تولید اتانول و بیواتانول

تولید اتانول و بیواتانول

ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق

مقدمه………………………………………………………………………………………………..

2-1- تقسیم بندی انواع منابع انرژی………………………………………………………………………………………………….

2-2- سوختهای زیستی (BIO-FUELS) و مزایای استفاده از آن ……………………………………………………..

2-3- وضعیت تولید سوختهای زیستی در ایران ……………………………………………………………………………….

2-4-  پروسه تولید مورد استفاده در این طرح…………………………………………………………………………………..

2-4-1- تولید اتانول از Biomass…………………………………………………………………………………………………………..

2-4-2- تولید اتانول از باگاس………………………………………………………………………………………………………….

2-5- خواص اتانول…………………………………………………………………………………………………………………………..

2-6- انواع اتانول (الكل اتيليك)……………………………………………………………………………………………………….

2-7- كاربرد اتانول (الكل اتيليك)……………………………………………………………………………………………………..

2-8- روند تغييرات توليد اتانول در دنيا…………………………………………………………………………………………….

2-9- كالاي جايگزين……………………………………………………………………………………………………………………

2-10- اتانول به عنوان سوخت………………………………………………………………………………………………………….

2-11- مزاياي زيست محيطي اتانول…………………………………………………………………………………………………

2-12- محصولات جنبي ناشي از توليد اتانول…………………………………………………………………………………..

2-13- مزایای افزودن 10% اتانول به بنزین………………………………………………………………………………………..

2-14- مزایای مهم اتانول در مقایسه با MTBE………………………………………………………………………………..

2-15- بازار جهاني اتانول ………………………………………………………………………………………………………………..

2-16- توليدكنندگان عمده اتانول …………………………………………………………………………………………………….

2-17- جايگزيني اتانول با MTBE در بنزين…………………………………………………………………………………….

2-18- بررسي ظرفيت توليد اتانول در كشور…………………………………………………………………………………….

2-19- بررسي ميزان واردات اتانول به كشور…………………………………………………………………………………….

2-20- معرفي مكان پروژه (كشت و صنعت هفت تپه خوزستان)……………………………………………………..

2-21- ويژگيهاي استان خوزستان……………………………………………………………………………………………………..

2-21-1- آبهاي خوزستان…………………………………………………………………………………………………………………

2-21-2- آب و هوا………………………………………………………………………………………………………………………….

2-21-3 – وضعيت بارندگي……………………………………………………………………………………………………………..

2-21-4 مدت روشنايي و انرژي خورشيدي……………………………………………………………………………………..

2-22- گياه نيشكر……………………………………………………………………………………………………………………………..

2-23- وضعيت توليد نيشكر در ايران……………………………………………………………………………………………………………

2-24- مزيت‌هاي نسبي هفت تپه خوزستان………………………………………………………………………………………

2-25- كشت و صنعت هفت تپه خوزستان……………………………………………………………………………………….

2-25-1 تاريخچه تأسيس كارخانه…………………………………………………………………………………………………….

2-25-2- كشت و برداشت نيشكر در هفت تپه…………………………………………………………………………………

2-25-3-توليد نيشكر در كارخانه……………………………………………………………………………………………………..

2-25-4- فرآورده‌هاي جانبي توليد شكر…………………………………………………………………………………………………………….

منابع ومآخذ………………………………………………………………………………………………………………………………………

خواص اتانول

الكل اتيليك با نامهاي اتانول و هيدروكسي اتان با فرمول شيميايي C₂H₅OH تركيب شيمياي بي‌بو و آتش گيري است كه داراي وزن مخصوص 789/0 در 15 درجه سانتي‌گراد و نقطه جوش 4/78 درجه سانتي‌گراد در فشار جو مي باشد

جدول شماره 2-1 تعدادي از خواص اتانول را نشان مي‌دهد.

