燃料乙醇和酒精的区别
区别如下:
1、乙醇为工业制备,如用木材废品等发酵而来。酒精为粮食制备,如高粱,糯米等。
2、乙醇制备工艺相对简单,成本也比较低廉,所以得到的成品可能含有有毒成分,常见甲醇(又称木精,很容易由木料发酵获得),可致失明。酒精由于来源为粮食,可以食用,制备过程相对复杂,成本较高,获得的成品可食用性强。
3、乙醇制备后经过蒸馏等精制方法,含醇量在99%以上(还有1%水\甲醇等),通常所说的酒精为9%以上乙醇,医用消毒酒精为7%乙醇。
酒精可以做燃料的原因:首先是因为乙醇能够燃烧;其次是因为乙醇燃烧后你会产生污染;第三酒精是可再生资源。
燃料乙醇,一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料,是可再生能源。 乙醇不仅是优良的燃料,它还是优良的燃油品改善剂。
其优良特性表现为:乙醇是燃油的增氧剂,使汽油增加内氧,充分燃烧,达到节能和环保的目的;乙醇还可以经济有效的降低芳烃、烯烃含量,即降低炼油厂的改造费用,达到新汽油标准。
主要原料
燃料乙醇的主要原料有雅津甜高粱、玉米、木薯、海藻、雅津糖芋、苦配巴树等。
燃料酒精是一种新兴、无污染、可再生清洁能源,具有良好的发展前景。
乙醇属于中效消毒剂 ,其杀菌作用较快,消毒效果可靠,对人刺激性小,无毒,对物品无损害,多用于皮肤消毒以及临床医疗器械的消毒。
乙醇是良好的有机溶剂,并具有较强的渗透作用。一些消毒剂溶于乙醇中,杀菌作用可增强。因此,乙醇还常用于一些复方消毒剂的配制。
--------------------------------------------------------------------------------
理化性质
乙醇又称酒精,分子式为CH3CH2OH,相对分子质量46.07。为无色透明液体,易挥发,有辛辣味 ,易燃烧,沸点为78.5℃,闪点为11.7℃,能与水以任意比例混溶。市售医用乙醇体积分数一般不低于94.58%。
--------------------------------------------------------------------------------
杀菌作用
乙醇是最常见、也是最普通最为人所熟悉的消毒剂,人们从孩提时代接种疫苗前用酒精棉球擦拭皮肤时,就知道那是为了消毒,而那甜甜的酒味就是酒精发出来的。
乙醇之所以能消毒,其作用机理如下:
(1)使蛋白质变性 乙醇作用于细菌细胞首先起到脱水作用,乙醇分子进入到蛋白质分子的肽链环节,使蛋白质发生变性沉淀;这种作用在70%的含量下显得更强。
(2)破坏细菌细胞壁 乙醇具有很强的渗透作用,60%~85%的乙醇比较容易渗透到菌体内,使得细菌细胞破坏溶解。
(3)对微生物酶系统破坏 乙醇通过抑制细菌酶系统,特别是脱氢酶和氧化酶等,阻碍了正常代谢抑制细菌生长繁殖。
乙醇对细菌繁殖体、真菌及病毒都有很好的杀灭作用,研究表明:
(1)乙醇能够迅速杀灭细菌繁殖体,但革兰阳性菌对乙醇抗力较革兰阴性菌略强。60-75%乙醇,作用5min即可杀死包括支杆菌在内的细菌繁殖体;而对化脓性链球菌、淋球菌、伤寒杆菌以及绿脓杆菌,则可在1分钟内杀死。
(2) 乙醇在较高体积分数(>80%)时,具有很好的杀病毒(包括小核糖核酸病毒和乙肝病毒)作用,灭活病毒一般需要3~10min。通常,乙醇对亲脂性病毒灭活效果好,而对亲水性病毒效果较差。80%左右的乙醇为快速、高效杀病毒剂,即使大量在有机物存在下也可灭活有一定抗力的亲水性病毒。
(3) 乙醇对真菌有抑制和杀灭作用。体积分数在70%~90%范围内杀灭真菌作用效果较好;杀灭真菌孢子需要较长作用时间,一般30~60min。
(4) 乙醇能够抑制细菌芽孢发芽,但不能杀灭芽孢。
--------------------------------------------------------------------------------
杀菌的影响因素
1)浓度 乙醇杀菌最有效体积分数应为65%~75%。水对乙醇发挥杀菌作用非常必要,因此用于消毒时需要对乙醇进行稀释,但浓度低于30%时杀菌作用很小。过浓或过稀,杀菌作用都有所减低,见表
