CN101280324A - 利用植物秸秆制备乙醇及合成汽油的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源领域。本发明的特征是物料粉碎工序要求植物纤维粉碎径粗为2－0.5mm的棉絮状，经浸泡、水解、发酵、过滤、蒸馏制备乙醇；水解物料加入发酵酶的配比为物料∶发酵酶＝1000∶25；制备发酵酶原料配比为狼尾巴草∶山药∶小麦芽∶大麦芽＝(60－8)∶(10－20)∶(5－15)∶(5－15)，狼尾巴草为全株鲜品；中间体原料配比为乙醇∶丙酮∶苯＝30∶30∶40，混合均匀即可备用；合成工序原料配比为乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝50∶20∶25∶5，经搅拌混合均匀即产出成品合成汽油。经检测产品符合国家汽油标准，且原料来源广泛，产品成本低，经济效益高，实为缓解燃料油短缺的新途径。

Description

利用植物秸秆制备乙醇及合成汽油的工艺方法

技术领域

本发明利用植物秸杆制备乙醇及合成汽油的工艺方法涉及新能源领域，具体说即为采用废弃的植物秸杆作主要原材料制取乙醇，并用乙醇生产中间体，再采用乙醇和中间体作主要原料合成短缺的燃料油。

背景技术

目前，合成燃料油中，醇类原料的含量仅为20％左右，节能效果不明显；合成汽油中的乙醇原料，以玉米为原料，导致市场玉米紧张，造成家禽、牲畜的饲料生产原料短缺。

发明内容

本发明的目的是针对前述缺陷，研发了一种制备合成汽油的新方法，采用植物秸杆，经粉碎、浸泡、水解、发酵、蒸馏、合成各工序，制备合成汽油；达到利用废弃植物秸杆，来源广泛、易得的物料，与价廉的化工产品，合成成本低、节能效果好的短缺燃料油。

利用植物秸杆制备乙醇的工艺方法是由植物秸杆原料粉碎、浸泡、水解、发酵、粗、精馏多道工序组成，其特征是：

A)物料粉碎工序要求将植物纤维粉碎为径粗为2-0.5mm的棉絮状物后，投入浸泡池内，清水浸泡1天，浸泡完毕的物料以重量百分比计算，除去30-20％的水份后，转入密封水煮罐内，温度控制在90-130℃，水解8小时，保温4小时；之后，转入发酵工序，并加入由冷水调制成的浆糊状的发酵酶，发酵罐内温度保持在27-28℃，保温7天；物料经发酵后，经过过滤的滤液，进入粗馏工序，蒸馏温度为85-90℃，馏份物为73-78％乙醇；滤渣为木质素制取活性炭；之后，粗馏的馏分物转入精馏工序，蒸馏温度为95-100℃，制取95-99％乙醇；精馏的馏分物乙醇进入中间体，残渣木质素制作活性炭；

a)植物秸杆：玉米杆、麦杆、甜高梁杆、稻草，树木枝叉，树皮，锯末；

b)浸泡池尺寸，长×宽×高＝3000×3000×2500cm；依据生产规模，浸泡池容积以产品数量确定；

B)水解后的物料加入发酵酶进行发酵，原料重量(％)配比为：物料∶发酵酶＝1000∶25；

C)发酵酶制备方法，以中草药全株鲜品狼尾巴草、干山药、麦芽作原料制成，把狼尾巴草切成长度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，温度为100℃，时间为20分钟，冷却待用；干山药、小麦芽和大麦芽研磨成细末，颗粒度为0.5-1mm；之后，投入狼尾巴草药液中，过滤除水后，制成砖块状，转入发酵室内，保温40-50℃，发酵14-16天，当料块出现红绿菌丝，经检测每克含有1000-1200亿个活性菌，即为合格发酵酶块；发酵酶原料重量(％)配比：狼尾巴草∶干山药∶小麦芽∶大麦芽＝(60-80)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-15)。

合成汽油的工艺方法是由中间体制备工序、合成工序组成，其特征是：

A)中间体制备原料重量(％)配比为：乙醇∶丙酮∶苯＝30∶30∶40，原料均匀混合后，即制成中间体；将中间体、溶剂油、乙醇、并加入双氧水，投入到合成工序，搅拌混合均匀后，即生产出合格合成汽油，技术性能指标符合93号汽油国家标准；合成工序原料重量(％)比为：乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝50∶20∶25∶5；溶剂油为120号溶剂油，双氧水浓度为5％，称取乙醇500kg、中间体200kg、120号溶剂油250kg、5％的双氧水50kg，进入合成工序充分搅拌混合后，即产出合成汽油；

B)合成工序投入的原料重量(％)比为：甲醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝50∶20∶25∶5；同样可以生产出合格的合成汽油；该工艺运行中，应关闭乙醇输入合成工序的管道阀门；

