利用植物秸稈製備乙醇及合成汽油的工藝方法
2024-01-26 23:40:15 1
專利名稱：利用植物秸稈製備乙醇及合成汽油的工藝方法
技術領域：
本發明利用植物秸杆製備乙醇及合成汽油的工藝方法涉及新能源領 域，具體說即為採用廢棄的植物秸扞作主要原材料製取乙醇，並用乙醇生 產中間體，再採用乙醇和中間體作主要原料合成短缺的燃料油。
背景技術：
目前，合成燃料油中，醇類原料的含量僅為20%左右，節能效果不明 顯；合成汽油中的乙醇原料，以玉米為原料，導致市場玉米緊張，造成家 禽、牲畜的飼料生產原料短缺。
發明內容
本發明的目的是針對前述缺陷，研發了一種製備合成汽油的新方法， 採用植物秸杆，經粉碎、浸泡、水解、發酵、蒸餾、合成各工序，製備合 成汽油；達到利用廢棄植物秸杆，來源廣泛、易得的物料，與價廉的化工 產品，合成成本低、節能效果好的短缺燃料油。
利用植物秸杆製備乙醇的工藝方法是由植物秸杆原料粉碎、浸泡、水 解、發酵、粗、精餾多道工序組成，其特徵是
A) 物料粉碎工序要求將植物纖維粉碎為徑粗為2-0.5mm的棉絮狀物 後，投入浸泡池內，清水浸泡1天，浸泡完畢的物料以重量百分比計算， 除去30-20%的水份後，轉入密封水煮罐內，溫度控制在90-13(TC，水解8 小時，保溫4小時；之後，轉入發酵工序，並加入由冷水調製成的漿糊狀 的發酵酶，發酵罐內溫度保持在27-28'C，保溫7天；物料經發酵後，經過 過濾的濾液，進入粗餾工序，蒸餾溫度為85-9(TC，餾份物為73-78%乙醇； 濾渣為木質素製取活性炭；之後，粗餾的餾分物轉入精餾工序，蒸餾溫度 為95-10(TC,製取95-99%乙醇；精餾的餾分物乙醇進入中間體，殘渣木質 素製作活性炭；
a) 植物秸杆玉米杆、麥杆、甜高梁杆、稻草，樹木枝叉，樹皮，鋸末;
b) 浸泡池尺寸，長x寬x高-3000x3000x2500cm;依據生產規模，浸泡 池容積以產品數量確定；
B) 水解後的物料加入發酵酶進行發酵，原料重量(％)配比為 物料發酵酶=1000: 25;
C) 發酵酶製備方法，以中草藥全株鮮品狼尾巴草、幹山藥、麥芽作原料製成，把狼尾巴草切成長度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，溫度為100°C，時 間為20分鐘，冷卻待用；幹山藥、小麥芽和大麥芽研磨成細末，顆粒度為 0.5-lmm;之後，投入狼尾巴草藥液中，過濾除水後，製成磚塊狀，轉入發酵 室內，保溫40-50。C，發酵14-16天，當料塊出現紅綠菌絲，經檢測每克含有 1000-1200億個活性菌，即為合格發酵酶塊；發酵酶原料重量(％)配比狼 尾巴草幹山藥小麥芽大麥芽=(60-80): (10-20): (5-15): (5-15)。
合成汽油的工藝方法是由中間體製備工序、合成工序組成，其特徵是:
A) 中間體製備原料重量(％),配比為乙醇丙酮苯=30: 30: 40， 原料均勻混合後，即製成中間體；將中間體、溶劑油、乙醇、並加入雙氧 水，投入到合成工序，攪拌混合均勻後，即生產出合格合成汽油，技術性 能指標符合93號汽油國家標準；合成工序原料重量(％)比為乙醇中 間體溶劑油雙氧水=50: 20: 25: 5;溶劑油為120號溶劑油，雙氧水