乙醇体积分数/% 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 绿脓杆菌 溶血性链球菌
100 24 h 7 d
2 h
15 min
90 15 min 30 min 5 min 5 min
80 1 min 2 min 2 min 10 s
70 30 s 5 min 1 min 10 s
60 20 s 30 min
30 s 10 s
50 20 s 2 h 30 s 20 s
40 2 min 4 h 2 min 2 min
30 2 min 24 h 30 min 30 min
20 24 h 24 h
10 14 h 3 d
(2) 有机物 有机物对乙醇杀菌作用影响很大。因为乙醇遇蛋白质,可使其变性凝固形成保护层,阻碍乙醇分子渗入菌体,而使杀菌作用减弱。
(3) 温度 温度升高,杀菌作用增强。
(4) 与其他消毒剂的协同作用 乙醇与碘、氯已定和新洁尔灭等具有协同杀菌作用。例如,以30%~50%乙醇溶液配制0.1%新洁尔灭消毒液,对HBsAg有较好的灭活作用。临床上碘和氯已定常与乙醇配伍应用
--------------------------------------------------------------------------------
毒性及对物品的损害作用
乙醇用于消毒情况下对人体无毒,个别人对乙醇过敏,接触后可引起皮疹、红斑。经常应用乙醇进行洗手 消毒,皮肤会因为脱脂而干燥、粗糙,洗手消毒液中可加入甘油等皮肤调理剂。
乙醇对一般物品无损害作用,但可溶解醇溶性涂料。
--------------------------------------------------------------------------------
剂型和用法
乙醇对细菌芽孢无杀灭作用,只能用于消毒,不能用于灭菌;因其无味、无刺激性,最常用于皮肤消毒,也可用于物品表面及医疗器械的消毒等。
(1)皮肤消毒,体积分数为75%乙醇棉球涂擦;外科洗手消毒,75%乙醇浸泡5min。
(2) 对被细菌繁殖体污染的医疗器械等物品的消毒,用75%乙醇浸泡10min以上。对听诊器、B超探头、血压计、扣诊锤等器械以及一些环境表面,如桌、椅、床头柜表面,可用75%乙醇擦拭。
(3) 乙醇与碘、洗必泰、新洁尔灭等具有协同杀菌作用,常作为溶剂以加强碘、洗必泰等消毒剂的作用。70%乙醇的碘和洗必泰溶液可用于手术前皮肤消毒。质量分数为0.2%洗必泰与80%乙醇配成的洗剂,可用于手的消毒。
(4) 乙醇常作为溶剂和防腐剂应用于化妆品中。
(5) 由于乙醇是很好的有机溶剂,可用于增加某些消毒剂的溶解度。如配制消毒内窥镜的质量分数为1% PVP-碘液时,加30%乙醇即可提高PVP-碘的溶解度。
此外,醇还可用于某些复方消毒剂中,以降低消毒剂对金属的腐蚀性
--------------------------------------------------------------------------------
注意事项
1)不宜用于外科器械灭菌。临床上用乙醇消毒采血针和针灸针是不安全的,易导致乙型肝炎、丙型肝炎等经血传播的病毒性传染病的传播。
(2) 使用体积分数一般不超过80%。浸泡处理时,勿使物体带有过多的水分,以免药液稀释降低消毒效果。保存时,应放于有盖容器内,以免乙醇挥发。
(3) 不宜直接用于消毒被血、脓、粪便污染物的表面。物品消毒前,应尽可能去除表面沾附的有机物。
(4) 涂有醇溶性涂料的物品或橡胶制品,不宜使用乙醇进行消毒处理。
燃料乙醇,又叫生物乙醇,是指通过生物处理过程得到的乙醇。如今乙醇已有95%是生物乙醇,只有5%是由原油、天然气或煤炭生产的。目前,乙醇生产主要以淀粉类(粮食作物为主,如玉米、木薯等)和糖类(如甘蔗、甜菜等)作为发酵原料,采用微生物法发酵生产乙醇技术已成熟,但是高昂的原料成本使粮食发酵生产乙醇的工业应用受到限制,同时存在与人争粮或与粮争地等弊端,因此寻找新的原料势在必行。
纤维素(cellulose)是地球上最丰富的可再生资源,据测算年总产量高达1500×108t,其中蕴储着巨大的生物质能。我国每年作物秸秆(如稻草、麦秆等)的产量可达7×108t左右(相当于5×108t标煤)。纤维素是一种多糖物质,每个纤维素大分子是由n个葡萄糖残基(葡萄糖酐),彼此以1-4甙键(氧桥)联结而形成的。如图16.1所示。