جدول شماره 2-1 خواص اتانول

الكل در آب و اتر حل مي‌شود و ارزش حرارتي آن 26800 كيلوژول بر كيلوگرم است. اتانول، قابل اشتغال است و بسيار بهتر از سوخت هاي ديگر مي‌سوزد. وقتي به صورت كامل بسوزد حاصل آن فقط آب و دي‌اكسيد كربن مي باشد.

 انواع اتانول (الكل اتيليك)

الكل اتيليك بر سه نوع است:

-الكل اتيليك طبي يا معمولي

-الكل اتيليك مطلق

-الكل تقليبي

نوع اول اين الكل داراي حداقل ٩٦ درصد حجمي C₂H₅OH بوده و به عنوان الكل طبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

نوع دوم يعني الكل اتيليك خالص يا مطلق مايع بيرنگ، زلال و فوق‌العاده جاذبه الرطوبه با بوي مخصوص بوده كه قابليت اختلاط آن با آب، و كلروفرم زياد مي‌باشد، الكل مطلق حاوي 4/99 تا 100 درصد حجمي يا ٩٩ يا ١٠٠ درصد وزني C₂H₅OH است كه مانند الكل معمولي به سهولت قابل اشتعال بوده و با شعله آبي مي‌سوزد.

نوع سوم الكل تقليبي، الكل اتيليكي است كه به آن مواد مجاز تقليب كننده اضافه نموده و در نتيجه خلوص آن از بين رفته و مصرف آن به عنوان يك الكل طبيعي و خالص غيرمناسب است. ناگفته نماند كه الكل تقلبي نيز بر دو نوع است: الكل اتيليكي كه به طور كامل تقليب شده و پس از تقليب حداقل درجه الكلي آن ٩٠ درجه بوده و براي مصارف سوخت و لاك الكل و ساير صنايع بكار برده مي‌شود و ديگري الكل اتيليك كه به طور مخصوص تقليب شده و پس از تقليب حداقل درجه الكلي آن 96 درجه بوده و در موارد بهداشتي و آرايشي به كار مي‌رود.

  كاربرد اتانول (الكل اتيليك)

الكل اتيليك در اسانس گل سرخ به حالت آزاد و به شكل اتوسل در بسياري از مواد طبيعي پيدا مي‌شود الكل اتيليك در صنايع دارويي و پزشكي به عنوان الكل طبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. امروزه با توجه به افزايش روزافزون مصرف الكل در صنايع داروسازي وغيره و از طرفي كافي نبودن منابع اوليه توليد آن نظير انگور و و ميوه‌هاي ديگر براي توليد الكل از ملاس چغندر قند كه داراي قند كافي مي‌باشد، استفاده مي‌نمايند. علاوه بر آنچه گفته شد، مجدداً ذكر مي‌گردد كه موارد مختلف مصرف اتانول به صورت ذيل خلاصه مي‌گردد:

– به عنوان سوخت

– در صنايع غذايي

– در صنايع دارويي، آرايشي و بهداشتي

– به عنوان حلال و در صنايع جوهر و چاپ[3]

همانطور كه اشاره شد اتانول به عنوان حلال استخراج كننده ضد يخ و سوخت استفاده مي‌شود، ولي مهمترين استفاده از آن به عنوان يك ماده حد واسط در تهيه بسياري از مواد آلي است. از آبگيري آن دي‌اتيل اتر كه يك حلال و استخراج كننده است حاصل مي‌شود. از دهيدروژناسيون آن استالدئيدها كه ماده اوليه بسيار از مواد آلي مثل استيك اسيد،‌ انيدريد استيك، كلرال، بوتانول و استيل هگزانول است توليد مي‌شود. همچنين از واكنش اتانول با اسيدهاي كربوكسيليك استرها توليد مي‌شوند كه كاربردهاي فراواني دارند. مواد فوق و بسياري مواد ديگر كه از مشتقات اتانول حاصل مي شوند كاربردهاي فراواني در صنايع رنگ سازي داروسازي، حلال سازي، شوينده‌ها، مواد آرايشي مواد منفجره و غيره دارند.

