《第1章 酒精工艺学绪论2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章 酒精工艺学绪论2.doc（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、南阳师范学院课程（课时）教学计划课 程： 酒精工艺学 任课教师： 李 玉 英 职 称： 副 教 授学 院：生命科学与技术学院南阳师范学院课程教学安排教材名称及使用版本：新编酒精工艺学（贾树彪，化学出版社）自编实验讲义本课程理论课教学计划课时数：32（学分2）本课程实验课教学计划课时数：15教学内容：主讲世界酒精发酵生产概况，发酵酒精的主要原料、辅助原料和设备，大型酒精发酵罐和相关设备，酒精的蒸馏理论及工艺，食用酒精和燃料乙醇工艺的具体差异，著名蒸馏酒生产工艺，中外酒精国家标准及检测方法，副产品的综合利用，现代酒精工厂工艺设计。课程将深入浅出，注意了基础理论与实践的结合。同时进行教学见习1次。课
2、时分配：（括号内为实验课时数）章 节学时第1章 绪论2第2章 酒精生产的原料及其处理2第3章 淀粉质原料的糖化工艺4第4章 酒精酵母扩培工艺4第5章 发酵罐和相关设备2第6章 糖化醪发酵4第7章 成熟醪的精馏与无水酒精的生产4第8章 燃料乙醇的生产与应用2第9章 副产品的综合利用4第10章 现代酒精工厂工艺设计4 教学方式：采用多媒体说课与经典教学方式相结合，理论课与实验课结合。南阳师范学院课时教学计划章 节第1章课 题酒精工艺学绪论计划课时数2授课班级教学目的使学生掌握酒精的性质、用途、及标准，了解酒精基本生产工艺。教学重点酒精的主要性质，酒精的主要用途，世界酒精生产概况，我国酒精行业的基本
3、状况，酒精国家标准。教学难点1酒精的主要用途教学方法和手段采用课堂理论讲授的教学模式，利用多媒体辅助教学方法，启发式教学。备注教学内容备注本章主要内容：1生产工艺概述2酒精的主要性质3酒精的主要用途4国内外酒精生产概况及发展战略第一章 酒精工艺学绪论概括来说，酒精生产过程是将淀粉质原料预制成葡萄糖，通过其与酵母发酵使其转化为含酒精混合物，再通过精馏分离制得乙醇的过程。在理论上来说者这是个简单的过程，但是要想在一个大规模的水平上获得最大效率，却需要依靠生物学和工程的结合。众所周知，酒精的生产及工艺是一个并不新鲜的古老话题，这个古老的话题使我们能联想到的便是酒糟的气味、陈旧的设备、落后的工艺。在石
4、油燃料资源日趋减少，石油供应及价格时常波动的今天，须寻找替代燃料以保证国家的能源安全；同时在大气中的CO2等温室气体浓度的增加，使气候变暖，给人类带来严重危害的情况下，燃料乙醇作为一种绿色可再生能源，不仅可替代不可再生的石油能源，而且能够改善大气环境。当燃料乙醇以新一轮的快速发展态势屹立于我们面前时，我们开始重新审视发酵酒精工艺这个古老的课题，结果发现在矿产能源日益枯竭和世界性能源危机的刺激下，发酵酒精可以在能源领域找到自己的位置。现在，大规模的市场需求给酒精工业提供了空前的发展机会。生物工程、节能技术和电子计算机等高新技术在酒精工业上的应用，已使酒精工业的面貌发生了根本变化，给沉闷多年的酒精
