新型生物燃料——丁醇 14302010030柳青腾 丁醇制备和使用的原理 」醇是一种新型的清洁能源。可用作优质燃料和燃料添加剂,其髙沸点 (118℃)和低蒸汽压有助于汽车的冷启动;由于丁醇的疏水性比乙醇更强,因 此更易于与汽、柴油烃类燃料相混溶,储存过程中不易吸收空气中和系统中的 水分;而且丁醇的燃烧更完全,可大大降低汽车尾气的CO2排放,且不发生残 留烃污染,对净化空气十分有利。上述优点有可能使丁醇成为未来发动机新型绿 色燃料,成为替代化石燃料的可持续发展的交通燃料之一,在未来的运输燃料中 将会占有重要的比重。 目前主流的生产丁醇的方法共有三种,其中前两种是化学方法,分别是: 1.羰基合成法。丙烯与CO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、 异丁醛加氢后分馏得正丁醇。 2.醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛,脱水生成丁烯醛,再经加氢后得正 丁醇 Syntec公司B2A热化学法工艺 气化器 醇合成反应器 合成气 生物质 洗涤器 生物气体 类 相分离器 第三种方法,就是利用生物发酵方法制丁醇。具体的做法是,以淀粉等为原
新型生物燃料——丁醇 14302010030 柳青腾 丁醇制备和使用的原理 丁醇是一种新型的清洁能源。可用作优质燃料和燃料添加剂，其高沸点 （118 ℃）和低蒸汽压有助于汽车的冷启动；由于丁醇的疏水性比乙醇更强，因 此更易于与汽、柴油烃类燃料相混溶，储存过程中不易吸收空气 中和系统中的 水分；而且丁醇的燃烧更完全，可大大降低汽车尾气的 CO2 排放，且不发生残 留烃污染，对净化空气十分有利。上述优点有可能使丁醇成为未来发动机新型绿 色燃料，成为替代化石燃料的可持续发展的交通燃料之一，在未来的运输燃料中 将会占有重要的比重。 目前主流的生产丁醇的方法共有三种，其中前两种是化学方法，分别是： 1. 羰基合成法。丙烯与 CO、H2 在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、 异丁醛,加氢后分馏得正丁醇。 2. 醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得正 丁醇。 第三种方法，就是利用生物发酵方法制丁醇。具体的做法是，以淀粉等为原
料,接入丙酮-丁醇菌种,进行丙酮丁醇(ABE)发酵,发酵液精馏后得产品正丁醇。 。米 生物催化剂 替代汽油 营养形 燃科 替代柴油 液体 一自 替代气燃科 化学品 发醇 生物质 望料 动物词科 奸维 ●丁醇燃料的优缺点 丁醇燃料有许多优点。一方面体现在利用生物发酵方法制丁醇的优点,另 方面体现在丁醇和传统的生物燃料(生物乙醇、生物柴油等)相比所具有的优点。 1.生物发酵方法的优点 (1)化工合成法以石油为原料,投资大,技术设备要求高;而微生物发酵法 般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料,利用丙酮丁醇 菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类,再经过复杂的生物化学变化, 生成丙酮、丁醇和乙醇等产物,其工艺设备与酒精生产相似,原料价 廉,来源广泛,设备投资较小。 (2)发酵法生产条件温和,一般常温操作,不需贵重金属催化剂 (3)选择性好、安全性高、副产物少,易于分离纯化。 (4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。 2.丁醇相对于其他生物燃料的优点
料,接入丙酮-丁醇菌种,进行丙酮丁醇(ABE)发酵,发酵液精馏后得产品正丁醇。 丁醇燃料的优缺点 丁醇燃料有许多优点。一方面体现在利用生物发酵方法制丁醇的优点，另一 方面体现在丁醇和传统的生物燃料（生物乙醇、生物柴油等）相比所具有的优点。 1．生物发酵方法的优点 (1)化工合成法以石油为原料,投资大,技术设备要求高；而微生物发酵法 一般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料,利用丙酮丁醇 菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类,再经过复杂的生物化学变化， 生成丙酮、丁醇和乙醇等产物,其工艺设备与酒精生产相似，原料价 廉,来源广泛，设备投资较小。 (2)发酵法生产条件温和,一般常温操作，不需贵重金属催化剂。 (3)选择性好、安全性高、副产物少，易于分离纯化。 (4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。 2.丁醇相对于其他生物燃料的优点
