什么是生物乙醇?
生物乙醇是以生物质为原料生产的可再生能源。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。汽油掺乙醇有两个作用:一是乙醇辛烷值高达115,可以取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能;二是乙醇含氧量高,可以改善燃烧,减少发动机内的碳沉淀和一氧化碳等不完全燃烧污染物排放。同体积的生物乙醇汽油和汽油相比,燃烧热值低30%左右,但因为只掺入10%,热值减少不显著,而且不需要改造发动机就可以使用。
全球现在使用生物乙醇做成ETBE(EthylTertiaryButylEther)替代MTBE,通常以5%~15%的混合量在不需要修改、替换现有汽车引擎的状况下加入;有些时候ETBE也以替代铅的方式加入汽油中,以提高辛烷值而得到较洁净的汽油;也可以完全替代汽油使用为输送燃料。
生物质到乙醇的目的:乙醛接受糖酵解过程中释放的NADH+H+被还原成乙醇.这是一个低效的产能过程。
意义:一些细菌能够通过HMP途径进行异型乳酸发酵产生乳酸、乙醇和CO2等,我们也可以称其为异型乙醇发酵,例如串珠菌进行的异型乙醇发酵总反应式为:葡萄糖+ADP+Pi——-乳酸+乙醇+CO2+ATP。
化学性质
乙醇的官能团是羟基(—OH),其化学性质主要由羟基和受它影响的相邻基团决定,主要反应形式是О—H键和C—О键的断裂。羟基的结构特征是氧的电负性很大,分子中的C—О键和O—H键都是极性键,因而乙醇分子中有2个反应中心。由于α-H和β-H受到C—О键极性的影响具有一定的活性,因此它们还能发生氧化反应和消除反应等。
以上内容参考:百度百科-乙醇
原料:淀粉类、纤维素类 都是多糖
生产过程是糖发酵 淀粉类发酵,酿酒过程其实就是这样的。一类是以谷物发芽的方式,利用谷物发芽时产生的酶将原料本身糖化成糖份,再用酵母菌将糖份转变成酒精;另一类是用发霉的谷物,制成酒曲,用酒曲中所含的酶制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
上面说的是淀粉发酵制得乙醇,生物乙醇要考虑效率一般采用多种酶淀粉使分解为葡萄糖然后利用酵母菌制乙醇。
实际过程就是
淀粉 在淀粉酶、糖化酶等作用下水解为葡萄糖等单糖,葡萄糖在无氧情况下经过酵母菌无氧呼吸将葡糖糖转化为乙醇,并为酵母菌自生提供能量。
酵母菌发酵过程如下图:
纤维素在纤维素酶等作用下分解为葡萄糖等单糖然后再利用酵母菌发酵产生乙醇
2种原料制生物乙醇的共同之处都要在多种酶作用下,把大分子的多糖分解为葡萄糖,再利用酵母菌发酵制乙醇完全一致。
比较两种生物乙醇来说,纤维素制乙醇更好,纤维素可以说在自然界取之不尽用之不竭,像植物秸秆等等,像以甘蔗为原料的制糖厂的废渣富含糖类和纤维素等等,较之要消耗粮食用淀粉发酵来制乙醇来说更具优势。只是现阶段有些技术问题没有很好解决
玉米湿法仅仅是利用淀粉发酵制乙醇,不就是酿酒过程么,这个老祖宗几千年前就会了
(1)原子利用率=期望产物总质量与生成物的总质量之比,据此计算H原子利用率进行判断;
(2)计算CO、氢气的物质的量,再根据CO、氢气的燃烧热计算;
(3)计算乙醇物质的量,乙醇按路线①和路线②的反应各占50%,依据化学方程式,计算得到一氧化碳和氢气物质的量,合成气合成生物汽油的反应为:2mCO+(2m+n)H2→2CmHn+2mH2O,生物汽油中含有X、Y两种成分,且X、Y都是含8个碳原子的烃,X是苯的同系物为C8H10,Y是烷烃为C8H18,由O原子守恒可知n(H2O)=n(CO),令C8H10、C8H18的物质的量分别为xmol、ymol,根据碳原子守恒、H原子守恒列方程,再根据m=nM计算.
生物乙醇是以生物质为原料生产的可再生能源,它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。普通乙醇可以自己制作,可以利用玉米、高粱等发酵,经水解制成,工艺简单。
一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子,在化学上就分解而言是稳定的。常温下,一氧化碳不与酸、碱等反应,但与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起燃烧、爆炸,属于易燃、易爆气体。因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能被氧化成+4价,具有还原性;且能被还原为低价态,具有氧化性。在一定条件下,一氧化碳和水蒸气等摩尔反应生成氢气和二氧化碳:CO + H2O → H2+ CO2。在工业装置中,早期的一氧化碳变换反应通常分两段进行,即高(中)温变换和低温变换。高(中)温变换用铁系作催化剂,典型水蒸汽和一氧化碳比为3左右,在温度为300~500℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,高温变换炉出口一氧化碳含量为2%~5%;低温变换用高活性铜锌催化剂,在温度为180~280℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,低温变换炉出口一氧化碳含量为0.2%~0.5%、二氧化碳(carbon dioxide),一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095、常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体、还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%[5])。在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56.6℃,沸点为-78.5℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。
生物质固体燃料主要为碳元素、同时还含有氢、氧、氮及无机成分如:钾、钠、钙、硅等,与原料种类性质有关。
生物质液体燃料包括生物质酒精(乙醇)、生物柴油和生物质燃料油:生物质乙醇主要有碳、氢、氧元素等组成;生物柴油主要由碳、氢、氧等元素组成;生物质燃料油主要由碳、氢、氧等元素组成。