5、领域注入了新的活力。现在无论是产品质量、生产工艺、环境保护还是自控水平和各项消耗指标，都有了重大进步，使得原来生存发展空间狭小的酒精工业重新焕发出很强的魅力及生命力。燃料乙醇有一个极具优势的生产特性，就是在生产过程中只消耗粮食中的淀粉，同时对蛋白质等其它营养物质是一个浓缩过程，并是一个将不易被利用蛋白转化为优质酵母蛋白的过程，可使饲料蛋白资源增值优化。以传统的玉米原料生产酒精为例，每生产1吨酒精约需要3.2吨玉米，同时可生产1吨DDGS蛋白饲料。DDGS饲料是国际市场公认的优质蛋白饲料，可以说，经过酒精发酵中酵母的消化、吸收、代谢后，原料中的部分普通蛋白转化为优质酵母蛋白，实现了优化增值，消化
6、吸收率得以提高，饲养价值得到提升。0.1 生产工艺概述 工业上生产乙醇的方法有很多，但实现大型工业化的主要是发酵法和乙烯直接水合法。其中乙烯直接水合法是石油工业生产乙醇的唯一方法，采用磷酸系催化剂，该反应的单程转化率太低，只有5%，反应副产物多（乙醚、乙醛、聚乙烯等）。而发酵法历史悠久，较乙烯水合法的制备条件缓和，备受青睐。就原料而言，发酵法主要以淀粉质、糖质等原料发酵生产，淀粉质原料包括玉米、木薯、小麦、红薯等；糖质原料包括甘蔗、糖蜜等。目前我国主要采用玉米为原料，由于人口增长及酒精生产成本问题，玉米原料难以为继，而利用丰富、廉价的玉米秸秆类纤维质原料生产酒精已成为必然趋势。本书主要介绍采用
7、玉米等淀粉质原料为主的酒精生产工艺。下面以华润酒精有限公司年产24万吨，采用先进又具代表性的六塔差压蒸馏系统来展示酒精的生产工艺流程，如图1所示。图1 淀粉质为原料生产酒精的工艺流程原料粉碎后先后经过蒸煮、液化、糖化、发酵等工序得到酒精浓度为8%-12%（体积）的发酵成熟醪液，后经一系列精馏过程（蒸馏系统）：醪塔、粗辅塔、精馏塔、水萃取塔、脱甲醇塔、含杂馏分处理塔等六塔差压蒸馏系统（图1所示），将酒精浓缩至96%（体积）的成品酒精。燃料乙醇的生产工艺与图1所示的酒精生产工艺相类似，是将淀粉质或糖质等原料经粉碎、蒸煮、液化、糖化、发酵等工序后再经过一精馏过程，如典型的双塔精馏工艺，最后经过附加的
8、分子筛脱水工序后制得汽油替代产品-燃料乙醇，如图2所示的工艺流程图。就燃料乙醇工业而言，其起步时是向酒精工业寻求技术的。在美国许多早期的燃料乙醇工厂都模仿酒精厂的生产工艺，与酒精工业的主要不同是添加了一个脱水设备，以控制乙醇含水量，达到生产无水乙醇的目的。图2 燃料乙醇的生产工艺流程比较燃料乙醇与食用酒精的工艺流程，二者差别首先在于蒸馏系统：燃料乙醇生产不需要像食用酒精那样将杂质彻底清除，所以燃料乙醇蒸馏系统精馏塔数较少，图2中仅需两个精馏塔，且每个精馏塔的塔板数较少。但燃料乙醇需严格控制含水量，故与食用酒精工艺最显著的区别仍在于增加了浓缩脱水后处理工艺,如图2中的分子筛吸附脱水系统，此外还有
9、渗透蒸发技术及较传统的共沸精馏技术等用于燃料乙醇的脱水，从而使乙醇中水的体积分数降到1%以下。 美国康泰斯新工艺：美国康泰斯有限公司具有世界领先的乙醇生产技术，采用先进的分子筛吸附、蒸馏、蒸发、发酵、生物技术和膜分离等技术，涉及各种级别的酒精生产。2005年12月康泰斯与中粮生化能源（肇东）有限公司建立中粮项目，目前为止中粮集团是国内唯一一家引进美国康泰斯新工艺的企业，该项目采用无废水排出的美国Delta-T工艺，该工艺最突出的特点是采用玉米半干法粉碎工艺，集液化、糖化及发酵于一体，使传统的工艺流程大大简化。此外还具有发酵母液全部回用，无废水排出等特点，采用分子筛脱水技术，是目前收率高，能耗低