图16.1 纤维素结构示意
纤维素在常温下不发生水解,高温下水解也很缓慢。只有在催化剂的作用下,纤维素的水解反应才显著进行,常用的催化剂是无机酸或纤维素酶。纤维素酶在生物乙醇转化过程中起着非常重要的作用,可将纤维素、半纤维素水解成葡萄糖,为转化为乙醇提供丰富的底物;自然界中的酵母和少数细菌能够在厌氧条件下发酵葡萄糖生成乙醇。其中,纤维素酶水解方程式如下(牟晓红,2009):
木霉生物学
利用纤维素酶将天然纤维素降解成葡萄糖的过程中,必须依靠纤维素酶的3种组分协同作用完成,即纤维素大分子首先在内切型-β-葡聚糖酶(EC3.2.1.4,也称Cx酶、CMC酶、EG)和外切型-β-葡聚糖酶(EC3.2.1.91,也称Cl酶、纤维二糖水解酶或CBH)的作用下降解成纤维二糖,再进一步在纤维二糖酶(EC3.2.1.21,也称β-葡萄糖苷酶或CB)作用下生成葡萄糖。
目前,国内外以植物纤维素为原料生产燃料乙醇的各种工艺中,主要有四种糖化发酵工艺,分别是分段糖化与发酵(SHF)、同步糖化发酵(SSF)、同步糖化共发酵(SSCF)和联合生物加工工艺(CBP)。SSCF工艺可以在同一发酵罐中同时进行纤维素酶水解和C5糖和C6糖的发酵,该工艺不仅有利于缓解葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,节省设备投资,还有利于发酵液中乙醇的积累,提高发酵液中最终的乙醇浓度,降低乙醇回收单元中乙醇蒸馏的能耗,大幅度降低生产成本。利用纤维素生产生物乙醇的同步糖化共发酵过程图如图16.2(Carlos Sáez,2000)。
许多微生物都会产生纤维素酶,但最适合于水解纤维素的酶来自于木霉。T.reesei是世界上研究和应用最广泛的纤维素酶工业微生物,它的优点在于它的酶系纤维素酶活性高并且能生产大量的胞外蛋白,它的酶系中60%以上的蛋白是外切酶(CBH),对于结晶性纤维素有很强的降解能力。
图16.2 纤维素原料生产乙醇示意
1998年,南京林业大学在黑龙江建成了完整的植物纤维生产燃料乙醇中试生产线,该生产线日处理农林植物纤维5t(日产乙醇0.8t)。风干植物纤维经蒸汽爆破预处理,纤维素酶制备所用菌株是T.reesei和酵母菌NL05,纤维素酶的制备在20m3的生物反应器中进行,T.reesei以汽喷料为碳源,在一定的搅拌速度和通风量下合成纤维素酶,完成一个产酶周期后酶液用于剩余汽喷料的水解。植物纤维的酶水解在2台32m3的反应器中进行,每天取汽喷料的10%用于纤维素酶的制备,产生的纤维素酶酶解剩余90%的汽喷料。酶解温度(50±1)℃、酶解初始 pH 值4.80。戊糖己糖同步乙醇发酵菌株是毕赤酵母NL02,酶水解液的乙醇发酵在一台5m3的发酵罐中进行。植物纤维汽喷料在纤维素酶的作用下降解成单糖后,经过压滤和洗涤得到一定浓度的水解糖液,水解糖液中的戊糖和己糖被酵母在限制性供氧条件下同步发酵成乙醇。
美国能源部与诺维信合作,投资3000万美元进行纤维素水解酶的开发,研究将玉米秸酶解成糖,再发酵制乙醇;还与DOE合作建设年处理玉米秸200t、生产燃料乙醇6900gal的中试装置,其生产技术分以下几步:先将玉米秸粉碎,用1.1%硫酸预处理;然后加木霉纤维素酶糖化36 h,使纤维素90%转化成葡萄糖;将糖浆冷却至41℃,连续发酵得到浓度为7.5%的乙醇;经蒸馏分子筛吸附脱水,生成99.5%乙醇,废渣经干燥用作燃料。
另外,Stevenson等(2002)报道了利用木霉直接发酵纤维素生产乙醇的方法,这更扩展了木霉发酵生产乙醇的途径。他们从牛粪中分离到一株木霉菌A10,该菌株在厌氧条件下可以将纤维素或者糖类物质直接转化为乙醇,在纤维素含量为50g/L的MM培养基中厌氧培养,乙醇产量为0.4mg/L,通过优化培养条件,采取分阶段预培养和深层厌氧培养后乙醇产量可达2g/L,以葡萄糖作为碳源乙醇产量最高可达5g/L,但以木糖作为碳源,乙醇产量最低。
乙醇燃烧产能量太低不适合直接用做燃料
汽油燃烧产能量远远高于酒精经发机汽缸压缩爆燃释放能量作乙醇讲易挥发宜存放。燃点低同能蕴太低要想直接使其释放能推机械能量仅消耗量且本高。