濃度為5%，稱取乙醇500kg、中間體200kg、 120號溶劑油250kg、 5%的 雙氧水50kg，進入合成工序充分攪拌混合後，即產出合成汽油；
B) 合成工序投入的原料重量(％)比為甲醇中間體溶劑油雙 氧水=50: 20: 25: 5;同樣可以生產出合格的合成汽油；該工藝運行中， 應關閉乙醇輸入合成工序的管道閥門；
C) 合成工序投入原料的重量(％)比為甲醇乙醇中間體溶劑 油雙氧水=25: 25: 20: 25: 5;同樣可以生產出合格的合成汽油；乙醇 仍然採用精餾工序的成品乙醇。
合成汽油依據GB/T5487-1995達到93號汽油國家標準。 所需粉碎機、浸泡池、水解槽、發酵罐、閃式蒸餾釜各設備均為常規 普通化工設備，無特殊要求。 本發明的積極效果是
① 工藝簡單，設備均無特殊要求，均為常規普通標準化工設備，易投產；
② 原料為廢棄植物秸杆，到處可見，來源廣泛，價格低廉，合成汽油 成本低，不僅可緩解能源緊張，經濟效益亦可觀；植物纖維8噸生產1噸 乙醇，每噸乙醇合成兩噸汽油；至少可比常規汽油降低成本千元；
③ 副產品為木質素是生產活性炭的原材料；工業用水可回收使用，整 個工藝流程無環境汙染；
④ 本案製備的合成汽油，已經過奧迪V6、桑塔娜2000轎車試用，試 用者均感到滿意；經國家石油產品質量監督檢驗中心(瀋陽)依據 GB/T5487-1995等標準檢測，符合93號汽油標準。
圖1，本發明工藝流程框圖。
具體實施方式
實施例1
採用本發明建設合成汽油企業。首先，應將廠址選擇在遠離居民區的河灘
沙地，或鹽鹼地處；為確保萬無一失，建築物必須離本廠500m以外；製備發 酵酶的廠址，為保證中草藥的新鮮度，應選擇在離原料產地近的位置。 本發明的工藝方法，結合附圖具體描述如下
本發明製備乙醇的工藝方法是由植物秸杆作原料，經過粉碎、浸泡、 水解、發酵、過濾、粗餾、精餾多道工序組成，玉米秸杆或者麥杆原料經 清洗後，進入粉碎工序，將植物纖維粉碎為徑粗2-0.5mm的棉絮狀物料 1000kg ，投入浸泡池內，清水浸泡1天；浸泡池長x寬x高 =3000x3000x2500cm;依據生產規模，浸泡池容積以產品數量限定；浸泡 完畢的物料以重量百分比計算，除去30%水份後，轉入密封水煮罐內，溫 度控制在9(TC,水解8小時，保溫4小時；之後，轉入發酵工序，並加入 由冷水調成漿糊狀的發酵酶25kg，發酵罐內溫度保持在27'C，保溫7天； 物料經發酵後，經過過濾的濾液進入粗餾工序，粗餾溫度為85°C，餾分物 為乙醇，純度為73%;過濾殘渣為木質素製取活性炭;發酵罐內，投入1000kg 水解後的物料和25kg的發酵酶，即物料與發酵酶重量(％)比為1000: 25; 粗餾完成後，轉入精餾工序，精餾溫度為95。C，製取95%的乙醇；精餾出 的餾分物乙醇進入中間體製備工序，或者同時進入合成工序。
發酵酶的製備方法，採取中藥鮮品全株狼尾巴草、幹山藥、麥芽作原 料製成，把狼尾巴草60kg切成長度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，溫度為 IO(TC，時間為20分鐘，冷卻後待用；再稱取山藥、小麥芽和大麥芽，分 別為10kg、 5kg和15kg,研磨成細末，顆粒度為0.5-lmm;之後，投入狼 尾巴草藥液中，過濾除水後，製成長x寬x厚30xl5xlOcm的磚塊，轉入發 酵室內，保溫40°C，發酵10天，當料塊出現紅綠菌絲，經檢測每克含有 1000-1200億個活性菌，即為合格發酵酶塊。
