燃料乙醇发展现状及思考

自20世纪70年代以来,生物燃料乙醇作为车用燃料的研究和产业化受到广泛重视,被认为是未来最重要的可再生燃料之一。本文介绍了燃料乙醇的发展概况,综述了近年来国内外研究开发历程、产业政策和最新进展,对化学合成乙醇路线（合成气催化制乙醇、乙酸加氢制乙醇工艺）和生物发酵制乙醇路线（粮食发酵、非粮原料发酵、合成气发酵工艺）的技术特点、纤维素燃料乙醇产业化存在的困难和问题进行了分析,并对影响燃料乙醇产业发展的因素进行了分析,提出了我国燃料乙醇技术研发和产业发展的相关建议,认为我国应加强非粮原料供应体系建设,积极进行技术研发,加强工业示范并优化燃料乙醇使用环节,促进非粮燃料乙醇产业发展。     

合成气直接转化制乙醇工艺路线的技术经济分析

介绍了以合成气为原料直接转化制乙醇工艺路线的研究进展,从技术和经济角度对合成气直接转化制乙醇工艺路线进行了分析,并对其研究和应用前景进行展望。     

合成气制乙醇的研究进展

合成气催化合成乙醇工艺是具有较好经济效益的合成路线。本文简要介绍了合成气制乙醇的原理及工艺过程,重点介绍了合成气制乙醇催化剂的研究进展。并提出高效催化剂的开发和工艺技术的优化改进是未来科研工作者的研究重点。     

煤(合成气)制乙醇技术进展及工业化应用

介绍了煤(合成气)生产乙醇的技术途径,综述了其技术特点、工艺过程和技术进展;讨论了煤(合成气)制乙醇的产业化发展情况,认为煤(合成气)制乙醇发展具有一定的必要性和发展前景,并将成为我国能源化工的重要组成部分。     

合成气间接工艺制乙二醇技术

简要介绍石油乙烯路线制乙二醇、乙醇脱水制乙烯生产乙二醇及该公司参与开发的合成气间接工艺制乙二醇技术的概况,并就三种原料路线的主要技术经济指标进行了对比。     

合成气生物发酵法制乙醇的研究进展

采用合成气生物发酵法制乙醇具有反应条件温和、产物选择性高、原料来源广泛、低碳可持续发展等优势,是一种具有前景的可再生能源新型生产工艺。文章综述了合成气发酵法制乙醇的微生物种类及对应的适宜操作条件,分析了合成气发酵法制乙醇的Wood-Ljungdahl代谢途径;总结了合成气的广泛来源;分析讨论了过程工艺参数如合成气组成及压力、pH、温度、培养基组分、气液传质对合成气发酵的影响;指出合成气发酵法制乙醇面临的底物传质性能差、乙醇收率低等关键问题,比较了典型反应器在传质方面的差异,归纳了传质强化方法;总结了合成气发酵法制乙醇的工业化进展, 并提出了未来的发展方向。     

合成气生物发酵法制乙醇的研究进展

采用合成气生物发酵法制乙醇具有反应条件温和、产物选择性高、原料来源广泛、低碳可持续发展等优势,是一种具有前景的可再生能源新型生产工艺。文章综述了合成气发酵法制乙醇的微生物种类及对应的适宜操作条件,分析了合成气发酵法制乙醇的Wood-Ljungdahl代谢途径;总结了合成气的广泛来源;分析讨论了过程工艺参数如合成气组成及压力、pH、温度、培养基组分、气液传质对合成气发酵的影响;指出合成气发酵法制乙醇面临的底物传质性能差、乙醇收率低等关键问题,比较了典型反应器在传质方面的差异,归纳了传质强化方法;总结了合成气发酵法制乙醇的工业化进展, 并提出了未来的发展方向。     

合成气乙醇发酵技术研究进展

采用合成气发酵生产燃料乙醇具有反应条件温和、产物耐受性好、原料来源丰富等优点,是燃料乙醇生产的一种新型工艺。文章综述了国内外合成气厌氧发酵的微生物种类,常见合成气乙醇发酵微生物的生长、代谢特点以及底物利用范围;分析了合成气乙醇发酵的Wood-Ljungdahl代谢途径,以及Wood-Ljungdahl代谢途径中涉及的关键酶类甲酸脱氢酶和CO脱氢酶/乙酰辅酶A合成酶;探讨了过程工艺参数如培养介质、还原剂、pH、气体组成、终产物、培养基和培养方法对合成气发酵的影响;比较了不同反应器在体积传质系数等方面的差异,并重点分析了搅拌罐式反应器和柱式反应器等的反应特点。 同时,对合成气发酵的未来发展方向进行了展望。     

