%ethanolisseparatedfromthealcohol2watersolution.
steepingno12hrsunderroomtemperature36—48hrsundertemperature50℃6—12hrsundertemperature65℃
cornoil(%)no115—21133coproductDDGS,CO2DDGSwithoutoil,cornoil,CO2DDGSwithoutoil,cornoil,germcake,cornproteinflour,CO2DDGSwithoutoil,cornoil,CO2
relativeinvestment1111—112118—2113—114
energyconsumptionminimumlessmaximummore
由于玉米燃料乙醇技术首先在美国实现工业化生产并迅速得到发展,其经济效益仅次于巴西的甘蔗燃料乙醇。所以有必要介绍一下美国玉米燃料乙醇技术的特点及优势所在。21111 美国玉米燃料乙醇技术2.1.1.1 生产工艺的选择美国“湿法”工艺用于燃料乙醇的生产源于淀粉企业的产品延伸,其中以ADM公司为典型代表,采用纯糖浆发酵和酵母回用技术,工艺流程如图1所示[8]。2000年前美国共有48个生产厂家,生产约670万吨燃料乙醇。其中产能的60%由湿法生产,40%
由干法生产。2005年又新建36个厂,总数达到84
家,产能较2000年增加约一倍达到1200万吨。2006
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