[科普中國]-乙醇

乙醇（Ethanol）俗稱酒精，是一種有機(jī)物，結(jié)構(gòu)簡式CH?CH?OH或C?H?OH，分子式C?H?O，是最常見的一元醇。

乙醇在常溫常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，低毒性，純液體不可直接飲用；具有特殊香味，并略帶刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。易燃，其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，能與水以任意比互溶。能與氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機(jī)溶劑混溶，相對密度（d15.56）0.816。

乙醇的用途很廣，可用乙醇制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%~75%的乙醇作消毒劑等，在國防化工、醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途。

乙醇與二甲醚（即甲醚）互為官能團(tuán)異構(gòu)體。

歷史沿革中國古代勞動(dòng)人民很早就開始使用谷物釀酒了，酒的主要成分就是乙醇（酒精）。34

釀酒至少始于中國早期農(nóng)耕時(shí)代。漢代劉安在《淮南子》中提到“清盎之美，始于耒耜”。34

晉代的江統(tǒng)在《酒浩》中寫道“酒之所興，肇自上皇，或云儀狄，又云杜康。有飯不盡，委徐空桑，郁積成味，久蓄氣芳，本出于此，不由奇方。”

江統(tǒng)是我國歷史上第一個(gè)提出“谷物自然發(fā)酵釀酒”學(xué)說的人。43

方心芳先生則對此作了具體的描述：“在農(nóng)業(yè)出現(xiàn)前后，貯藏谷物的方法比較粗放。天然谷物受潮后會(huì)發(fā)霉和發(fā)芽，吃剩的熟谷物也會(huì)發(fā)霉，這些發(fā)霉、發(fā)芽的谷粒，就是上古時(shí)期的天然曲蘗(nie)，將之浸入水中，便可以發(fā)酵成酒，即天然酒。人們不斷接觸天然曲集和天然酒，并逐漸接受了天然酒這種飲料。久而久之，就發(fā)明了人工曲蘗和人工酒。”34

現(xiàn)代科學(xué)對這一問題的解釋是：淀粉在酶的作用下，逐步分解成糖和酒精，自然轉(zhuǎn)變成了酒香濃郁的酒，而酶則是由自然界的微生物所分泌的。43

在遠(yuǎn)古時(shí)代人們的食物中，采集的野果含糖分高，無須經(jīng)過液化和糖化，便可以發(fā)酵成酒。

在工業(yè)上，酒精有廣泛的運(yùn)用。43

物理性質(zhì)乙醇液體密度是0.789g/cm3，乙醇?xì)怏w密度為1.59kg/m3，相對密度（d15.56）0.816，式量（相對分子質(zhì)量）為46.07g/mol。沸點(diǎn)是78.4℃，熔點(diǎn)是-114.3℃。純乙醇是無色透明的液體，有特殊香味，易揮發(fā)。

乙醇的物理性質(zhì)主要與其低碳直鏈醇的性質(zhì)有關(guān)。分子中的羥基可以形成氫鍵，因此乙醇黏性大，也不及相近相對分子質(zhì)量的有機(jī)化合物極性大。

λ=589.3nm和18.35℃下，乙醇的折射率為1.36242，比水稍高。

以上內(nèi)容來自：5678

溶解性能與水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑。685

乙醇是一種很好的溶劑，能溶解許多物質(zhì)，所以常用乙醇來溶解植物色素或其中的藥用成分；也常用乙醇作為反應(yīng)的溶劑，使參加反應(yīng)的有機(jī)物和無機(jī)物均能溶解，增大接觸面積，提高反應(yīng)速率。例如，在油脂的皂化反應(yīng)中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，讓它們在均相（同一溶劑的溶液）中充分接觸，加快反應(yīng)速率。678

潮解性由于存在氫鍵，乙醇具有較強(qiáng)的潮解性，可以很快從空氣中吸收水分。

羥基的極性也使得很多離子化合物可溶于乙醇中，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化銨、溴化銨和溴化鈉等；但氯化鈉和氯化鉀微溶于乙醇。此外，其非極性的烴基使得乙醇也可溶解一些非極性的物質(zhì)，例如大多數(shù)香精油和很多增味劑、增色劑和醫(yī)藥試劑。92

密度表下表為20℃下乙醇與水的混合液體的密度（以乙醇的體積分?jǐn)?shù)為變量）。

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酒精度數(shù)計(jì)算酒精水溶液中純酒精的含量就是其濃度，我國是以容量（體積）百分?jǐn)?shù)進(jìn)行酒精水溶液的濃度計(jì)算的。如平常說的五十度酒是指在20℃時(shí)100體積酒精溶液中含有50體積純酒精。計(jì)算式：

酒精容量=（純酒精容量數(shù)/酒精水溶液總?cè)萘繑?shù)）×100%

酒精度數(shù)=酒精容量×10010

化學(xué)性質(zhì)酸堿性乙醇不是酸（一般意義上的酸，它不能使酸堿指示劑變色，也不具有酸的通性），乙醇溶液中含有極化的氧氫鍵，電離時(shí)生成烷氧基負(fù)離子和質(zhì)子（氫離子）。

乙醇的pKa=15.9，與水相近。

乙醇的酸性很弱，但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進(jìn)行。

678

還原性乙醇具有還原性，可以被氧化（催化氧化）成為乙醛甚至進(jìn)一步被氧化為乙酸。

酒精中毒的罪魁禍?zhǔn)淄ǔ１徽J(rèn)為是有一定毒性的乙醛（乙醇在體內(nèi)也可以被氧化，但較緩慢，因?yàn)闆]有催化劑），而并非喝下去的乙醇。7

化學(xué)方程式：

實(shí)際上是銅先被氧化成氧化銅；然后氧化銅再與乙醇反應(yīng)，被還原為單質(zhì)銅（黑色氧化銅變成紅色）。

乙醇也可被高錳酸鉀氧化成乙酸，同時(shí)高錳酸鉀由紫紅色變?yōu)闊o色。

乙醇也可以與酸性重鉻酸鉀溶液反應(yīng)，當(dāng)乙醇蒸汽進(jìn)入含有酸性重鉻酸鉀溶液的硅膠中時(shí)，可見硅膠由橙紅色變?yōu)榛揖G色（Cr3+），此反應(yīng)可用于檢驗(yàn)司機(jī)是否飲酒駕車（酒駕）。6785

