第一節(jié) 乙醇的定義
乙醇有機(jī)化合物,分子式C2H6O,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2OH或C2H5OH,俗稱酒精,是最常見(jiàn)的一元醇。乙醇在常溫常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無(wú)色透明液體,低毒性,純液體不可直接飲用;具有特殊香味,并略帶刺激;微甘,并伴有刺激的辛辣滋味。易燃,其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,能與水以任意比互溶。能與氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機(jī)溶劑混溶。乙醇的用途很廣,可用乙醇制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%~75%的乙醇作消毒劑等,在國(guó)防化工、醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途(可研報(bào)告)。
第二節(jié) 乙醇的制備技術(shù)
制備原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶,衍生產(chǎn)品為鹽酸乙醇液、二硫化硒、環(huán)氧乙烷、對(duì)二乙基苯、聯(lián)苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三聯(lián)苯、乙醛、甲醛、乙醇鈉、乙醚、乙酸乙酯、乙醇(無(wú)水)、復(fù)盆子酮等。
工業(yè)上一般用淀粉發(fā)酵法或乙烯直接水化法制取乙醇:
發(fā)酵法
糖質(zhì)原料(如糖蜜、亞硫酸廢液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)發(fā)酵;
發(fā)酵法制乙醇是在釀酒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi),曾是生產(chǎn)乙醇的唯一工業(yè)方法。
發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品,如谷類、薯類或野生植物果實(shí)等;也可用制糖廠的廢糖蜜;或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。這些物質(zhì)經(jīng)一定的預(yù)處理后,經(jīng)水解(用廢蜜糖作原料不經(jīng)這一步)、發(fā)酵,即可制得乙醇。
發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6%~10%,并含有其他一些有機(jī)雜質(zhì),經(jīng)精餾可得95%的工業(yè)乙醇。
乙烯水化法
乙烯直接或間接水合。
乙烯直接水化法,就是在加熱、加壓和有催化劑存在的條件下,是乙烯與水直接反應(yīng),生產(chǎn)乙醇:
(catalyst是催化劑,pressure是加壓)此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解氣,成本低,產(chǎn)量大,這樣能節(jié)約大量糧食,因此發(fā)展很快。
煤化工
以煤基合成氣為原料,經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線。
聯(lián)合生物加工
利用生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來(lái)的能源壓力。來(lái)源廣泛的纖維素將是很有潛力的生產(chǎn)乙醇原料。然而由于各種原因,一般的發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇成本較高,乙醇生產(chǎn)難以規(guī)?;?。聯(lián)合生物加工技術(shù),一體化程度高,能有效降低生產(chǎn)成本,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
第三節(jié) 乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀
中國(guó)燃料乙醇發(fā)展總體平穩(wěn),但市場(chǎng)接受度較差
2001年,為解決陳化糧問(wèn)題、改善大氣及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和調(diào)整能源結(jié)構(gòu),中國(guó)啟動(dòng)了“十五”酒精能源計(jì)劃,推廣使用燃料乙醇。
目前,全國(guó)已有11個(gè)?。▍^(qū))試點(diǎn)推廣E10乙醇汽油,2016年中國(guó)燃料乙醇產(chǎn)能為271萬(wàn)噸/年,產(chǎn)業(yè)規(guī)模居世界第三,燃料乙醇消費(fèi)量為260萬(wàn)噸,乙醇汽油消費(fèi)量已占同期全國(guó)汽油消費(fèi)總量的1/5。
2014年下半年國(guó)際油價(jià)大幅下跌導(dǎo)致國(guó)內(nèi)成品油批發(fā)價(jià)格持續(xù)下行,燃料乙醇結(jié)算價(jià)格卻隨汽油質(zhì)量升級(jí)而提高,價(jià)格倒掛問(wèn)題嚴(yán)重。另外,乙醇汽油熱值低、動(dòng)力不足、尾氣排水較多等因素導(dǎo)致燃料乙醇在中國(guó)的市場(chǎng)認(rèn)可度不高。這些都影響了燃料乙醇的推廣應(yīng)用。
政策助推燃料乙醇在“十三五”期間加速發(fā)展
中國(guó)《可再生能源法》和《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展 規(guī)劃 綱要》提出,到2020年,生物燃料消費(fèi)量占全部交通燃料的15%左右。
近期發(fā)布的《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》明確提出在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油,到2020年基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋。