10、，低运行费用的先进工艺。总之，该行业的总体发展趋势朝着装置大型化、提高副产品的附加值、生物技术的发展与应用、分子筛脱水技术的应用、自动化水平、污水排放大量减少等CIP技术的提高等方向发展。0.2 酒精的主要性质酒精的化学名称：乙醇；分子式为C2H5OH；分子量46.07。 酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧，不导电的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘；相对密度0.7893（）、沸点78.3、凝固点-117.3、燃点（闪点）12。酒精是一种重要的溶剂，能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物，共沸点78.15。乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度3.5-
11、18.0%(W)。酒精在70%(V)时，对于细菌具有强列的杀伤作用，也可以作防腐剂、溶剂等。处于临界状态（243、60 kgcm2）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，是一种可再生能源。0.3 酒精的主要用途从世界范围看，酒精的用途按需求量分析，用量最大的将是燃料乙醇，其次是调制蒸馏酒和辅助其他饮料酒用酒精，化工医药用酒精排在第三位。0.3.1 燃料乙醇燃料乙醇顾名思义其作用是充当燃料。当今世界一次燃料资源日益枯竭，大气中CO2等室温气体浓度的增大造成气候变暖，石油供应价格的波动，种种社会
12、现象不得不使人们极力寻求一种绿色可再生能源作为替代燃料。正是在这种情况下，燃料乙醇当仁不让的成为了研究者的聚焦点。这个分子内含有内氧的物质，有效地补充了汽油在油缸内燃烧外界供氧不足的问题，另外又较好地解决了汽油的高辛烷值组分问题，“两好合一好”，使乙醇的物理化学特性得以充分的发挥，同时又成功地缓解了尾气污染问题，使其在新兴能源队伍中的地位逐渐攀升。二十一世纪，燃料乙醇将会逐步发展成为新能源的亮点，焕发出朝阳产业的无限生机。燃料乙醇施用实施有两种方法。其一是以乙醇为汽油的“含氧添加剂”（oxygenate additive）。这是美国施用燃料乙醇的基本方法。通常这种无铅汽油含约百分之十的乙醇，因
13、为水油（汽油）不溶，这里所用的乙醇当是“无水乙醇”。另一种方法施用乙醇是用乙醇代替汽油，这是二十年前在巴西普遍采用的方法。这方面的工艺也十分成熟。燃料乙醇是优良的油品质量改良剂，或者说是增氧剂。它还是汽油的高辛烷值调合组分。添加燃料乙醇的汽油，国际上称为“增氧汽油”或“含氧汽油”，一般根据MTBE（甲基叔丁基醚）、乙醇是单独使用或混合使用，有一系列灵活的配方，所以又称为新配方汽油。新配方汽油是我国现用的无铅汽油的升级换代产品。研究发现，加入10%的燃料乙醇后，油品的含氧量可达到3.5%，汽油的辛烷值（我国的汽油标号）可提高近3个标号，又降低了油品的芳烃含量，抗爆指数大约增加了2个单位，汽车尾气
14、中碳氢化合物、NOx和CO含量明显降低，降低幅度可以达到3035%，使油品的燃烧性能、动力性能和环保性能均得到了改善，具有明显的社会效益。乙醇汽油属于国际上通行的新配方汽油，是无铅汽油的升级换代产品。所谓的乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液体烃类中，加入一定量变性燃料乙醇后用作点燃式内燃机的燃料，加入量为10.0%（V/V），称为E10。中国乙醇汽油的研发始于2000年，并于2002年初进入推广阶段。河南省的郑州、洛阳、南阳及黑龙江省的哈尔滨、肇东等五城市成为首批试点地区。到2006年，我国乙醇汽油推广使用工作已覆盖北方九省，已实现年调配1020万吨乙醇汽油的能力，占我国汽油消费量两成多。从国