化學(xué)反應(yīng)1、與金屬反應(yīng)

因?yàn)橐掖伎梢噪婋x出極少量的氫離子，所以其只能與少量金屬（主要是堿金屬）反應(yīng)生成對應(yīng)的有機(jī)鹽以及氫氣：

結(jié)論：

（1）乙醇可以與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但不如水與金屬鈉反應(yīng)劇烈。金屬鈉與水反應(yīng)劇烈，鈉熔化，氣泡猛烈，反應(yīng)生成的熱，可使鈉燃燒；而乙醇與金屬鈉的反應(yīng)很緩慢，形狀不怎么變化，氣泡很緩慢，金屬鈉沉在溶液底下。

（2）活潑金屬（鉀、鈣、鈉等）可以將乙醇羥基里的氫取代出來。醇的金屬鹽遇水則迅速水解生成醇和堿。678

2、酯化反應(yīng)

乙醇可以與乙酸在濃硫酸的催化并加熱的情況下，發(fā)生酯化作用，生成乙酸乙酯（具有果香味；酒放得越久就越香就是因?yàn)橐掖急痪徛趸梢宜?，然后發(fā)生酯化反應(yīng)作用，生成乙酸乙酯）。反應(yīng)為可逆反應(yīng)：

反應(yīng)中酸脫去羥基，醇脫去羥基上的氫，即“酸脫羥基醇脫氫”。678

3、取代反應(yīng)

乙醇可以和鹵化氫發(fā)生取代反應(yīng)，生成鹵代烴和水。

通式： （X為鹵素）

注意：通常用溴化鈉和中等濃度的硫酸的混合物與乙醇加熱進(jìn)行該反應(yīng)，故常有紅棕色氣體（溴單質(zhì)）產(chǎn)生。678

4、氧化反應(yīng)

①燃燒****

乙醇易燃，其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。

完全氧化反應(yīng)：發(fā)出淡藍(lán)色火焰，生成二氧化碳和水（蒸氣），并放出大量的熱；

不完全燃燒時(shí)還生成一氧化碳，有黃色火焰，放出熱量。

完全燃燒：

不完全燃燒： （方程式系數(shù)可以不同，故沒有配平）

②****催化氧化：在加熱和有催化劑（Cu或Ag）存在的情況下進(jìn)行。

以上反應(yīng)即催化氧化的實(shí)質(zhì)

總式： （制乙醛的原理）

乙醇也可被濃硫酸跟高錳酸鉀的混合物發(fā)生非常激烈的氧化反應(yīng)，燃燒起來。6

5、脫水反應(yīng)

乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發(fā)生脫水反應(yīng)，隨著溫度的不同生成物也不同。

1、消去（分子內(nèi)脫水）制乙烯（170℃濃硫酸）（切記要注酸入醇，酸與醇的比例是1：3）8

制取時(shí)要在燒瓶中加入碎瓷片（或沸石）以免暴沸。

2、縮合（分子間脫水）制乙醚

（此為取代反應(yīng)，thick代表濃）678

主要種類1、按生產(chǎn)使用的原料可分為淀粉質(zhì)原料發(fā)酵酒精、糖蜜原料發(fā)酵酒精、亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精。

淀粉質(zhì)原料發(fā)酵酒精(一般有薯類、谷類和野生植物等含淀粉質(zhì)的原料，在微生物作用下將淀粉水解為葡萄糖，再進(jìn)一步由酵母發(fā)酵生成酒精)；

糖蜜原料發(fā)酵酒精（直接利用糖蜜中的糖分，經(jīng)過稀釋殺菌并添加部分營養(yǎng)鹽，借酵母的作用發(fā)酵生成酒精）；

和亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精（利用造紙廢液中含有的六碳糖，在酵母作用下發(fā)酵成酒精，主要產(chǎn)品為工業(yè)用酒精。也有用木屑稀酸水解制作的酒精)。

2、按生產(chǎn)的方法來分，可分為發(fā)酵法、合成法兩大類。

3、按產(chǎn)品質(zhì)量或性質(zhì)來分，又分為高純度酒精、無水酒精、普通酒精和變性酒精。

4、按產(chǎn)品系列（BG384-81）分為優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。其中一、二級(jí)相當(dāng)于高純度酒精及普通精餾酒精。三級(jí)相當(dāng)于醫(yī)藥酒精，四級(jí)相當(dāng)于工業(yè)酒精。新增二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為了滿足不同用戶和生產(chǎn)的需要，減少生產(chǎn)與使用上的浪費(fèi)，促進(jìn)提高產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的。

分子結(jié)構(gòu)

C、O原子均以sp3雜化軌道成鍵、極性分子。

乙醇分子是由是由C、H、O 三種原子構(gòu)成（乙基和羥基兩部分組成），可以看成是乙烷分子中的一個(gè)氫原子被羥基取代的產(chǎn)物，也可以看成是水分子中的一個(gè)氫原子被乙基取代的產(chǎn)物。

工業(yè)制備制備原料有淀粉、乙烯、磷酸、硫酸、葡糖淀粉酶，衍生產(chǎn)品為鹽酸乙醇液、二硫化硒、環(huán)氧乙烷、對二乙基苯、聯(lián)苯、6-甲氧基-2-乙酰萘、戊基氰基三聯(lián)苯、乙醛、甲醛、乙醇鈉、乙醚、乙酸乙酯、乙醇（無水）、復(fù)盆子酮等。

工業(yè)上一般用淀粉發(fā)酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：

發(fā)酵法糖質(zhì)原料（如糖蜜、亞硫酸廢液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）發(fā)酵；

發(fā)酵法制乙醇是在釀酒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在相當(dāng)長的歷史時(shí)期內(nèi)，曾是生產(chǎn)乙醇的唯一工業(yè)方法。

發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品，如谷類、薯類或野生植物果實(shí)等；也可用制糖廠的廢糖蜜；或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。這些物質(zhì)經(jīng)一定的預(yù)處理后，經(jīng)水解（用廢蜜糖作原料不經(jīng)這一步）、發(fā)酵，即可制得乙醇。

發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6%~10%，并含有其他一些有機(jī)雜質(zhì)，經(jīng)精餾可得95%的工業(yè)乙醇。11876

