新型生物燃料——丁醇的研究进展

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1、万方数据June2008·28·现代化工M0(iemChernicalIndustry第28卷第6期2008年6月新型生物燃料丁醇的研究进展刘娅1，2一，刘宏娟2，张建安2，程可可2，陈宗道3(1．石河子大学食品学院，新疆石河子832000；2．清华大学核能与新能源技术研究院，北京100084；3．西南大学食品学院，重庆40町16)摘要：出于能源安全和环保的考虑，生物燃料已成为许多国家研究发展的目标，而生物丁醇以其特有的优势体现了能源的多元化和巨大的发展潜力。介绍了丁醇作为新型生物燃料的优势及国内外最新研究进展，并对丁醇生产中存在的问题及其应对策略进行了探讨，最后对其发展前景进行了展望

2、。关键词：丁醇；生物燃料；研究进展中围分类号：0623．4Il文献标识码：A文章编号：0253—4320(∞呕)砸一c10嚣一04R图劬pIq黔iIlnewb删bIl训删玩1，2'3’删慨枷2，纽伽胁帆2，伽M缸．k2，删姗如3(1．‰dC0uege，蛐e2iUnivefsit)r，Shi}捌832000，CKm；2。InstihnedNucle盯andNewEnergy’r钟hnolo黟，％ngh恤UIljⅧ商哆，Beijing100084，CK衄；3．f捌COUege，SDu￡11westU血versity，c11伽盯吨400r716，Clli眦)Aht聃d：hI、riew0fer

3、埘gy∞c商t)raIld咖vimnm哪pf0I∞6佣，bi也e1IIasbeentIlmediⅡt0陀8ear℃hand出舵10pmemtaI窟etinrr娜yc0岫一髑．W油叩ecialadv锄ta目皓，biobutaIdde咖幡曲t鹤∞eq留diVe瑁ifi洲佣arId伊eatdevel甲nempateI删．111eadvanta胛0fb岫D1舾anewbiofIlel卸di协l曲喊形础p删a：thoIm卸dabmadareiIlnDduced，aIld吐圮掣嗍tp划)le啷硎8tillginbutalloI灿妇bytIlefeI删Im幽aIldtIleirs乜a自嘻器a咒diS

4、cus8ed．FiIl8lly，tIle印砷ecls0fbiobut昌仉olarelooked丘盯wardto．K盯wolds：bl

5、训；b出el；弛眈眦hpl璎净s受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，发展生物燃料已成为许多国家提高能源安全、减排温室气体、应对气候变化的重要措施。生物燃料是指通过生物资源生产的适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等，目前市场上以燃料乙醇和生物柴油最为常见。生物丁醇与乙醇相似，可以和汽油混合，但却具有许多优于乙醇之处，因此，生物丁醇的研究开发日益受到许多国家的重视[1—3l。1生产概述工

6、业上生产丁醇的方法有3种【4-5J：①羰基合成法。丙烯与cO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇，这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料，接人丙酮一丁醇菌种，进行丙酮丁醇(ABE)发酵，发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得正丁醇。发酵法生产丙酮和丁醇工业始于1913年。第一次世界大战爆发后，丙酮用于制造炸药和航空机翼涂料等用量激增。英国首先改造酒精厂为丙酮丁醇工厂，继而又在世界各地建立分厂，以玉米为原料大规模生产丙酮、丁醇。战后由于与丙酮同时制得约有2倍量的正丁醇未发现可利用价值，丙酮、

7、丁醇工业曾衰退停顿，当发现正丁醇是制造醋酸丁酯作为硝酸纤维素之最佳溶剂后，此工业又获得新生。扣世纪五六十年代，由于来自石油化工的竞争，丙酮、丁醇发酵工业走向衰退。但是70年代的石油危机，促使人们重新认识到丙酮、丁醇发酵工业的重要性【6J。2优势发酵法生产的生物丁醇可作为生物燃料替代汽油等石化能源，其优势体现在生产方法和产品性能两方面。2．1发酵方法上的优势(1)化工合成法以石油为原料，投资大，技术设收稿日期：20嘴一∞一03作者简介：刘娅(1974一)，女，博士生；张建安(1964．)，男，博士，副教授，硕士生导师。主要从事生物能源方面的研究。通讯联系人，0lO一田7960铂。dⅢ晒8

8、@函r曲m．幽．∞o万方数据2008年6月刘娅等：新型生物燃料——丁醇的研究进展·29·备要求高；而微生物发酵法一般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料，利用丙酮丁醇菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类，再经过复杂的生物化学变化，生成丙酮、丁醇和乙醇等产物，其工艺设备与酒精生产相似，原料价廉，来源广泛，设备投资较小；贵重金属催化剂；(3)选择性好、安全性高、副产物少，易于分离纯化；(4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。2．2生物丁醇的性能优势