15、家发改委提供的资料来看，车用乙醇汽油无论在高温还是在零下30摄氏度低温的条件下都能正常使用，推广工作总体运行平稳。 提到乙醇汽油必然要谈及变性燃料乙醇的概念，GB 183502001规定以淀粉质、糖质为原料、经发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后，再添加变性剂（车用无铅汽油）变性的不能食用仅供调配车用乙醇汽油的燃料乙醇。它只可以按规定的比例与汽油混合作为车用点燃式内燃机的燃料。燃料乙醇与变性剂的体积混合比例应为100:2100:5，即变性剂在变性燃料乙醇中的体积百分含量为1.96%（V/V） 4.76%(V/V)。车用乙醇汽油凭借可提高燃油品质；降低尾气排放；燃烧充分、减少积炭；保持燃油系统自洁等优点使
16、其在中国的推广得到广大消费者的认可，推广日渐成熟。燃料乙醇除用做车用燃料之外还可作为燃料电池的燃料。在低温燃料电池诸如手机、笔记本电脑以及新一代燃料电池汽车等可移动电源领域具有非常广阔的应用前景，这也是乙醇的中期市场（10-20年内）。乙醇目前已被确定为安全、方便、较为实用理想的燃料电池燃料。乙醇将拥有新型电池燃料3040%的市场。市场容量至少是近期市场的5倍以上（主要是纤维原料乙醇）。表1 变性燃料乙醇质量指标 (GB183502001）项 目指 标外观清澈透明，无肉眼可见悬浮物和沉淀物乙醇，%（V/V）92.1甲醇，%（V/V）0.5实际胶质，mg/100ml5.0水分，%（V/V）0.8
17、无机氯（以Cl计），mg/L32酸度(以乙酸计). mg/L56铜. mg/L0.08pH值6.59.00.3.2 调制蒸馏酒所谓蒸馏酒是在原料酒精发酵后采用蒸馏技术而获得的酒，也就是用发酵酒通过蒸馏将酒度提高后的酒，起酒度较高。众所周知的白兰地、威士忌、金酒、伏特加、朗姆酒和中国白酒构成世界六大蒸馏酒。1. 中国白酒中国白酒源远流长,酿造技艺口传心授,迄今已传承千余年。中国白酒主要是由高粱、玉米、大米、糯米、大麦等酿制成的浓香型、清香型和酱香型等香型各异的蒸馏酒。其生产工艺有如下特点:1.以含有淀粉或糖分的物质为主要原料制成的酒；2.以曲为糖化剂,糖化和发酵同时进行,即采用复式发酵法生产；3
18、.固态发酵,使用独特的蒸馏器,采用间歇蒸馏法固态蒸馏而成的。酒中不含色素，口感醇和，更适合国人饮用。其中,山西杏花村汾酒、泸州老窖酒和贵州茅台酒代表中国白酒酿造的最高水平，其分别为清香型、浓香型和酱香型白酒的代表作。近年来中国新型白酒发展迅猛，其用优质发酵食用酒精做基础酒，经调制做成不同香型(浓香型、酱香型、清香型、兼香型等)的蒸馏酒。主要生产流程：食用酒精降度脱臭除杂过滤澄清添加风味物质调味贮存过滤成品。与传统白酒相比，新型白酒大大节省了酿酒用粮。它的研制是我国酒类科技进步的结果，也是我国白酒业的发展方向。2. 白兰地通常所说的白兰地是以葡萄为原料酿制而成的蒸馏酒。葡萄经发酵蒸馏而得到的酒称