乙烯水化法乙烯直接或間接水合。9

乙烯直接水化法，就是在加熱、加壓和有催化劑存在的條件下，是乙烯與水直接反應(yīng)，生產(chǎn)乙醇：

（catalyst是催化劑，pressure是加壓）

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解氣，成本低，產(chǎn)量大，這樣能節(jié)約大量糧食，因此發(fā)展很快。

煤化工以煤基合成氣為原料，經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線。

聯(lián)合生物加工利用生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來的能源壓力。來源廣泛的纖維素將是很有潛力的生產(chǎn)乙醇原料。然而由于各種原因，一般的發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇成本較高，乙醇生產(chǎn)難以規(guī)?；Ｂ?lián)合生物加工技術(shù)，一體化程度高，能有效降低生產(chǎn)成本，未來發(fā)展前景廣闊。7611

①原因

生物轉(zhuǎn)化使用的原料是玉米等糧食作物，但是這些原料的大量使用會(huì)影響到糧食安 全，所以秸稈、麩皮、鋸木粉等農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物等含有大量的木質(zhì)纖維素，將是很有潛力的乙醇發(fā)酵原料。另外，生物燃料的生產(chǎn)過程中，纖維素的預(yù)處理和纖維素酶的生產(chǎn)成本較高。因此減少預(yù)處理，增強(qiáng)纖維素酶的活性，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度，減少中間環(huán)節(jié)也是降低生產(chǎn)成本的途徑。

②原理

聯(lián)合生物加工 (consolidated bioprocessing，CBP)不包括纖維素酶的生產(chǎn)和分離過程，而是把糖化和發(fā)酵結(jié)合到由微生物介導(dǎo)的一個(gè)反應(yīng)體系中，因此與其他工藝過程相比較，底物和原料的消耗相對較低，一體化程度較高。

③工藝

生理學(xué)研究和1?C標(biāo)記的纖維素實(shí)驗(yàn)說明，生長于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內(nèi)低聚糖攝取過程中β一糖苷鍵磷酸解的效率，并且這些效益超過了纖維素合成的生物能量成本。這些研究為纖維素分解菌在纖維素上快速生長提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論依據(jù)。 應(yīng)用聯(lián)合生物加工的關(guān)鍵是構(gòu)建出能完成多個(gè)生化反應(yīng)過程的酶系統(tǒng)，使纖維素原料通過一個(gè)工藝環(huán)節(jié)就轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉串a(chǎn)品。一些細(xì)菌和真菌具有CBP所需要的特性，所以改造現(xiàn)有的微生物已成為研究的熱點(diǎn)。以基因重組等為代表的生物工程技術(shù)已經(jīng)使這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)，并為設(shè)計(jì)出更完善的CBP酶系統(tǒng)提供了可能。對相關(guān)的微生物改造主要有以下3個(gè)策略：7611

1.天然策略

是將本身可產(chǎn)生纖維素酶的微生物，尤其是厭氧微生物進(jìn)行改造，使其適應(yīng)CBP生產(chǎn)的要求。這種策略關(guān)鍵在于，提高對乙醇的耐受力，減少副產(chǎn)物的生成，導(dǎo)入新的代謝基因?qū)⑻腔a(chǎn)物全部或者大部分進(jìn)行發(fā)酵，從而產(chǎn)出高濃度的乙醇。

2.重組策略

是通過基因重組的方法表達(dá)一系列的外切葡聚糖酶和內(nèi)切葡聚糖酶等纖維素酶基因，使微生物能以纖維素為唯一碳源，將來源于纖維素的糖類完全或者大部分進(jìn)行發(fā)酵。 重組策略所遇到的問題有：(1)外源基因共表達(dá)對細(xì)胞的有害性。(2)需要在轉(zhuǎn)錄水平使外源基因適量表達(dá)。 (3)一些分泌蛋白可能折疊不正確。因?yàn)槔w維素降解蛋白合成之后必須要正確折疊才能分泌并行使功能。未正確折疊的蛋白分泌后要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合蛋白降解，而且對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)造成壓力。6711

3.共培養(yǎng)策略

共培養(yǎng)策略有兩層含義：一是指發(fā)酵液中存在的不同的類型的微生物，利用廣泛類型的糖類底物。例如將僅能利用己糖的熱纖維梭菌與能利用戊糖的微生物進(jìn)行共培養(yǎng)。這能避免不同生物間的底物競爭，實(shí)現(xiàn)乙醇產(chǎn)量最大化。二是指存在不同特性的微生物相互協(xié)作，加強(qiáng)發(fā)酵效果。6711

④特點(diǎn)

1.提高乙醇耐受力

高濃度的乙醇能改變細(xì)胞膜上的受體蛋白，阻遏糖酵解和代謝循環(huán)，最終抑制細(xì)胞的生長和發(fā)酵。許多證據(jù)表明，乙醇耐受基因不是單一的基因，全轉(zhuǎn)錄工程提供了一個(gè)新方法。例如分別通過三種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因的突變，釀酒酵母的乙醇耐受力有所提高。67811

2.提高糖轉(zhuǎn)運(yùn)效率

糖類不能自由地穿過細(xì)胞膜，微生物是通過特定的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白來利用糖類，所以了解糖轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制是必要的。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作為培養(yǎng)基中糖濃度的“感受器”，可產(chǎn)生相應(yīng)的胞內(nèi)信號(hào)．不同的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在不同的濃度下行使功能，從而使微生物在較廣的范圍內(nèi)利用糖類。

這是生物方法的綜合運(yùn)用。當(dāng)然，還有其他的生產(chǎn)工藝方法，基本原理都是運(yùn)用生物發(fā)酵的方法生產(chǎn)乙醇，如：木質(zhì)纖維素原料酶水解產(chǎn)乙醇，玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等。這些基本的發(fā)酵方法通過聯(lián)合生物加工，可以大大提高乙醇的生產(chǎn)效率、減低生產(chǎn)成本。812