همچنين اتانول قابل اشتعال است و بسيار بهتر از سوخت‌هاي ديگر مي‌سوزد. وقتي به صورت كامل بسوزد حاصل آن فقط آب و دي‌اكسيد كربن است به همين دليل از نظر زيست محيطي، سوختي بسيار مناسب براي وسايل نقليه و اتوبوسها محسوب مي‌شود. هر چند اتانول خالص به مواد پلاستيكي صدمه مي‌زند و نيز به دليل اينكه عدد اكتان اتانول بسيار بالاتر از سوختهاي معمول اتومبيلهاست، نمي‌تواند به صورت خالص د رموتور اتومبيلها بعنوان سوخت به كار رود. از اين رو يكي از كارردهاي مهم و جديد اين ماده استفاده از آن به صورت مخلوط با درصدهاي مختلف با سوختهاي فسيلي مي‌باشد كه در ادامه توضيحات آن آورده شده است.

مزاياي زيست محيطي اتانول

١-كاهش انتشار CO₂: CO₂ حاصل از سوخت بنزين و يا هر سوخت ديگر وارد اتمسفر مي‌شود و اين گاز سبب تشديد پديده گلخانه‌اي مي‌گردد. در حاليكه CO₂ حاصل از سوخت بيو اتانول توليد شده در فرايند تخمير توسط گياهان كاشته شده جهت توليد اتانول خواهد شد و اين مزيت بزرگ جهت استفاده بيواتانول به عنوان سوخت است كه حتي در سوخت‌هاي تميزي مانند گاز طبيعي نيز يافت نمي‌شود.

٢-كاهش انتشار CO و CH: آمار نشان مي‌دهد كه سوخت هاي E7,E5,E10 ميزان CO را ٤ تا ١٥ درصد و ميزان CH را بين ٢ تا ٧ درصد كاهش مي‌دهند.

٣-كاهش انتشار VOC: سوخت‌هاي حاوي اتانول كاهش VOC را نشان مي‌دهد و در عين حال نسبت به ساير سوخت‌ها صدمه كمتري به ازن وارد مي‌كنند.

٤-كاهش انتشار ذرات معلق (PM10): اجزاي معلق با قطري كمتر از ١٠ ميليمتر هستند كه در كيسه‌هاي هوايي شش انسان تجمع مي‌يابند و سبب آسيب به سيستم تنفس و سرطان مي‌گردند. در سوخت‌هاي حاوي اتانول انتشار ذرات معلق در حدود ١٠ درصد كاهش مي‌يابد.

٥-اكسيدهاي سولفور (SOX): اگر بیواتانول به عنوان سوخت به صورت خالص به كار رود هيچ گونه سولفوري ندارد، درنتيجه اسيدي نداريم. در سوخت‌هاي حاوي اتاول نيز (SOX) كمتري توليد مي‌شود.

٦-اكسيدهاي نيتروژن (NOX): اين عامل در سوخت‌هاي حاوي اتانول تا ١٠ درصد افزايش مي‌يابد با افزايش ميزان اتانول در بنزين، ميزان (NOX) كاهش مي‌يابد. با تنظيم موتو رو درجه حرارت احتراق، مي‌توان اين عامل را در حدي مطلوب نگه داشت.

٧-آروماتيك‌ها: اتانول‌، حاوي هيچ گونه آروماتيكي نمي‌باشد. اين در حالي است كه بنزين هاي بدون سرب ٤٥ درصد آروماتيك دارند.

محصولات جنبي ناشي از توليد اتانول

در فرايندها و روشهاي مختلف توليد اتانول بسته به استفاده از نوع مواد اوليه، محصولات جانبي متنوعي توليد مي‌گردد با استفاده بهينه از آنها مي‌توان هزينه‌‌هاي توليد را كاهش و درآمدهاي طرح را افزايش داد.