19、原白兰地，原白兰地经过橡木桶的长期储存后，再经调制勾兑，才能成为成品白兰地。优良的葡萄品种赋予白兰地酒特有的香气，完美的蒸馏工艺能使酒得到一种独特的芳香，再经橡木桶储存，可使酒由无色变成琥珀色，酒体由辛辣变得柔和、甘洌、绵延、细腻。3. 威士忌威士忌是英国国酒，是世界最著名的优质蒸馏酒之一。威士忌是用谷物（包括大麦芽）为原料，以大麦芽为糖化剂，经糖化、鹅颈瓶蒸馏器蒸馏、橡木桶储存后熟、不同酒龄酒合理勾兑调制而成的含酒精浓度38%-48%（体积）和极微量的芳香性挥发物的蒸馏酒。按产地及酿制方法可分为苏格兰威士忌、爱尔兰威士忌、美国威士忌、日本威士忌和加拿大威士忌。4. 金酒金酒又称琴酒、毡酒或杜
20、松子酒，起源于荷兰，最初是作为利尿、清热的药剂使用，是人类第一种为特殊目的所造的烈酒。金酒是以玉米、麦牙等谷物为原料经粉碎、糖化、发酵、蒸馏成高度酒精后，加入杜松子、柠檬皮、肉桂等原料，再进行第二次的蒸馏形成。在蒸馏时，金酒采取掐头去尾摘取中段流酒的方法以提高酒质。金酒无需陈酿，酒度为4052度，具有芬芳诱人的香气。5. 伏特加伏特加酒是俄罗斯、波兰两国特有的蒸馏酒，被奉为国酒。其以土豆、玉米、小麦等原料经发酵、蒸馏后精制而成，无需陈酿，酒度为40度左右。该酒以其酒体纯净的风格著称，已被习惯定义为一种无气味、无口味、无色的中性酒精水溶液，通常用专用储罐和罐装线罐装以确保其品质与风格。另外，为提
21、高感官指标，传统使用桦木炭作为吸附剂来调制伏特加酒，随着活性炭的出现，工艺上又开始采用活性炭来处理酒精以提高效果。当在伏特加酒液中放入药材、香料等浸制而成的酒又称为芳香伏特加，此酒带有色泽，既有酒香，又带有药材、香料的香味。其名品有波兰的蓝野牛、前苏联的珀特索伏卡等。6. 朗姆酒朗姆酒是以甘蔗榨汁或甘蔗糖蜜为原料，经酵母发酵，再经蒸馏、储存陈酿（新蒸馏出来的朗姆酒必须放入橡木桶陈酿一年以上）、勾兑成酒精浓度为45%-55%（体积）的蒸馏酒。朗姆酒的色泽风格独特，其色泽有接近无色透明、微黄、深黄、棕色等。市售某些类型朗姆酒在调制勾兑时，有些加入少量水果汁或植物芳香性香味料浸出汁，使之改型，形成具
22、有独特芳香性的朗姆酒。0.3.3 医药化工等方面的用途作为一种原料和中间产品，酒精广泛应用于医药、化工等行业。据统计，2006年化工及医药行业对酒精消耗量仍然达到170万吨。1. 不同浓度的酒精在医药领域具有不同的用途：高浓度酒精吸水性很强，是供细胞生物学实验和研究使用的优良的固定剂和脱水剂；70%的酒精是对微生物菌体蛋白作用最强的凝固变性剂，是常用的理想的消毒、防腐、灭菌试剂。与碘制成碘酊（乙醇溶解的碘溶液），是外伤、手术常用的抑制有害微生物繁殖的消毒剂；40%50%的酒精对长期卧床的患者，能达到促进局部血液循环，防止褥疮形成的目的。25%50%的酒精擦拭高烧患者身体，能使患者的皮肤血管扩张
23、，增加皮肤的散热能力，其挥发性还能吸收并带走大量的热量，达到物理退热的目的。2. 酒精是生化制药中提纯酶制剂、DNA、RNA的有效沉淀剂。3. 酒精可做优良的防冻、降温介质：乙醇与水质量比为105：100时，混合液温度降至-30，不结冰；用此低温给发酵罐夹层降温效果特别理想，如微型啤酒发酵即用此法。4. 众所周知，乙醇在化学工业上是生产乙醛、乙酸、乙醚、聚乙烯、乙二醇、合成橡胶、氯仿、染料、油漆、树脂及农药等的重要原料之一。但值得提出的是，面对石油资源日益枯竭的局面，除了替代燃料，利用生物质资源替代传统能源生产基础石油化工原料，进而发展绿色化学工业，不仅完全可能也正在成为现实的迫切需求。如走生