中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù) 研究 院預(yù)測(cè),2020年中國(guó)汽油消費(fèi)量約為1.57億噸,若實(shí)現(xiàn)乙醇汽油全覆蓋且按照E10汽油標(biāo)準(zhǔn),燃料乙醇年利用量將達(dá)到1570萬(wàn)噸。由于2040年前液體燃料在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的主體地位不可撼動(dòng),可以預(yù)期未來(lái)燃料乙醇利用空間廣闊。
玉米庫(kù)存量大,可確保乙醇生產(chǎn)原料供應(yīng)充足
從短期來(lái)看,為去庫(kù)存,陳化糧食將作為中國(guó)燃料乙醇的主要原料。
截至2017年7月末,中國(guó)玉米庫(kù)存量高達(dá)2.6億噸,遠(yuǎn)超中國(guó)一年的玉米消費(fèi)量,玉米去庫(kù)存勢(shì)在必行。按3.3噸玉米生產(chǎn)1噸乙醇估算,僅用一半庫(kù)存玉米,即可生產(chǎn)乙醇近4000萬(wàn)噸。
按照交通燃料全部使用乙醇汽油測(cè)算,未來(lái)3年燃料乙醇將累計(jì)替代常規(guī)汽油3343萬(wàn)噸,足以支持2020年前乙醇汽油的發(fā)展需求。
從長(zhǎng)期看,發(fā)展纖維素乙醇技術(shù)是必然趨勢(shì),中國(guó)每年可利用的秸稈和林業(yè)廢棄物超過(guò)4億噸,若30%被利用,就可生產(chǎn)燃料乙醇2000萬(wàn)噸。
第四節(jié) 乙醇的發(fā)展趨勢(shì)
未來(lái)三年需要大幅增加燃料乙醇生產(chǎn)能力
2016年,中國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)能力為271萬(wàn)噸/年,在建、擬建和 規(guī)劃 的燃料乙醇項(xiàng)目生產(chǎn)能力為106.2萬(wàn)噸/年,合計(jì)約377.2萬(wàn)噸/年。按照2020年燃料乙醇年利用量1570萬(wàn)噸,生產(chǎn)裝置開(kāi)工率95%計(jì)算,燃料乙醇總的生產(chǎn)能力應(yīng)達(dá)到1652萬(wàn)噸/年,需要再凈增生產(chǎn)能力1275萬(wàn)噸/年。
一是燃料乙醇稅費(fèi)不合理,石油企業(yè)接受度不高。按國(guó)家規(guī)定,燃料乙醇結(jié)算價(jià)格按照供軍隊(duì)和國(guó)家儲(chǔ)備用93號(hào)汽油供應(yīng)價(jià)格×車用乙醇汽油調(diào)配銷售成本的價(jià)格折合系數(shù)0.9111計(jì)算。自2014年下半年國(guó)際油價(jià)“斷崖式”下跌以來(lái),國(guó)內(nèi)成品油批發(fā)價(jià)格持續(xù)下行,但石油企業(yè)與燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)算價(jià)格按含稅價(jià)格計(jì)算,增加了采購(gòu)成本。此外,國(guó)家規(guī)定以汽油、汽油組分調(diào)和生產(chǎn)的甲醇/乙醇汽油也屬于消費(fèi)稅征收范圍,相當(dāng)于石油企業(yè)不僅購(gòu)買了含稅的燃料乙醇,還為乙醇汽油中的乙醇組分付出了與汽油同等的1.52元/升的消費(fèi)稅。
二是油品儲(chǔ)存、運(yùn)輸成本將大幅增加。乙醇汽油的保質(zhì)期短,且對(duì)儲(chǔ)存、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)的要求特別高。若普及乙醇汽油,當(dāng)前汽油儲(chǔ)存設(shè)施、管道、油庫(kù)都需要更新改造,升級(jí)費(fèi)用將高達(dá)數(shù)百億元。
三是推廣乙醇汽油勢(shì)將延緩未來(lái)汽油消費(fèi)量增長(zhǎng)速度。按2020年燃料乙醇汽油全覆蓋計(jì)算,未來(lái)3年燃料乙醇將累計(jì)替代常規(guī)汽油3343萬(wàn)噸,汽油需求增長(zhǎng)率將從原預(yù)測(cè)的6.7%下降至3.8%。
對(duì)石油企業(yè)的建議
一是爭(zhēng)取國(guó)家對(duì)于銷售乙醇汽油的稅收優(yōu)惠,實(shí)現(xiàn)互利共贏。針對(duì)燃料乙醇稅費(fèi)不合理的問(wèn)題,爭(zhēng)取推動(dòng)國(guó)家執(zhí)行扣除燃料乙醇比例后再計(jì)算汽油消費(fèi)稅的政策,推動(dòng)國(guó)家取消對(duì)乙醇價(jià)格的管制,改由購(gòu)銷雙方根據(jù)市場(chǎng)供需情況協(xié)商確定結(jié)算價(jià)格,充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用,實(shí)現(xiàn)互利共贏。
二是要早謀劃,爭(zhēng)取主動(dòng)。從國(guó)家政策來(lái)看,國(guó)家明確了綠色低碳的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方向,強(qiáng)調(diào)去陳化糧庫(kù)存的決心。此外,維護(hù)農(nóng)民利益是2020年前中國(guó)實(shí)現(xiàn)全面脫貧的重要前提,全國(guó)推廣乙醇汽油的趨勢(shì)很難改變。未來(lái)三年,中國(guó)至少需要增加1275萬(wàn)噸/年的燃料乙醇生產(chǎn)能力。盡管當(dāng)前國(guó)家取消了以玉米和小麥為原料的乙醇生產(chǎn)補(bǔ)貼,但庫(kù)存玉米價(jià)格仍有一定的優(yōu)勢(shì)。石油企業(yè)應(yīng)盡早 研究 與糧企合作的可能性,打通整個(gè)乙醇產(chǎn)業(yè)鏈???研究 投資纖維素燃料乙醇等先進(jìn)生物液體燃料技術(shù)的可行性,并探索布局生物燃料+CCS技術(shù)等國(guó)家戰(zhàn)略性儲(chǔ)備技術(shù)。
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