项目 密度(200/沸点/气化热/液态黏度(20℃/闪点/辛烷值十六烷值Reid法蒸汽压 (P.s) RON (38℃/kh 0.7920 6-115 3~5 乙醇 0.7893 13-14 约10 丁醉 0.8109 35-37 227 汽油(C312类) 0.72-0.7840210310-340 0.28-0.59 45-·3880-98 5-25 31.01 柴油(Cm2烃类)0.82-0.86180-370250~300 3.00-8.00 5~88 45~65 注;lpsi=6.895kh (表自《新型生物燃料——丁醇的研究进展》) (1)能量含量高,与乙醇相比可多走30%的路程。 (2)丁醇的挥发性是乙醇的1/6倍,汽油的1/1315,与汽油混合对水的宽容 度大,对潮湿和低水蒸气压力有更好的适应能力。 (3)丁醇可在现有燃料供应和分销系统中使用,而乙醇则需要通过铁路、船 舶或货车运输。 (4)与其他生物燃料相比,腐蚀性较小,比乙醇、汽油安全。 (5)与现有的生物燃料相比,生物丁醇与汽油的混合比更高,无需对车辆进 行改造,就可以使用几乎100%浓度的丁醇,而且混合燃料的经济性更高。 3.丁醇燃料的缺点 相比于其他技术,目前丁醇燃料的成本仍然偏高。丁醇产量、产率低 在总溶剂中的比例低。这都加大了制造、提取丁醇的成本。此外,丁醇发酵 普遍采用玉米、糖蜜为原料生产,而世界粮食资源仍处在匮乏状态,生产丁 醇会对粮食作物的空间造成挤占。 ●丁醇燃料的应用 作为一种全新的生物技术,丁醇尚未在市场上得到大规模的应用。但各种应 用尝试已经层出不穷。如美国Gevo公司的ATJ项目,将生物基异丁醇转化为全 烃类煤油型喷气燃料,已在休斯敦附近的ATJ生物燃料示范装置生产出来并送往 美国空军,并进行试飞。又如 Cobalt公司,也与美国海军联合开发生物丁醇转 化为可再生喷气燃料技术。此外,美国能源部已与杜邦公司签署协议,支持其开 展新一代生物燃料异丁醇的研究,并运用其技术及销售经验,将生物丁醇推向市 场。不少国际知名风投公司纷纷将资金投到生物丁醇的研发和生产。生物丁醇在
（表自《新型生物燃料———丁醇的研究进展》） （1）能量含量高,与乙醇相比可多走 30%的路程。 （2）丁醇的挥发性是乙醇的 1/6 倍,汽油的 1/1315,与汽油混合对水的宽容 度大,对潮湿和低水蒸气压力有更好的适应能力。 （3）丁醇可在现有燃料供应和分销系统中使用,而乙醇则需要通过铁路、船 舶或货车运输。 （4）与其他生物燃料相比,腐蚀性较小,比乙醇、汽油安全。 （5）与现有的生物燃料相比,生物丁醇与汽油的混合比更高,无需对车辆进 行改造,就可以使用几乎 100%浓度的丁醇,而且混合燃料的经济性更高。 3.丁醇燃料的缺点 相比于其他技术，目前丁醇燃料的成本仍然偏高。丁醇产量、产率低， 在总溶剂中的比例低。这都加大了制造、提取丁醇的成本。此外，丁醇发酵 普遍采用玉米、糖蜜为原料生产,而世界粮食资源仍处在匮乏状态，生产丁 醇会对粮食作物的空间造成挤占。 丁醇燃料的应用 作为一种全新的生物技术，丁醇尚未在市场上得到大规模的应用。但各种应 用尝试已经层出不穷。如美国 Gevo 公司的 ATJ 项目，将生物基异丁醇转化为全 烃类煤油型喷气燃料，已在休斯敦附近的 ATJ 生物燃料示范装置生产出来并送往 美国空军，并进行试飞。又如 Cobalt 公司，也与美国海军联合开发生物丁醇转 化为可再生喷气燃料技术。此外，美国能源部已与杜邦公司签署协议，支持其开 展新一代生物燃料异丁醇的研究，并运用其技术及销售经验，将生物丁醇推向市 场。不少国际知名风投公司纷纷将资金投到生物丁醇的研发和生产。生物丁醇在
未来必然有很大的发展前景
未来必然有很大的发展前景