24、物乙醇路线生产生物乙烯，进而生产生物环氧乙烷、生物乙二醇等替代传统石油路线生产的化工产品在经济上也越来越具有吸引力。图3 制备环氧乙烷/乙二醇对比(石油路线 VS 生物乙醇路线)以生物乙醇制生物乙烯为例，这一技术具有反应条件温和和易操作、易控制的优点，从而使投资成本降低和项目工期缩短。而且，整个工艺过程环境友好，只需用很少的成本投入用于减少污染。国外已经建成了规模化的生物乙醇-乙烯-聚乙烯或环氧乙烷-乙二醇的。工艺过程如图3所示。用清洁和绿色的生物技术取代石油原料制备重要的石化产品如生物乙二醇（MEG）是面向将未来的技术，生物乙醇-乙烯-环氧乙烷-乙二醇原则流程如图4所示。在科技创新的推动下，
25、中国的乙醇行业和乙醇产业链也必将成为最环保、最清洁和最有效率的工业。5. 乙醇法合成醋酸（乙醇-乙醛-醋酸）是醋酸生产工艺中一重要合成路线。但是2006年，醋酸和醋酸乙酯等化工产品市场价格处于振荡起伏状态，且下游市场需求较为平淡，并随着甲醇法生产醋酸工艺的成熟及规模的扩大，乙醇法生产醋酸受到了严峻挑战。再加上2006年醋酸和醋酸乙酯化工产品利润空间较小，企业经营比较艰难，开工程度受到一定影响。图4 生物乙醇-乙烯-环氧乙烷-乙二醇工厂0.3.4 酒精工业的副产物 大型酒精企业除主产品酒精外，还有如下副产物：优质颗粒饲料DDGS（全价干酒精糟 Distillers Dried Grains wi
26、th Solubles）；优质食用级CO2，CO2是发酵酒精相伴生成的数量最大的副产物，高纯度食用级CO2除用做碳酸饮料外，还在保护焊接、药物萃取、制冷、温室生产等方面有很广的用途；玉米油，玉米胚芽油是优质保健食品；以玉米、小麦等为原料的大型酒精生产企业，还可生产玉米淀粉、葡萄糖浆、果葡糖浆、谷朊粉、玉米蛋白等；杂醇油是某些食用香料的主要原料。0.4 国内外酒精生产概况及发展战略0.4.1 我国酒精生产概况及发展战略我国的酒精工业始于1900年黑龙江省哈尔滨市，虽经1900年到1949年约50年的演变和设备技术的发展，但全国酒精总产量还不到1万吨。自1949年到2000年，我国的酒精产量迅速增
27、长到300万吨，跃居世界第三位。新中国成立后，历经50年的发展，初步形成了企业生产、工程设计、科学研究、人才培养、设备制造、综合利用、环境保护、标准制定、检验检测、成品运输、产品销售等一个完整的酒精工业体系。在近几年国内酒精行业突飞猛进的发展态势中，小规模的单体企业越来越少，企业生产规模在10万吨/年以上的不断增多，2002年2006年中国酒精行业10万吨以上的企业数量及产能如图5所示；市场缺乏绝对的领导者，市场中强强对话成为主要声音，加剧了竞争程度。值得注意的是东北和河南地区更加集中，规模在10万吨/年以上的企业分别有6和3个名额。随着国内酒精市场竞争日益激烈；加上市场竞争环境的不断规范，一
28、批弱者必定会被淘汰。图5 2002年2006年中国酒精行业10万吨以上的企业数量及产能示意图顺应国际能源战略的潮流，中国结合国内酒精行业发展的实际情况，从2002年起开始探索燃料乙醇的生产，历经四年的发展，一跃成为世界三大燃料乙醇生产国之一。中国酒精行业发展迅猛，酒精产能呈现刚性增长，引起了国际社会的普遍关注。2000年-2006年全国酒精产量统计如图6所示，2006年酒精新扩建项目产能的大幅释放，导致国内酒精产量快速上升。图6 2000年2006年全国酒精产量统计根据2006年中国酒精产品结构（图7）的数据显示，目前中国酒精行业中食用酒精以总产量436万吨占酒精总量71%，仍占据主导位置，但
