[發(fā)明專利]一種利用植物秸稈制備燃料乙醇的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910082901.9
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101532038A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金驕生物質(zhì)化工有限公司
• 主分類號: C12P7/54
• 分類號: C12P7/54;C07C31/08;C10L1/02
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 葉 凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含氧有機(jī)化合物的制備方法，特別涉及一種以含纖維素材料基質(zhì)制備乙醇基燃料的制備方。

背景技術(shù)

乙醇是一種無色、透明，具有特殊香味的液體(易揮發(fā))，密度比水小，能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取劑)。是一種重要的溶劑，能溶解多種有機(jī)物和無機(jī)物。

乙醇的用途很廣，主要有：

(1)消毒劑：醫(yī)院用的一般用濃度為70％～75％的乙醇溶液，因?yàn)檫@種濃度的乙醇溶液殺菌能力最強(qiáng)；(2)飲料：乙醇是酒主要成分(含量和酒的種類有關(guān)系)如白酒為56度的酒。注意：我們喝的酒內(nèi)的乙醇不是把乙醇加進(jìn)去，而是發(fā)酵出來的乙醇，當(dāng)然根據(jù)使用的發(fā)酵酶不同還會(huì)有乙酸或糖等有關(guān)物質(zhì)。(3)基本有機(jī)化工原料：乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料；(4)汽車燃料：乙醇可以調(diào)入汽油，作為車用燃料，美國銷售乙醇汽油已有20年歷史。

此外乙醇還做：稀釋劑、有機(jī)溶劑、涂料溶劑等幾大方面，其中用量最大的是消毒劑。

工業(yè)上一般用淀粉發(fā)酵法或乙烯的水化法制取乙醇：

1.淀粉發(fā)酵法，是以糧食為原料，用傳統(tǒng)酵母法發(fā)酵制備乙醇的，該法存在與人爭糧的問題，且產(chǎn)率只有55-60％產(chǎn)能低，并有大量CO₂排出。

2.乙烯水化法

CH₂＝CH₂+H-OH→C₂H₅OH(該反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步是與醋酸汞等汞鹽在水-四氫呋喃溶液中生成有機(jī)汞化合物，而后用硼氫化鈉還原)，該法存在利用有毒性原輔料來生產(chǎn)，其對環(huán)境污染嚴(yán)重，且能耗大，操作安全性差等缺陷。

目前，除傳統(tǒng)的工業(yè)法外，還有利用秸桿類生物質(zhì)為原料，以氣化合成法來制取乙醇基混全醇的方法，正在研發(fā)階段，沒有進(jìn)入工業(yè)化程度。

植物可再生質(zhì)的利用有多種方法，有的科研工作者先將木質(zhì)素用堿溶解，提高了纖維素對酶的敏感性，再用纖維素酶水解制備葡萄糖；也有人在>160℃的條件下(Enzyme?and?Microbial?Technology?24(1999)667一674)，用硫酸、鹽酸、堿等處理秸稈后再用纖維素酶降解纖維素為葡萄糖。但是目前尚無從植物秸稈制備富馬酸酯的相關(guān)研究。

植物秸稈中主要化學(xué)成分是木質(zhì)素、半纖維素、纖維素(植物纖維化學(xué)第三版第6頁；中國經(jīng)工業(yè)出版社)，將半纖維素、纖維素降解成以木糖、葡萄糖為主的糖類物質(zhì)(可制備液體燃料乙醇)、木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為化工原料和能源是高值化利用秸稈植物的理想途徑之一。

現(xiàn)在利用植物秸稈制備乙醇等產(chǎn)物的方法種類繁多，主要是采用將植物秸稈水解后再進(jìn)行發(fā)酵或采用酶制劑反應(yīng)制得。例如：公開號為CN1283701的中國發(fā)明專利申請公開了一種農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)乙醇工藝，該工藝方法是由將農(nóng)作物秸稈粉碎經(jīng)硫酸處理及石灰乳中和水解得糖液，所得糖液按常規(guī)乙醇發(fā)酵工藝加酵母發(fā)酵、蒸餾制得乙醇。公開號為CN101134970的中國發(fā)明專利申請公開了一種玉米秸稈酶法水解生產(chǎn)乙醇的預(yù)處理方法，原料切段除雜，噴淋含碳酸鈉5％-15％堿液后，依次裝入各個(gè)以排余汽的蒸汽管路相串聯(lián)的反應(yīng)罐中；裝罐封閉裝料口后，抽罐內(nèi)空氣，充0.1-1MPa氧氣或富氧空氣；向一個(gè)反應(yīng)罐通100℃-165℃飽和蒸汽蒸煮，3-10min后，把反應(yīng)罐內(nèi)多余飽和蒸汽排入與之串聯(lián)的下一反應(yīng)罐；然后，分別向前一個(gè)罐通中壓壓縮空氣和向后一反應(yīng)罐補(bǔ)充飽和蒸汽，前一個(gè)反應(yīng)罐通壓縮空氣達(dá)1.6-2.5MPa，1-3min后噴放，后一個(gè)反應(yīng)罐補(bǔ)充飽和蒸汽達(dá)蒸煮要求后，再把余汽排入與之相連的下一個(gè)反應(yīng)罐，相互串聯(lián)的各罐依次進(jìn)行排放蒸煮后多余的飽和蒸汽。公開號為CN101168749的中國發(fā)明專利申請公開了用甜高粱秸桿制取乙醇的方法：(1)取甜高粱秸桿，去掉甜高粱秸桿的穗和根，得到凈甜高粱秸桿；(2)把凈甜高粱秸桿用甘蔗榨汁機(jī)榨汁，得到甜高粱秸桿汁；(3)把甜高粱秸桿汁放入發(fā)酵罐，在甜高粱秸桿汁內(nèi)加入酒精酵母，酒精酵母的重量是甜高粱秸桿汁重量的0.8‰～1.2‰，調(diào)節(jié)pH值為4.5～4.7，得到接種液體料；(4)把接種液體料在溫度30℃～38℃下發(fā)酵50～56個(gè)小時(shí)，得到發(fā)酵醪；(5)把發(fā)酵醪在蒸餾塔里蒸餾，得到乙醇。本發(fā)明以甜高粱秸桿為原料，用先進(jìn)的液態(tài)發(fā)酵工藝制乙醇，將甜高粱秸稈經(jīng)壓榨提取汁液，汁液液態(tài)發(fā)酵后，發(fā)酵醪經(jīng)蒸餾可直接生產(chǎn)出乙醇。