汽车用乙醇汽油在燃烧值、动力性和耐腐蚀性上的不足:
1、乙醇的热值是常规车用汽油的60%,据有关资料的报道,若汽车不作任何改动就使用含乙醇10%的混合汽油时,发动机的油耗会增加5%。
2、乙醇的汽化潜热大,理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。影响混合气的形成及燃烧速度,导致汽车动力性,经济型,及冷启动性的下降,不利于汽车的加速性。
3、乙醇在燃烧过程中会产生乙酸,对汽车金属特别是铜有腐蚀作用。有关试验表明,在汽油中乙醇的含量在0~10%时,对金属基本没有腐蚀,但乙醇含量超过15%时,必须添加有效的腐蚀抑止剂。
4、乙醇是一种优良溶剂,易对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀,溶涨,软化或龟裂作用。
5、乙醇易吸于水,车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后,容易发生液相分离。
扩展资料:
国外乙醇燃料的发展现状
巴西是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国,年产乙醇1000万吨以上,97%用于燃料,甘蔗是巴西生产乙醇的主要原料。巴西目前约40%的汽车以纯乙醇做燃料,其余的则以22%(体积比)的燃料乙醇和78%的车用汽油的混合物做燃料。巴西是全世界唯一不供应纯汽油的国家,因而使其有了“绿色能源之国”的美誉。
美国的燃料乙醇的产量仅次于巴西,主要用玉米生产乙醇。目前,在汽油中掺加10%乙醇的gasohol( 汽油醇) 在全美已经普遍使用。1996 年,美国国家地质综合考察部的一篇研究报告指出,作为汽油抗爆剂的MTBE( 甲基叔丁基醚) 对地下水质有污染。
目前美国已经禁止使用MTBE。由于含10%乙醇的汽油不要求改动汽车发动机,在减少空气污染方面与MTBE 有相同的效果,因此各乙醇生产公司对其发展持乐观态度。
在亚洲,泰国是第一个由政府开展全国生物燃料的国家。泰国由于石油95%依赖进口,使得外贸长期赤字。所以,在皇室和政府的积极推动下,短短的两年时间,就成功的开展了燃料乙醇的项目,主要是使用木薯为原料发酵生产乙醇。泰国的成功,影响了亚太地区其他国家,使众多东盟国家、韩国、澳洲等也开始积极实施乙醇燃料计划。
参考资料来源:百度百科-乙醇燃料
原因:
1、酒精易挥发、易燃、不易存储、燃点低、能蕴太低、碳链短,因而热值不如高级脂肪烃类的汽油,要想直接使其释放能推动机械的能量,不仅消耗量大且成本高;纯酒精的燃点很低,为75摄氏度,因此直接在汽油机中工作将会导致在压缩冲程时发生自燃,从而根本无法正常工作。
2、酒精不能完全作为汽车燃料,但是乙醇经常会添加到汽油中,现有的乙醇汽油是在普通汽油中加入部分乙醇,乙醇汽油可以节省石油资源且由于其碳氢含量较低,燃烧比汽油充分,能减少汽车尾气对空气的危害,同时可促进农业的生产。虽然目前还没有纯乙醇作为燃料的汽车,但混合燃料乙醇汽油已经在部分发达国家推行已久,也取得了很好的效果。在没有太高动力需求的情况下也可用做燃料,例如目前正在研发的各类环保汽车。
酒精的燃点是75摄氏度。
浓度100%酒精的燃点为75摄氏度,与水混合浓度越低,燃点越低。与可燃性物质混合视具体情况而定酒精的燃点很低,它很快地燃烧了,而且酒精的沸点只有78℃,水的沸点是100℃。
酒精的详细物理性质
弱酸性(严格说不具酸性,不能使酸碱指示剂变色,也不能与碱发生化学反应),因含有极性的氧氢键,故电离时会生成烷氧基负离子和质子。
乙醇的pKa=15.9(20℃),与水相近。乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。
乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。乙醇也可被高锰酸钾氧化成乙酸,同时高锰酸钾由紫红色变为无色。乙醇也可以与酸性重铬酸钾溶液反应,当乙醇蒸汽进入含有酸性重铬酸钾溶液的硅胶中时,可见硅胶由橙红色变为灰绿色(Cr3+),此反应可用于检验司机是否饮酒驾车(酒驾)。