合成汽油的工藝方法是由中間體製備工序、合成工序組成；中間體制
備的原料按重量(％)比計乙醇丙酮苯為30: 30: 40，稱取乙醇60kg、 丙酮60kg、苯80kg，均勻混合後，即製成中間體；合成工序原料重量(％) 比乙醇中間體溶劑油雙氧水為50: 20: 25: 5;溶劑油為120號溶劑
油，雙氧水濃度為5%;稱量乙醇500kg、中間體200kg、溶劑油250kg、雙 氧水50kg，投入合成工序充分攪拌混合後，即製備出93號合成汽油。 實施例2
利用本發明製備乙醇，併合成汽油的工藝方法，選用甜高梁杆、或者 選用稻草作原料；浸泡完畢的物料除去20%水份後，進入水煮罐加熱水煮，溫度控制在130°C，水解8小時，保溫4小時；發酵工序的罐內溫度為28°C; 粗餾溫度90°C，餾分物乙醇濃度為78%;進入精餾工序，溫度控制在100°C， 餾分物乙醇濃度達99%。
發酵酶的製備配料為狼尾巴草80kg、幹山藥10kg、小麥芽5kg、大麥 芽5kg;製備工藝是先將狼尾巴草切成粉末，清水煮，冷卻後待用；再將幹 山藥、麥芽研磨成細末投入狼尾巴草藥液中，過濾除水後製成塊狀物，轉 入發酵室，溫度為50。C，保溫14天，製成發酵酶。
合成工序原料採用甲醇500kg，中間體200kg, 120號溶劑油250kg，雙氧 水50kg;採用本原料配比，應關閉工藝運行中乙醇輸入合成工序的管道閥門。
其他工藝技術條件均同實施例1，同樣可以產出合格合成汽油。
實施例3
選用樹木枝叉、或者樹皮、或者鋸末作原料，製備合成汽油。物料浸 泡後除去25%的水份，轉入水煮罐內，溫度控制在ll(TC;粗餾溫度為88°C， 產出乙醇濃度為75%;精餾溫度為98。C，產出乙醇濃度為97%;發酵酶制 備原料為狼尾巴草60kg、幹山藥10kg、小麥芽和大麥芽分別為15kg;轉入 發酵室，保持恆溫45。C，時間15天；合成工序原材料，選用乙醇250kg， 甲醇250kg，中間體200kg， 120號溶劑油250kg， 5%的雙氧水50kg，充分 攪拌均勻，同樣可以產出合成汽油。其他工藝技術條件同實施例l。
實施例4
選用玉米秸杆、麥杆、甜高梁杆、稻草、樹木枝叉、鋸末各種植物的 混合物作原料，稱量玉米杆500kg、樹枝叉500kg，清洗後，經粉碎進入工 藝流程；發酵酶製備原料為狼尾巴草70kg、幹山藥15kg、小麥芽5kg、大 麥芽10kg制發酵酶，亦可以生產出合格合成汽油；或者稱量麥杆600kg、 甜高梁杆200kg、稻草200kg作原料，進入流程，也可以生產出合成汽油。
其他工藝技術條件均同實施例1。
所需設備均為常規石油化工設備，無特殊要求。
權利要求
1. 利用植物秸杆製備乙醇的工藝方法是由植物秸杆原料粉碎、浸泡、水解、發酵、粗、精餾多道工序組成，其特徵是A)物料粉碎工序要求將植物纖維粉碎為徑粗為2-0.5mm的棉絮狀物後，投入浸泡池內，清水浸泡1天，浸泡完畢的物料以重量百分比計算，除去30-20％的水份後，轉入密封水煮罐內，溫度控制在90-130℃，水解8小時，保溫4小時；之後，轉入發酵工序，並加入由冷水調製成的漿糊狀的發酵酶，發酵罐內溫度保持在27-28℃，保溫7天；物料經發酵後，經過過濾的濾液，進入粗餾工序，蒸餾溫度為85-90℃，餾份物為73-78％