生物质制备液体燃料技术的研究

综述了近年来由生物质制备液体燃料(生物乙醇燃料、生物柴油、生物质航空燃料)相关的技术进展。重点介绍了乙醇燃料的生物质合成气发酵、生物质合成气催化和合成气间接合成技术;生物柴油的油脂酯交换和超临界法转化途径;航空燃料的生物质气化-费托合成加氢提质和生物油的转化路线;并对这些转化途径的的特点和未来的研究方向做了分析。     

乙酸酯加氢制乙醇的试验研究

阐述了合成气制乙醇的背景及国内外的最新研究现状及趋势。开展了合成气经由乙酸酯加氢制乙醇的试验研究,考察了催化剂的反应温度、压力等因素对乙酸酯加氢制备乙醇反应的影响。试验结果表明,采用自行开发的铜基催化剂对乙酸酯加氢制备乙醇,在220℃、2.5 MPa的反应条件下,原料转化率能够达95%,乙醇选择性可达99.5%。该工艺路线进行乙醇的制备,具有设备投资低、反应条件温和、催化剂活性高且廉价易于制备等特点,具有工业化可行性。     

煤制乙醇技术的研究及开发应用进展

介绍了以煤为原料生产燃料乙醇的4条工艺技术路线:合成气化学催化法、合成气厌氧发酵法、醋酸直接加氢法和醋酸酯化加氢法的反应机理、技术特点及最新进展,并且对各条路线的优势和劣势进行了对比,认为煤制乙醇将成为我国能源化工产业的重要组成部分。     

纤维素乙醇的原料预处理方法及工艺流程研究进展

木质纤维生物质是储量丰富且最有前景的生产燃料乙醇的可再生生物质资源,利用木质纤维生物质生产乙醇主要包括以下步骤：原料预处理、发酵以及产物分离纯化,其中,原料的预处理工艺是限制纤维素乙醇产业化的一个技术瓶颈。本文对酸法、碱法、蒸汽爆破法、合成气法等7种典型预处理方法进行了介绍并对其工艺流程进行简要的说明,同时对不同的预处理方法的优劣、适用范围和工艺流程转化效率等进行了对比,以期为纤维素乙醇预处理方法的工艺选择和评价提供一些参考。提出了纤维素乙醇的产业化前景：不同预处理技术的合理结合使用会有效提高转化率;较好的过程设计能够降低成本,有利于整个过程的经济性。     

燃料乙醇工艺的化学工程分析

介绍了乙醇发酵动力学以及乙醇分离过程的研究进展,并从化学工程的角度讨论了燃料乙醇生产中的发酵过程和分离过程,指出贯穿于燃料乙醇生产过程的流体流动、热量传递、质量传递问题与发酵生化反应交织在一起,对燃料乙醇过程产生决定性的影响。提出利用化学工程学的理论及方法研究燃料乙醇生物反应工程的规律、工程放大及流程创新将是一种主要趋势。     

纤维类物质生产乙醇的研究进展

介绍了燃料乙醇的意义、国内外的发展现状和趋势,重点综述了燃料乙醇工艺中的预处理技术和发酵工艺技术,对预处理的各种方法的优缺点进行了归纳,分析了木质纤维素的资源组成成分及结构对其有效转化乙醇的影响及解决办法,最后对纤维素燃料乙醇工业进行了展望。     

纤维质酒精预处理液中抑制剂脱毒方法研究进展

利用纤维质原料生产燃料酒精是目前研究的热点。综述了纤维质原料预处理液中抑制物脱毒方法的研究进展。介绍了抑制物形成、抑制机理、抑制物对微生物生长和酒精发酵的影响以及脱毒方法的进展情况。指出选择适宜的预处理及脱毒方法、尤其选育耐抑制物的菌株是实现纤维质原料生产燃料酒精工业化研究的重点。     

工业废弃合成气厌氧发酵产己醇研究进展

己醇作为高附加值中链醇,其生物合成越来越受到研究人员的广泛关注。利用工业废弃合成气制备生物己醇能够降低原料成本,然而,生物己醇的低产率严重限制了其广泛应用。本文基于生物己醇发酵的新近报道,首次对合成气发酵制备生物己醇的研究进展进行了分析与综述。文中指出目前能够直接利用合成气合成生物己醇的菌株仅有Clostridium carboxidivorans一例,但其更倾向合成乙酸、乙醇、丁酸和丁醇等,其最高己醇产量仅为1.06g/L。己醇发酵性能受合成气组分、抑制物浓度、气液传质效率、温度和pH等影响,优化并调控关键环境因子有利于提高己醇产量。采用混菌发酵是生物己醇合成的另一种可替代途径,其关键三步反应为：①合成气向乙酸乙醇转化;②乙酸乙醇链延伸向己酸转化;③己酸还原为己醇,相关菌株包括C. ljungdahlii、A. bacchi和C. kluyveri等,然而混合发酵的经济性能有待进一步研究。文中指出未来生物己醇的研究将重点解决己醇产量低的“瓶颈”问题,通过合成生物学或基因工程手段改造并获得高产己醇菌未来可期。