专利名称：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扞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90-13(TC，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'C，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85-9(TC，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95-10(TC,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x宽x高-3000x3000x2500cm;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°C，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-lmm;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。C，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。
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x宽x高 =3000x3000x2500cm;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9(TC,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'C，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°C，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。C，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 IO(TC，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-lmm;之后，投入狼 尾巴草药液中，过滤除水后，制成长x宽x厚30xl5xlOcm的砖块，转入发 酵室内，保温40°C，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°C，水解8小时，保温4小时；发酵工序的罐内温度为28°C; 粗馏温度90°C，馏分物乙醇浓度为78%;进入精馏工序，温度控制在100°C， 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。C，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ll(TC;粗馏温度为88°C， 产出乙醇浓度为75%;精馏温度为98。C，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。C，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l。
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。
权利要求
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。，
全文摘要
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。
文档编号C10L1/02GK101280324SQ200810011270
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月4日 优先权日2008年5月4日
发明者跃 徐 申请人:跃 徐