⑤提純

75%的乙醇可以用蒸餾的方法蒸餾到95.5%。此后形成恒沸物，不能提高純度。

95%的乙醇可以用生石灰煮沸回流提純到99.5%。

99.5%的乙醇可以用鎂條煮沸回流制得99.9%的乙醇。12137

1.分批萃取精餾法

乙醇的生產(chǎn)離不開精餾、萃取等化工流程。氧化鈣脫水法、共沸精餾、吸附精餾、滲透汽化、吸附法、萃取精餾法和真空脫水法等多用在乙醇的回收和提純的方面。實(shí)際生產(chǎn)中較成熟的方法是共沸精餾和萃取精餾,這2 種分離方法多以連續(xù)操作的方式出現(xiàn)。在一些領(lǐng)域生產(chǎn)乙醇設(shè)備簡單、投資小,可單塔分離多組分混合物,或同一塔可處理種類和組成頻繁更換的物系。分批共沸精餾可以同時(shí)滿足這些要求,但是分批共沸精餾所需的塔板數(shù)較多,產(chǎn)品中常含有微量的苯不能應(yīng)用于醫(yī)藥和化學(xué)試劑領(lǐng)域,且生產(chǎn)中易發(fā)生苯中毒事故。

分批萃取精餾(BED) 則無以上缺點(diǎn)，且可以同時(shí)具備分批精餾與萃取精餾兩者的優(yōu)點(diǎn)。其工藝特點(diǎn)是連續(xù)萃取精餾至少需要3 個(gè)精餾塔的工藝來完成：乙醇稀溶液富集到共沸組成(乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)95.7 %) ，萃取精餾回收無水乙醇，回收溶劑以循環(huán)使用。并且連續(xù)萃取精餾法只適于原料組成固定的、規(guī)模較大的連續(xù)生產(chǎn)中。而且設(shè)備投資少，僅用單塔可完成原料富集、萃取精餾和溶劑回收3 項(xiàng)任務(wù)；且精密度高，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需求，靈活地調(diào)節(jié)產(chǎn)品純度；節(jié)省操作成本、無需連續(xù)操作；此設(shè)備也可用于回收其他有機(jī)溶劑。

2.分子篩固定床吸附法（簡稱分子篩法）

分子篩是一種無色、無臭、無毒的新材料,在無水乙醇制備和其他共沸混合物分離過程中無需添加第三組分,生產(chǎn)過程幾乎無毒害三廢排放；共沸法牽涉到苯、環(huán)已烷等高毒性的第三組分。工藝簡單可靠、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，是一種環(huán)保、節(jié)能型工藝。

優(yōu)點(diǎn)是可以降低設(shè)備安裝高度，提高固定床有效吸附量及成品質(zhì)量穩(wěn)定性。產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢液均有很好的處理方法。11814

應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)原料乙醇的用途很廣，可以用于：

溶劑；有機(jī)合成；各種化合物的結(jié)晶；洗滌劑；萃取劑；

食用酒精可以勾兌白酒；用作粘合劑；硝基噴漆；清漆、化妝品、油墨、脫漆劑等的溶劑以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、塑料、人造纖維、洗滌劑等的制造原料、還可以做防凍劑、燃料、消毒劑等。

75%的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒。152

消毒用品體積分?jǐn)?shù)99.5%以上的酒精稱為無水酒精。生物學(xué)中的用途：葉綠體中的色素能溶在有機(jī)溶劑無水乙醇（或丙酮）中，所以用無水乙醇可以提取葉綠體中的色素。

95%的酒精用于擦拭紫外線燈。這種酒精在醫(yī)院常用，而在家庭中則只會(huì)將其用于相機(jī)鏡頭的清潔。

70%～75%的酒精用于消毒。這是因?yàn)?，過高濃度的酒精會(huì)在細(xì)菌表面形成一層保護(hù)膜，阻止其進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，難以將細(xì)菌徹底殺死。若酒精濃度過低，雖可進(jìn)入細(xì)菌，但不能將其體內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固，同樣也不能將細(xì)菌徹底殺死。其中75%的酒精消毒效果最好。

40%～50%的酒精可預(yù)防褥瘡。長期臥床患者的背、腰、臀部因長期受壓可引發(fā)褥瘡，如按摩時(shí)將少許40%～50%的酒精倒入手中，均勻地按摩患者受壓部位，就能達(dá)到促進(jìn)局部血液循環(huán)，防止褥瘡形成的目的。

25%～50%的酒精可用于物理退熱。高燒患者可用其擦身，達(dá)到降溫的目的。因?yàn)橛镁凭潦闷つw，能使患者的皮膚血管擴(kuò)張，增加皮膚的散熱能力，酒精蒸發(fā)，吸熱，使病人體表面溫度降低，癥狀緩解。

**注意：**酒精濃度不可過高，否則可能會(huì)刺激皮膚，并吸收表皮大量的水分。6711

飲料制品乙醇是酒主要成分（含量和酒的種類有關(guān)系）。

**注意：**日常飲用的酒內(nèi)的乙醇不是把乙醇加進(jìn)去，而是微生物發(fā)酵得到的乙醇，當(dāng)然根據(jù)使用的微生物種類不同還會(huì)有乙酸或糖等有關(guān)物質(zhì)。

白酒的度數(shù)表示酒中含乙醇的體積百分比（西方國家常用proof表示酒精含量），通常是以20℃時(shí)的體積比表示的，如50度的酒，表示在100毫升的酒中，含有乙醇50毫升(20℃)。另外對于啤酒是表示啤酒生產(chǎn)原料麥芽汁的濃度，以12度的啤酒為例，是麥芽汁發(fā)酵前浸出物的濃度為12%(重量比)。麥芽汁中的浸出物是多種成分的混合物，以麥芽糖為主。啤酒中乙醇濃度一般低于10%。111613

有機(jī)原料乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料。

汽車燃料早在19世紀(jì)，就出現(xiàn)了現(xiàn)代生物能源乙醇。1902 年，Deutz可燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工廠特意將1/3的重型機(jī)車?yán)眉円掖甲鳛槿剂?，隨后的1925 年至1945年間，乙醇被加入到汽油里作為抗爆劑?？梢哉f安全、清潔是乙醇的主要優(yōu)勢。17

第一代生物能源正是乙醇（俗稱“汽車酒精”）。這類乙醇使用糧食或者甘蔗作為原料，通過淀粉或者蔗糖發(fā)酵得到的，而微生物在其中起著至關(guān)重要的作用。生物乙醇發(fā)酵是目前最大規(guī)模的微生物發(fā)酵過程。17