29、市场需求日趋饱和，产量增长趋于平稳。燃料酒精、无水酒精增长态势明显，特别是燃料乙醇市场前景广阔，占据酒精市场份额的23%。图7 2006年酒精产品结构燃料乙醇可部分替代石油资源，减少石油进口；支持建设社会主义新农村，有利于农产品转化，增加农民收入；减少汽车排放对大气的污染，是国家重点支持发展的新兴产业。我国现在已是石油净进口国，解决好燃料乙醇问题是重要国策之一。目前，国家批准建设了吉林燃料乙醇、黑龙江华润酒精、河南天冠燃料乙醇和安徽丰原燃料酒精4家定点生产厂，这对全国酒精产业的发展无疑是一个极大的推动。据统计我国每年大约需要燃料酒精400万吨（燃料乙醇试点初期），2006年国家定点生产燃料乙醇
30、的企业产能已增加到159万吨。其中吉林燃料酒精公司产能为40万吨，黑龙江省华润公司产能25万吨，河南天冠集团产能50万吨，安徽丰原集团产能44万吨。以现阶段的中国四家燃料乙醇生产企业的产能来看，远远不能满足未来国内对燃料乙醇的需求，燃料乙醇装置产能扩张不可避免。因此未来政府还将继续适度发展燃料乙醇行业。国家在新的“十一五”规划纲要中，国家发展改革委已经对中国生物燃料产业发展，做出三个阶段的统筹安排：“十一五”实现技术产业化，“十二五”实现产业规模化，2015年以后大发展。预计到2020年，中国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15%左右，建立起具有国际竞争力的生物燃料产业。在未来几年内，燃料乙
31、醇必将成为行业的领先者，成为酒精产业的主力军，国内将以燃料乙醇一统天下。受原料、市场等要素制约，酒精生产总体布局结构没有大的变化，东北、华东地区处于相对集中的生产区。以2003年至2006年上半年东北、华北地区的数据为例，东北地区产量、产能比重同时加重，意味着该区域分布密度加大。所以其生产能力、总资产等直线上升。表2 中国酒精生产总体布局结构区域东北华东华北华南西南2005年产能20416978951102006年产能312222116120127增长量10853382517从原料品种方面区分，2006年国内玉米酒精产量增长幅度最大，较2005年增长63%；木薯酒精产量较05年增长幅度为28%
32、，如图8所示：图8 2005、2006年中国玉米酒精、木薯酒精、糖蜜酒精产量然而作为酒精，尤其是燃料乙醇的主要原料的玉米却正在变得供不应求。而对于木薯，原料的可靠供应也是个难题。我国此前就是木薯进口国，而主要来源地如泰国、越南等地也已经开始发展燃料乙醇产业，进口量很难得到提高。此外，木薯酒精废液作为高浓度有机废水，治理难度之大是环保界公认的。2006年开始，国家有意识地调整燃料乙醇的发展模式，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。2007年6月7日，国务院召开可再生能源会议，玉米变乙醇项目被叫停。停止新建玉米乙醇项目的核准，也就意味着在全国范围内，只有最初的四家燃料