محصولات جنبي توليدشده در فرايند توليد الكل در روشهاي مختلف، عبارتند از:

پروتئين: مواد ليگنوسلولزي مي‌توانند حاوي حدود ١٥ درصد پروتئين بر مبناي وزن خشك باشند. از اين پروتئين مي‌‌توان در غذاي حيوانات در واحدهاي دامداري و پرورش ماهي استفاده كرد.

ليگنين: اين ماده به هنگام توليد اتانول از مواد ليگنوسلولزي، بدون تغيير باقي مي‌ماند. ليگنين داراي ارزش حرارتي بوده و ميزان آن از 9100 تا 13000 BTU به ازاي هر پوند با توجه به نوع ماده اوليه فرق مي‌كند. بنابراين ليگنين را مي‌‌توان به عنوان سوخت در بويلرها سوزاند و از انرژي آن استفاده كرد. تحقيقاتي در مورد استفاده بهتر از ليگنين به عنوان ماده اضافه شونده به آسفالت، آنتي اكسيدان و … در حال انجام است.

فورفورال: هيدروليز زيست توده، آزاد كردن قندهاي سلولز و همي سلولز را در بردارد. زايلوز قند اوليه همي سلولز مي‌تواند در حضور اسيد، به فورفورال تبديل شود. از اين تركيب مي‌‌توان به عنوان حلالي انتخابي، به منظور بالا بردن كيفيت روغن (نرم‌تر و روانتر شدن آن) استفاده كرد. هيدروژنه كردن فورفورال در دماي ٢٠٠ درجه سانتي‌گراد منجر به توليد الكل فورفورال مي‌شود كه در توليد رزين‌هاي تجاري كاربرد دارند. فورفورال در دماي پايين، حالت چسبندگي پيدا كرده و به عنوان روكش چوب كاربرد دارد. ا زاين ماده در توليد نايلون نيز استفاده مي شود.

توليدكنندگان عمده اتانول

جدول شماره 2-2 توليدكنندگان عمده اتانول در جهان را نشان مي‌دهد كه برزيل بزرگترين كشور در توليد اين ماده در جهان مي‌باشد.

جدول شماره 2-2- توليدكنندگان جهاني اتانول[1]

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات ، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های شیمی کلیک کنید.

نمونه ای از فهرست منابع جهت مطالعه بیشتر:

• آمارنامه مصرف فرآورده های نفتی انرژی زا،1386،مدیریت وبرنامه ریزی شرکت ملی پخش فرآورده های نفتی ایران.
• احمدیان ،مجید، 1381،اقتصاد منابع تجدید شونده ، تهران ، سازمان مطالعه وتدوین کتب علوم انسانی دانشگاهها.
• اطلاعات انرژی کشور،1384،شرکت ملی نفت ایران،سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور.
• بررسی ضایعات کشاورزی ،1386 ، اندیشمند،تهران ،همایش ملی بررسی ضایعات محصولات کشاورزی.
• باقری،م،1376،عوامل موثر بر قیمت برنج ،کاربرد مدل Hedonic Pricing ،مجموعه مقالات همایش شناخت استعدادهای بازرگانی واقتصادی استان مازندران، دانشگاه مازندران
• پرایمز، سیدنی ،1372، بیوتکنولوژی مولکولی،ترجمه مجتبی طباطبائی،محمدرضا نوری،چنگیز تقی بیگلو،انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک وتکنولوژی زیستی.
• تولید نیشکر در کشت وصنعت هفت تپه خوزستان وصنایع جانبی ،وزارت جهاد کشاورزی ،دایره خدمات وروابط عمومی .
• تاریخچه فعالیتهای شرکت سهامی کشت وصنعت نیشکر هفت تپه خوزستان،وزارت جهاد کشاورزی ،دایره خدمات وروابط عمومی .
• ترازنامه هیدروکربوری کشور سال 1385،وزارت نفت ،موسسه مطالعات بین المللی انرژی.
• حسینی ،ن،مزرعتی،م،1383،برآورد هزینه های اجتماعی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی برسلامت ساکنان تهران، فصل نامه مطالعات اقتصاد انرژی، شماره سوم،سال اول .
• …
• …