乙醇可以調(diào)入汽油作為車用燃料。18美國銷售乙醇汽油已有20年歷史，我國高粱乙醇在汽油中占10%。

乙醇汽油也被稱為“E型汽油”，我國使用乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。它可以改善油品的性能和質(zhì)量，降低一氧化碳、碳?xì)浠衔锏戎饕廴疚锱欧拧?12134

藥理作用消毒

廣泛用于醫(yī)用消毒（體積分?jǐn)?shù)為75%±5%的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒）。

一般使用 95%的酒精用于器械消毒；70~75%的酒精用于殺菌，例如75%的酒精在常溫（25℃）下，一分鐘內(nèi)可以殺死大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、銅綠假單胞菌等；更低濃度的酒精用于降低體溫，促進(jìn)局部血液循環(huán)等。

但是研究表明，乙醇不能殺死細(xì)菌芽孢，也不能殺死肝炎病毒（如：乙肝病毒）。故乙醇只能用于一般消毒，達(dá)不到滅菌標(biāo)準(zhǔn)。431213141611

食用

乙醇還可以用于食用，如酒。因?yàn)樗茏鳛榱己玫挠袡C(jī)溶劑，所以中醫(yī)用它來送服中藥，以溶解中藥中大部分有機(jī)成分。

酒精在中藥使用上的作用：

1、酒精可以行藥勢，古人謂“酒為諸藥之長”，酒精可以便藥力外達(dá)于表而上至于顛，使理氣行血藥物的作用得到較好的發(fā)揮，也能使滋補(bǔ)藥物補(bǔ)而不滯；

2、酒精有助于藥物有效成分的析出，中藥的多種成分都易于溶解酒精之中；

3、防腐作用。141311

吸收

飲酒后，乙醇很快通過胃和小腸的毛細(xì)血管進(jìn)入血液。

一般情況下，飲酒者血液中乙醇的濃度（blood alcohol concentration，BAC）在30~45分鐘內(nèi)將達(dá)到最大值，隨后逐漸降低。

當(dāng)BAC超過1000mg/L時(shí)，將可能引起明顯的乙醇中毒。

攝入體內(nèi)的乙醇除少量未被代謝而通過呼吸和尿液直接排出外，大部分乙醇需被氧化分解。16813

代謝

在乙醇的代謝過程中乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）起著至關(guān)重要的作用，它主要分布在肝臟，在胃腸道及其他組織中也有少量分布。

乙醇通過血液流到肝臟后，首先被ADH氧化為乙醛，而乙醛脫氫酶則能把乙醛進(jìn)一步催化為乙酸，在肝臟中乙醇還能被CYP2E1酶分解代謝。

人喝酒后面部潮紅，是因?yàn)槠は聲簳r(shí)性血管擴(kuò)張所致，因?yàn)檫@些人體內(nèi)有高效的乙醇脫氫酶，能迅速將血液中的酒精轉(zhuǎn)化成乙醛，而乙醛具有讓毛細(xì)血管擴(kuò)張的功能，會(huì)引起臉色泛紅甚至身上皮膚潮紅等現(xiàn)象，也就是平時(shí)所說的“上臉”。另外還有一種酶——乙醛脫氫酶，喝酒臉紅的人是只有乙醇脫氫酶沒有乙醛脫氫酶，所以體內(nèi)迅速累積乙醛而遲遲不能代謝引起的。

乙醇代謝的速率主要取決于體內(nèi)酶的含量，其具有較大的個(gè)體差異，并與遺傳有關(guān)。

人體內(nèi)若是具備這兩種酶，就能較快地分解酒精，中樞神經(jīng)就較少受到酒精的作用，因而即使喝了一定量的酒后，也行若無事。在人體中，都存在乙醇脫氫酶，而且大部分人數(shù)量基本是相等的。但缺少乙醛脫氫酶的人就比較多。乙醛脫氫酶的缺少，使乙醛分解較慢，在體內(nèi)存留時(shí)間較長，所以嚴(yán)格地說酒精的代謝速度是沒法用一個(gè)準(zhǔn)確的速度來描述的，因人而異。13816

燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀燃料乙醇 一般是指體積分?jǐn)?shù)達(dá)到 99.5%以上的無水乙醇，是 良好的辛烷值調(diào)和組分和汽油增氧劑，燃燒乙醇汽 油能夠有效減少汽車尾氣中的 PM2.5 和 CO[1]，其 作為可再生液體燃料的代表之一，可補(bǔ)充化石燃料 資源，降低石油資源對外依存度，減少溫室氣體和 污染物排放，近年來受到世界各國的廣泛關(guān)注。自巴西、美國率先于 20 世紀(jì) 70 年代中期大力推行燃 料乙醇政策以來，加拿大、法國、西班牙、瑞典等 國紛紛效仿，目前以甘蔗、玉米為原料的第 1 代燃 料乙醇產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成規(guī)模，燃料乙醇已經(jīng)成為世界 消費(fèi)量最大的生物燃料。

世界燃料乙醇發(fā)展概況2011 年世界生物燃料總產(chǎn)量為 9095 萬噸[2]，其 中燃料乙醇產(chǎn)量為 6680 萬噸

美國是目前世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)國， 2011 年總產(chǎn)能為 4454 萬噸/年（149 億加侖/年）， 實(shí)際產(chǎn)量約為 4153 萬噸（139 億加侖，1 加侖= 3.78541 L，下同），較 2010 年（3944 萬噸）增加了 5.3%，占世界燃料乙醇總產(chǎn)量的 62.2%。美國 共有燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè) 209 家，絕大多數(shù)以玉米 為原料，目前美國非糧原料燃料乙 醇廠。 美國通過法令的形式，強(qiáng)制規(guī)定了燃料乙醇的 使用量。2005 年通過的可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)（RFS）能 源政策法案（EPAct）規(guī)定到 2012 年生物燃料使用 量要達(dá)到 75 億加侖。2007 年美國能源獨(dú)立與安 全法案（EISA）中對 RFS 進(jìn)行了修訂，建立了 RFS2 計(jì)劃，對每年運(yùn)輸用的纖維素生物燃料、生物柴油和先進(jìn)生物燃料的使用量進(jìn)行了規(guī)定，要求到 2022 年生物燃料的總使用量要達(dá)到 360 億加侖（235 萬 桶/日），其中纖維素生物燃料的使用量要達(dá)到 160 億加侖。目前美國市場上同時(shí)銷售不含乙醇的汽 油、E10 和 E15 汽油。E10 已經(jīng)在美國得到廣泛應(yīng) 用，使用比例達(dá)到 95%，銷售商將辛烷值為 83.5～ 83.7 的汽油與乙醇（體積分?jǐn)?shù)占 10%）調(diào)和得到辛 烷值為 87 的乙醇汽油；E15 則適用于 2001 年以后 生產(chǎn)的車輛。從 2000—2011 年美國燃料乙醇的實(shí)際 使用情況看，符合 RFS2 的要求。2012 年美國受高溫干旱的影響，玉米價(jià)格上漲影響了美國燃料乙醇的生產(chǎn)，燃料乙醇產(chǎn)量較 2011 年下降 4.6%