33、乙醇定点单位能继续用玉米生产，今后生物燃料乙醇一律改为非粮。专家指出，最终解决乙醇、大量使用时所需原料的将是植物纤维，纤维质是地球上资源量最丰富的可再生资源，包括秸秆、农作物壳皮、秧、树枝、落叶、刨花、锯沫、林业边脚余料等。目前，在美国和瑞典等国纤维原料生产乙醇已成为现实。专家预计，依靠生物技术、基因技术等现代科技，在未来十年时间内，利用纤维质生产乙醇技术将实现产业化。据测算，中国每年秸秆资源一半转化为乙醇，其数量就可以超过目前中国汽油消费量的1.2倍以上。出于对纤维素制乙醇的看好，企业和国家纷纷将其列入长期发展战略中。中粮集团总裁于旭波公开宣称，“中粮未来最主要的发展方向是纤维素燃料乙醇”。
34、中国石油选择控股河南天冠集团，在很大程度上也是因为该集团在纤维素乙醇的研发上有“独得之秘”。通用汽车董事长兼首席执行官瓦格纳曾表示：在乙醇燃料技术领域，通用汽车尤其重视纤维素乙醇燃料技术的发展，因为它是一项以不危及粮食安全为前提而推动实现能源多样化的先进清洁能源技术。纤维素乙醇燃料的生产现已成为研究热点，5月1日，通用汽车公司宣布与全球领先的低碳能源生物技术供应商Mascoma公司建立战略合作伙伴关系，双方将携手推进从非粮食生物质中提取制造低碳可替代能源的单步骤生物化学转化技术的研发进程。据悉，Mascoma公司单步骤生物化学转化技术的优势在于，它在由纤维素原料提取制造乙醇燃料的过程中，大大降
35、低了添加剂和酶的使用程度，从而有效控制了制造成本。中国的乙醇工业已进入黄金发展期，特别是作为朝阳产业的燃料乙醇工业为乙醇工业注入了无限生机和活力。相信不久的将来，在国家政策的指引下，我国乙醇工业会再上新台阶，以崭新的姿态伫立于世界前端。0.4.2 国外酒精生产概况及发展战略美国、巴西、中国、俄罗斯是世界酒精生产大国。2001年中国酒精总产量已居世界第三位。随着世界经济的持续增长，全球能源消费能力高涨，一次能源的消费实现了自1984年以来的最强劲增长。在此背景下，水涨船高，世界酒精行业也获得前所未有的发展机遇。近年来，国际酒精产量一直处在高速攀升之中，图9的数据表明，2006年估计产量4063万
36、吨，较2005年的3655万吨，增加408万吨，增幅达11.16%。图9 20022006年世界酒精产量表巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。早在1975年，巴西就开始实施“燃料乙醇计划”,以甘蔗为原料生产燃料乙醇。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。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。正是在政府的大力支持下，美国推广玉米乙醇汽油近30年后,于2006年燃料乙醇产量首次超过巴西(1380万吨),达到1460万吨。美国农业部的能源办公室指出乙醇生产工艺的改进和种植效率的提高是净能量值增加的推动力。新技术的采用，遗传改良玉米、缓释化肥、高淀粉品种结合在一起使净能量值提高。美国政府已制定了一个大力发展燃料乙醇的计划，计划到2011年，将汽油中（不包括柴油）的燃料乙醇用量由每年15亿加仑（约450万吨）至少提高到44亿加仑（约1360万吨）。另外，自巴西、美国率先于七十年代中期大力推行燃料乙醇政策以来，加拿大、法国、西班牙、瑞典等国纷纷效仿，均已形成了规模生产和使用本 章 小 结 酒精的主要性质，酒精的主要用途，世界酒精生产概况，我国酒精行业的基本状况，酒精国家标准。本章复习思考题1 酒精有哪些性质？2 简述酒精的主要用途。3 简述酒精发展战略。16