乙醇；濾渣為木質素製取活性炭；之後，粗餾的餾分物乙醇轉入精餾工序，蒸餾溫度為95-100℃，製取95-99％乙醇；精餾的餾分物乙醇進入中間體，殘渣木質素製作活性炭；a)植物秸杆玉米杆、麥杆、甜高梁杆、稻草，樹木枝叉，樹皮，鋸末；b)浸泡池尺寸，長×寬×高＝3000×3000×2500cm；依據生產規模，浸泡池容積以產品數量確定；B)水解後的物料加入發酵酶進行發酵，原料重量(％)配比為物料∶發酵酶＝1000∶25；C)發酵酶製備方法，以中草藥全株鮮品狼尾巴草、幹山藥、麥芽作原料製成，把狼尾巴草切成長度2-3mm的粉末，投入清水煮沸，溫度為100℃，時間為20分鐘，冷卻待用；幹山藥、小麥芽和大麥芽研磨成細末，顆粒度為0.5-1mm；之後，投入狼尾巴草藥液中，過濾除水後，製成磚塊狀，轉入發酵室內，保溫40-50℃，發酵14-16天，當料塊出現紅綠菌絲，經檢測每克含有1000-1200億個活性菌，即為合格發酵酶塊；發酵酶原料重量(％)配比狼尾巴草∶幹山藥∶小麥芽∶大麥芽＝(60-80)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-15)。
2. 合成汽油的工藝方法是由中間體製備工序、合成工序組成，其特徵是A)中間體製備原料重量(％)配比為乙醇丙酮苯=30: 30: 40， 原料均勻混合後，即製成中間體；將中間體、溶劑油、乙醇、並加入雙氧 水，投入到合成工序，攪拌混合均勻後，即生產出合格合成汽油，技術性 能指標符合93號汽油國家標準；合成工序原料重量(％)比為乙醇中 間體溶劑油雙氧水=50: 20: 25: 5;溶劑油為120號溶劑油，雙氧水濃度為5%，稱取乙醇500kg、中間體200kg、 120號溶劑油250kg、 5%的 雙氧水50kg，進入合成工序充分攪拌混合後，即產出合成汽油;B) 合成工序投入的原料重量(％)比為甲醇中間體溶劑油雙 氧水=50: 20: 25: 5;同樣可以生產出合格的合成汽油；該工藝運行中， 應關閉乙醇輸入合成工序的管道閥門；C) 合成工序投入原料的重量(％)比為甲醇乙醇中間體溶劑 油雙氧水=25: 25: 20: 25: 5;同樣可以生產出合格的合成汽油；乙醇 仍然採用精餾工序的成品乙醇。，
全文摘要
本發明涉及新能源領域。本發明的特徵是物料粉碎工序要求植物纖維粉碎徑粗為2-0.5mm的棉絮狀，經浸泡、水解、發酵、過濾、蒸餾製備乙醇；水解物料加入發酵酶的配比為物料∶發酵酶＝1000∶25；製備發酵酶原料配比為狼尾巴草∶山藥∶小麥芽∶大麥芽＝(60-8)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-15)，狼尾巴草為全株鮮品；中間體原料配比為乙醇∶丙酮∶苯＝30∶30∶40，混合均勻即可備用；合成工序原料配比為乙醇∶中間體∶溶劑油∶雙氧水＝50∶20∶25∶5，經攪拌混合均勻即產出成品合成汽油。經檢測產品符合國家汽油標準，且原料來源廣泛，產品成本低，經濟效益高，實為緩解燃料油短缺的新途徑。
文檔編號C10L1/02GK101280324SQ200810011270
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月4日 優先權日2008年5月4日
發明者躍 徐 申請人:躍 徐