巴西是第二大燃料乙醇生產(chǎn)國，以甘蔗為主要 原料，約有 50%的甘蔗用于生產(chǎn)燃料乙醇，燃料乙 醇供應(yīng)了其國內(nèi)輕型乘用車 38%的燃料需求。2011 年受甘蔗減產(chǎn)的影響，燃料乙醇減產(chǎn)，總產(chǎn)量為 1665.2 萬噸，占世界總產(chǎn)量的 25%，較 2010 年下 降了 19.5%。巴西銷售燃料乙醇的方式有兩種：含水乙 醇和無水乙醇。含水乙醇用于純乙醇燃料汽車，而 無水乙醇則用于與汽油調(diào)和，巴西銷售的汽油中均 含有 20%～25%的乙醇。巴西燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的成功 得益于其靈活燃料汽車（FFV）的推廣，目前銷售 的汽車中 90%為 FFV，其燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)大多都 與蔗糖生產(chǎn)相結(jié)合，共有 350 座燃料乙醇生產(chǎn)廠， 約有 80%位于巴西圣保羅州，另有 20%位于巴西北 部地區(qū)。其中 273 座工廠可同時(shí)生產(chǎn)糖和乙醇，單 生產(chǎn)燃料乙醇的工廠僅有 77 座。

近年來，德國十分重視燃料乙醇的使用，2010 年德國共有 13 家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)，總產(chǎn)能 100 萬噸/年，2010 年總產(chǎn)量 60 萬噸，但消費(fèi)總量達(dá)到 102 萬噸，因此需從荷蘭、比利時(shí)、法國和波蘭進(jìn) 口燃料乙醇。預(yù)計(jì)到 2020 年，德國燃料乙醇的消費(fèi) 量將達(dá)到 156 萬噸。德國乙醇的銷售方式有 3 種： 直接與汽油調(diào)和銷售；以乙基叔丁基醚（ETBE）與 汽油調(diào)后銷售；以 E85 銷售。2010 年這 3 種方式分 別銷售 85.9 萬噸、14.9 萬噸和 1.3 萬噸。

日本交通部門的石油對外依存度接近于100%， 日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省 2006 年發(fā)布了“國家新能源戰(zhàn)略”，計(jì)劃到 2030 年將石油的對外依存度降低 80%，到 2020 年要實(shí)現(xiàn)可再生燃料替代 3%的汽油消費(fèi)量的 目標(biāo)。燃料乙醇是日本國內(nèi)最主要的可再生燃料種類之一，根據(jù)日本“揮發(fā)油類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”的要求，汽 油中需要摻調(diào) 3%的燃料乙醇，采用直接與汽油摻 混或以 ETBE 與汽油摻混的方式使用，其燃料乙醇 消費(fèi)總量的 97%從海外進(jìn)口。目前日本國內(nèi)燃料乙 醇總產(chǎn)能約為 3 萬噸/年，主要以糧食、甜菜為原 料，也有一些纖維素乙醇示范裝置。19

燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展目前，燃料乙醇的生產(chǎn)方法主要分為化學(xué)合成 法和生物法，詳見圖 4[16-22]?；瘜W(xué)合成法包括乙烯路線和合成氣路線，生物法分為生物化學(xué)法和熱化學(xué)法。

目前普遍研究的合成氣化學(xué)法生產(chǎn)乙醇有 2 種方法。一種是甲醇羰基化，美國聯(lián)碳公司利用 Co(OAc)-12 催化劑，甲醇與合成氣反應(yīng)制取乙醇， 獲得了較高的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品選擇性；殼牌公司用甲 醇和合成氣在 CoI2、CoBr2 的催化作用下反應(yīng)，甲 醇轉(zhuǎn)化率可達(dá) 51.1%，乙醇選擇性 63.8%。另一種 方法是合成氣在催化劑的作用下直接合成乙醇，美 國聯(lián)碳公司開發(fā)的 Rh 系催化劑、德國 Hoechst 公司 開發(fā)的 Rh-Mg 系催化劑和法國 IFP 開發(fā)的 Co-Cu-Cr-堿系催化劑，都取得了一定進(jìn)展。雖然 國內(nèi)外已在該領(lǐng)域開展了大量研究工作，但在目標(biāo) 產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率和收率方面還有待進(jìn)一步提高，因此該 方法目前尚未得到工業(yè)應(yīng)用。 美國塞拉尼斯公司基于其甲醇羰基合成乙酸工 藝，開發(fā)了 TCX 乙醇生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)使用合成氣 和氫氣為原料，在合成乙酸后，乙酸和氫氣在鉑/ 錫催化劑的作用下發(fā)生加氫反應(yīng)制備乙醇，具有 生產(chǎn)成本低、占地面積小和裝置規(guī)模大（110 萬噸/ 年）等特點(diǎn)，其全生命周期水耗比傳統(tǒng)生物燃料水 耗要低。該工藝與生物質(zhì)氣化技術(shù)結(jié)合可低成本生 產(chǎn)生物燃料乙醇。2012 年 4 月，塞拉尼斯公司獲準(zhǔn) 在南京建設(shè) 27.5 萬噸/年工業(yè)乙醇項(xiàng)目，該公司 同時(shí)計(jì)劃在中國珠海、內(nèi)蒙古，美國德克薩斯州和 印度尼西亞建設(shè)乙醇生產(chǎn)裝置。加拿大 Enerkem 公 司開發(fā)了以城市垃圾為原料，經(jīng)氣化、合成氣凈化、 甲醇羰基化生產(chǎn)乙醇的成套技術(shù)，該工藝每 10 噸垃圾可生產(chǎn) 3 噸乙醇。Enerkem 公司 在加拿大的魁北克已經(jīng)建成一座 130 萬加侖/年的 工業(yè)示范裝置，目前與 GreenField 乙醇公司合作在 加拿大埃德蒙頓建設(shè)其 10 萬加侖/年的商業(yè)生產(chǎn)裝 置，并計(jì)劃在美國 Pontotoc 和加拿大 Varennes 另建 2 座 10 萬加侖/年的生產(chǎn)裝置。