C)合成工序投入原料的重量(％)比为：甲醇∶乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝25∶25∶20∶25∶5；同样可以生产出合格的合成汽油；乙醇仍然采用精馏工序的成品乙醇。

合成汽油依据GB/T5487-1995达到93号汽油国家标准。

所需粉碎机、浸泡池、水解槽、发酵罐、闪式蒸馏釜各设备均为常规普通化工设备，无特殊要求。

本发明的积极效果是：

①工艺简单，设备均无特殊要求，均为常规普通标准化工设备，易投产；

②原料为废弃植物秸杆，到处可见，来源广泛，价格低廉，合成汽油成本低，不仅可缓解能源紧张，经济效益亦可观；植物纤维8吨生产1吨乙醇，每吨乙醇合成两吨汽油；至少可比常规汽油降低成本千元；

③副产品为木质素是生产活性炭的原材料；工业用水可回收使用，整个工艺流程无环境污染；

④本案制备的合成汽油，已经过奥迪V6、桑塔娜2000轿车试用，试用者均感到满意；经国家石油产品质量监督检验中心(沈阳)依据GB/T5487-1995等标准检测，符合93号汽油标准。

附图说明

图1，本发明工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

采用本发明建设合成汽油企业。首先，应将厂址选择在远离居民区的河滩沙地，或盐碱地处；为确保万无一失，建筑物必须离本厂500m以外；制备发酵酶的厂址，为保证中草药的新鲜度，应选择在离原料产地近的位置。

本发明的工艺方法，结合附图具体描述如下：

本发明制备乙醇的工艺方法是由植物秸杆作原料，经过粉碎、浸泡、水解、发酵、过滤、粗馏、精馏多道工序组成，玉米秸杆或者麦杆原料经清洗后，进入粉碎工序，将植物纤维粉碎为径粗2-0.5mm的棉絮状物料1000kg，投入浸泡池内，清水浸泡1天；浸泡池长×宽×高＝3000×3000×2500cm；依据生产规模，浸泡池容积以产品数量限定；浸泡完毕的物料以重量百分比计算，除去30％水份后，转入密封水煮罐内，温度控制在90℃，水解8小时，保温4小时；之后，转入发酵工序，并加入由冷水调成浆糊状的发酵酶25kg，发酵罐内温度保持在27℃，保温7天；物料经发酵后，经过过滤的滤液进入粗馏工序，粗馏温度为85℃，馏分物为乙醇，纯度为73％；过滤残渣为木质素制取活性炭；发酵罐内，投入1000kg水解后的物料和25kg的发酵酶，即物料与发酵酶重量(％)比为1000∶25；粗馏完成后，转入精馏工序，精馏温度为95℃，制取95％的乙醇；精馏出的馏分物乙醇进入中间体制备工序，或者同时进入合成工序。

发酵酶的制备方法，采取中药鲜品全株狼尾巴草、干山药、麦芽作原料制成，把狼尾巴草60kg切成长度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，温度为100℃，时间为20分钟，冷却后待用；再称取山药、小麦芽和大麦芽，分别为10kg、5kg和15kg，研磨成细末，颗粒度为0.5-1mm；之后，投入狼尾巴草药液中，过滤除水后，制成长×宽×厚＝30×15×10cm的砖块，转入发酵室内，保温40℃，发酵10天，当料块出现红绿菌丝，经检测每克含有1000-1200亿个活性菌，即为合格发酵酶块。

合成汽油的工艺方法是由中间体制备工序、合成工序组成；中间体制备的原料按重量(％)比计：乙醇∶丙酮∶苯为30∶30∶40，称取乙醇60kg、丙酮60kg、苯80kg，均匀混合后，即制成中间体；合成工序原料重量(％)比乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水为50∶20∶25∶5；溶剂油为120号溶剂油，双氧水浓度为5％；称量乙醇500kg、中间体200kg、溶剂油250kg、双氧水50kg，投入合成工序充分搅拌混合后，即制备出93号合成汽油。

实施例2

利用本发明制备乙醇，并合成汽油的工艺方法，选用甜高梁杆、或者选用稻草作原料；浸泡完毕的物料除去20％水份后，进入水煮罐加热水煮，温度控制在130℃，水解8小时，保温4小时；发酵工序的罐内温度为28℃；粗馏温度90℃，馏分物乙醇浓度为78％；进入精馏工序，温度控制在100℃，馏分物乙醇浓度达99％。

发酵酶的制备配料为狼尾巴草80kg、干山药10kg、小麦芽5kg、大麦芽5kg；制备工艺是先将狼尾巴草切成粉末，清水煮，冷却后待用；再将干山药、麦芽研磨成细末投入狼尾巴草药液中，过滤除水后制成块状物，转入发酵室，温度为50℃，保温14天，制成发酵酶。