生物發(fā)酵制燃料乙醇分為生化法和合成氣發(fā)酵 2 種。生化法是目前制取燃料乙醇的最主要方法，近十年以糧食和甘蔗為原料的第 1 代燃料乙醇 產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。玉米燃料乙醇的生產(chǎn)過程包括預(yù)處理、脫胚制漿、液化、糖化、發(fā)酵和乙醇蒸餾步驟。 早期的糧食乙醇生產(chǎn)工藝存在能耗高、反應(yīng)速度慢 和原料利用率低的缺點(diǎn)，經(jīng)過多年的技術(shù)改進(jìn)，糧 食乙醇的效率已經(jīng)得到很大提高。目前美國大部分 乙醇企業(yè)的淀粉轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到 90%～95%，生產(chǎn) 1 億加侖燃料乙醇，需要 90 萬噸玉米，可同時(shí)副產(chǎn) 30 萬噸動(dòng)物飼料和 8500 噸玉米油。糧食乙醇的酶 制劑的成本也經(jīng)歷了從高到低的下降過程，酶制劑 在成本中所占比例從 30%～40%下降到了 5%～ 10%。諾維信公司（Novozymes）在 2012 年推出了 Avantec 液化酶，在相同的工藝條件下，可提高乙 醇產(chǎn)率 2.5%，每生產(chǎn) 1 億加侖燃料乙醇可減少糧食 消耗 2.25 萬噸。以甜高粱莖稈和木薯等非糧作物 為原料的 1.5 代燃料乙醇，主要是利用作物中的糖 類物質(zhì)，采用生化工藝，通過糖發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇。 目前，以纖維素和其它廢棄物為原料的第 2 代 燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)主要有生化法和熱化學(xué)法。纖維 素生物發(fā)酵制燃料乙醇的技術(shù)路線包括預(yù)處理、纖 維素水解和單糖發(fā)酵 3 個(gè)關(guān)鍵步驟[34-35]。預(yù)處理方 法分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法[36-40]， 目的是分離纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，增加纖維 素與酶的接觸面積，提高酶解效率。物理方法包括 機(jī)械粉碎、蒸汽爆碎、微波輻射和超聲波預(yù)處理； 化學(xué)法一般采用酸、堿、次氯酸鈉、臭氧等試劑進(jìn) 行預(yù)處理，其中以 NaOH 和稀酸預(yù)處理研究較多； 物理化學(xué)法包括蒸汽爆破和氨纖維爆破法；生物法 是用白腐菌產(chǎn)生的酶類分解木質(zhì)素。這些預(yù)處理方 法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，今后的主要研究方向是繼續(xù)探索 反應(yīng)條件溫和、無有毒副產(chǎn)物和糖化效率高的預(yù)處 理技術(shù)。 纖維素酶成本較高的問題長期以來一直是阻礙 纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。20 世紀(jì) 90 年代，每加侖纖維素乙醇的酶成本約為 5 美元。為了降低酶 費(fèi)用，美國能源部為 Novozymes 公司和 Genencor 公司提供資金研究纖維素糖化酶， 2012 年 Novozymes 推出酶制劑產(chǎn)品 Cellic CTec3[41]，比其 推出的上一代商業(yè)酶 CTec2 轉(zhuǎn)化效率提高了 50%， 并且提高了溫度和酸堿度的適應(yīng)范圍，降低了纖維 素乙醇的生產(chǎn)成本（由 2.5 美元/加侖降至 2 美元/ 加侖）。Genencor 公司在 2011 年推出最新一代的纖 維素復(fù)合酶 Accellerase? TRIO產(chǎn)品，該酶同時(shí)含 有外切葡聚糖酶，在 Accellerse DUET 基礎(chǔ)上，提 高了處理高濃度底物的能力，酶用量可減少一半， 最佳工作條件為 pH 值 4.0～6.0，溫度 40～57 ℃， 可用于 SSCF 發(fā)酵工藝。表 3[42-45]為 Genencor 公司 發(fā)布的纖維素酶產(chǎn)品。丹麥 DSM 公司也推出了商 業(yè)應(yīng)用的纖維素水解酶，為 Inbicon 纖維素乙醇生 產(chǎn)裝置提供酶產(chǎn)品。

纖維素乙醇生產(chǎn)工藝主要分為 4 種，包括分步水解與發(fā)酵工藝（SHF）、同步糖化發(fā)酵工藝（SSF）、 同步糖化共發(fā)酵（SSCF）和直接微生物轉(zhuǎn)化工藝 （DMC)。

其中 SHF 工藝是最先開發(fā)和應(yīng)用 最廣的纖維素乙醇技術(shù)，即纖維質(zhì)原料首先利用纖 維素酶水解后，再進(jìn)行 C5、C6 糖發(fā)酵，可分別發(fā)酵， 也可利用 C5、C6 共發(fā)酵菌株生產(chǎn)乙醇，該方法的缺 點(diǎn)是隨著酶水解產(chǎn)物的積累，會(huì)抑制水解反應(yīng)完全。 目前絕大多數(shù)商業(yè)裝置都采用 SHF 工藝，如加拿大 Iogen、杜邦 DDCE 等。

同步糖化發(fā)酵工藝（SSF） 是將纖維素酶解與葡萄糖乙醇發(fā)酵整合在同一個(gè)反 應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，酶解過程中產(chǎn)生的葡萄糖被微生物迅 速利用，消除了糖對纖維素酶的反饋抑制作用。 Abengoa Bioenergy 在其 330 噸/年的中試裝置上采 用了 SSF 技術(shù)。同步糖化和共發(fā)酵工藝（SSCF） 利用 C5 糖和 C6糖共發(fā)酵菌株進(jìn)行酶解同步發(fā)酵， 提高了底物轉(zhuǎn)化率，增加了乙醇產(chǎn)量。直接微生物 轉(zhuǎn)化工藝（DMC）也稱為統(tǒng)合生物工藝（CBP）， 將木質(zhì)纖維素的生產(chǎn)、酶水解和同步糖化發(fā)酵過程 集合為一步進(jìn)行，要求此微生物/微生物群既能產(chǎn)生 纖維素酶，又能利用可發(fā)酵糖類生產(chǎn)乙醇。