合成工序原料采用甲醇500kg，中间体200kg，120号溶剂油250kg，双氧水50kg；采用本原料配比，应关闭工艺运行中乙醇输入合成工序的管道阀门。

其他工艺技术条件均同实施例1，同样可以产出合格合成汽油。

实施例3

选用树木枝叉、或者树皮、或者锯末作原料，制备合成汽油。物料浸泡后除去25％的水份，转入水煮罐内，温度控制在110℃；粗馏温度为88℃，产出乙醇浓度为75％；精馏温度为98℃，产出乙醇浓度为97％；发酵酶制备原料为狼尾巴草60kg、干山药10kg、小麦芽和大麦芽分别为15kg；转入发酵室，保持恒温45℃，时间15天；合成工序原材料，选用乙醇250kg，甲醇250kg，中间体200kg，120号溶剂油250kg，5％的双氧水50kg，充分搅拌均匀，同样可以产出合成汽油。其他工艺技术条件同实施例1。

实施例4

选用玉米秸杆、麦杆、甜高梁杆、稻草、树木枝叉、锯末各种植物的混合物作原料，称量玉米杆500kg、树枝叉500kg，清洗后，经粉碎进入工艺流程；发酵酶制备原料为狼尾巴草70kg、干山药15kg、小麦芽5kg、大麦芽10kg制发酵酶，亦可以生产出合格合成汽油；或者称量麦杆600kg、甜高梁杆200kg、稻草200kg作原料，进入流程，也可以生产出合成汽油。

其他工艺技术条件均同实施例1。

所需设备均为常规石油化工设备，无特殊要求。

Claims (2)

1.利用植物秸杆制备乙醇的工艺方法是由植物秸杆原料粉碎、浸泡、水解、发酵、粗、精馏多道工序组成，其特征是：

A)物料粉碎工序要求将植物纤维粉碎为径粗为2-0.5mm的棉絮状物后，投入浸泡池内，清水浸泡1天，浸泡完毕的物料以重量百分比计算，除去30-20％的水份后，转入密封水煮罐内，温度控制在90-130℃，水解8小时，保温4小时；之后，转入发酵工序，并加入由冷水调制成的浆糊状的发酵酶，发酵罐内温度保持在27-28℃，保温7天；物料经发酵后，经过过滤的滤液，进入粗馏工序，蒸馏温度为85-90℃，馏份物为73-78％乙醇；滤渣为木质素制取活性炭；之后，粗馏的馏分物乙醇转入精馏工序，蒸馏温度为95-100℃，制取95-99％乙醇；精馏的馏分物乙醇进入中间体，残渣木质素制作活性炭；

a)植物秸杆：玉米杆、麦杆、甜高梁杆、稻草，树木枝叉，树皮，锯末；

b)浸泡池尺寸，长×宽×高＝3000×3000×2500cm；依据生产规模，浸泡池容积以产品数量确定；

B)水解后的物料加入发酵酶进行发酵，原料重量(％)配比为：物料∶发酵酶＝1000∶25；

C)发酵酶制备方法，以中草药全株鲜品狼尾巴草、干山药、麦芽作原料制成，把狼尾巴草切成长度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，温度为100℃，时间为20分钟，冷却待用；干山药、小麦芽和大麦芽研磨成细末，颗粒度为0.5-1mm；之后，投入狼尾巴草药液中，过滤除水后，制成砖块状，转入发酵室内，保温40-50℃，发酵14-16天，当料块出现红绿菌丝，经检测每克含有1000-1200亿个活性菌，即为合格发酵酶块；发酵酶原料重量(％)配比：狼尾巴草∶干山药∶小麦芽∶大麦芽＝(60-80)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-15)。

2.合成汽油的工艺方法是由中间体制备工序、合成工序组成，其特征是：

A)中间体制备原料重量(％)配比为：乙醇∶丙酮∶苯＝30∶30∶40，原料均匀混合后，即制成中间体；将中间体、溶剂油、乙醇、并加入双氧水，投入到合成工序，搅拌混合均匀后，即生产出合格合成汽油，技术性能指标符合93号汽油国家标准；合成工序原料重量(％)比为：乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝50∶20∶25∶5；溶剂油为120号溶剂油，双氧水浓度为5％，称取乙醇500kg、中间体200kg、120号溶剂油250kg、5％的双氧水50kg，进入合成工序充分搅拌混合后，即产出合成汽油；

B)合成工序投入的原料重量(％)比为：甲醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝50∶20∶25∶5；同样可以生产出合格的合成汽油；该工艺运行中，应关闭乙醇输入合成工序的管道阀门；

C)合成工序投入原料的重量(％)比为：甲醇∶乙醇∶中间体∶溶剂油∶双氧水＝25∶25∶20∶25∶5；同样可以生产出合格的合成汽油；乙醇仍然采用精馏工序的成品乙醇。

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