目前 Mascoma 公司在其 500 噸/年的中試裝置上使用該 技術(shù)，該公司利用酵母和細(xì)菌共同完成纖維素酶的 生產(chǎn)和乙醇發(fā)酵過程，由于減少了酶生產(chǎn)單元，大 大降低了生產(chǎn)費(fèi)用，Mascoma 公司和瓦萊羅公司合 資建設(shè)的 2000 萬加侖/年商業(yè)規(guī)模纖維素乙醇工廠 將使用 CBP 技術(shù)。法國 Deinove 公司與 Tereos 合作 開發(fā)出一種稱作“奇球菌”的菌株，利用 CBP 技術(shù)， 可直接將生物原料纖維素分解成單糖并轉(zhuǎn)化成乙 醇，生物燃料生產(chǎn)成本有望降低 20%～30%。 合成氣生物轉(zhuǎn)化乙醇主要由原料氣化、合成氣 預(yù)處理和合成氣發(fā)酵單元構(gòu)成。生物轉(zhuǎn)化所需的合 成氣原料與化學(xué)轉(zhuǎn)化過程相同，利用能夠以 CO 和 H2 為底物生長的微生物，通過厭氧發(fā)酵將合成氣轉(zhuǎn) 化為燃料和化學(xué)品，合成氣生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件溫 和、反應(yīng)副產(chǎn)物少、合成氣原料要求低、對原料氣 中的硫化物耐受性強(qiáng)，目前已經(jīng)從自然界分離出了 多株適合合成氣發(fā)酵的菌株。Coskata 公司開發(fā)了 利用合成氣發(fā)酵制乙醇的技術(shù)，2009 年該公司在美 國賓西法尼亞州建成 4 萬加侖/年的工業(yè)示范裝置， 截至目前，該裝置已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn) 2 年，其氣化 1 噸生物 質(zhì)原料可生產(chǎn) 0.3 噸燃料乙醇。

LanzaTech 公司開 發(fā)了利用鋼廠廢氣（CO）發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的技術(shù)，在 新西蘭建立了 1 m3的中試裝置，并與寶鋼合資建成 了 300 噸/年示范裝置。英力士公司則開發(fā)了垃圾氣 化制合成氣，合成氣生物發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)， 并已經(jīng)在美國佛羅里達(dá)建成 2.4 萬噸/年燃料乙醇生 產(chǎn)裝置，該裝置以當(dāng)?shù)氐氖卟藦U棄物為原料，采用 兩級(jí)氣化工藝制備合成氣，合成氣經(jīng)凈化、微生物 發(fā)酵和精餾得到燃料乙醇產(chǎn)品。該裝置無需使用化石燃料，不但能夠生產(chǎn) 800 萬加侖/年燃料乙醇，而 且能夠產(chǎn)生 6 MW 的電能，在裝置自給的情況下 還能外送 1～2 MW 電能。英力士公司目前正在英國 的 Seal Sands 建設(shè)其 15 萬噸/年的商業(yè)裝置，該裝置將副產(chǎn) 43 MW 的電能，預(yù)計(jì)可外送電能 24 MW。

合成氣發(fā)酵制燃料乙醇相比于生物化學(xué)法，原 料來源廣泛，既可以利用單一生物質(zhì)原料，也可使 用多種原料的混合物，如生物質(zhì)、石油焦、城市垃 圾和煤炭等原料，無需復(fù)雜的預(yù)處理單元和使用昂 貴的生物酶；原料利用率高，纖維素、半纖維素和 木質(zhì)素都可以氣化，達(dá)到了利用全部木質(zhì)纖維素原 料的目的。

但目前生物質(zhì)氣化技術(shù)尚不成熟，氣化 效率較低，直接制約了生物質(zhì)熱化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，合成氣轉(zhuǎn)化過程還需要繼續(xù)改進(jìn)提高生產(chǎn)穩(wěn)定性， 也是目前需要解決的主要問題。 美國 ZeaChem 公司開發(fā)的乙醇生產(chǎn)技術(shù)是將 木質(zhì)纖維素水解得到葡萄糖和木糖，利用乙酸發(fā)酵 菌將糖轉(zhuǎn)化為乙酸，乙酸酯化得到乙酸乙酯，加氫 后得到乙醇產(chǎn)品，氫氣由酸水解得到的木質(zhì)素氣化 生產(chǎn)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用整個(gè)木質(zhì)纖維素， 提高了原料利用率，每噸干物質(zhì)的乙醇產(chǎn)量可達(dá) 160 加侖，相比于其它工藝，乙醇產(chǎn)率提高了 50%。

該公司 2012 年底完成了其 25 萬加侖/年纖維素乙醇 生產(chǎn)裝置的設(shè)備施工。此外合成生物學(xué)也是目前研 究的熱點(diǎn)，如美國 LS9 公司通過對微生物的基因改 造，可將底物直接轉(zhuǎn)化為多種化學(xué)品。 除了以上燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)外，還可直接將太陽能 轉(zhuǎn)化為燃料乙醇。美國 Joule 公司開發(fā)的 Liquid Solar Energy 技術(shù)在微生物的作用下能夠直接將陽 光和 CO2 轉(zhuǎn)化為乙醇和其它燃料產(chǎn)品，目標(biāo)成本為 1.28 美元/加侖，預(yù)計(jì) 2014 年將實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。美 國 Algenol 公司開發(fā)了光合制乙醇技術(shù)， 利用藍(lán)藻在封閉光生物反應(yīng)器（PBRS）中的光合作 用直接生產(chǎn)乙醇，乙醇從藻類培養(yǎng)液中蒸發(fā)，冷凝 收集后，提純至燃料級(jí)乙醇。該工藝不但能夠產(chǎn)生 乙醇，還能產(chǎn)生純凈水。目前該公司與陶氏化學(xué)合 作在佛羅里達(dá)州建設(shè) 10 萬加侖/年燃料乙醇生產(chǎn) 裝置。19

國外燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以糧食為原料的第 1 代燃料乙醇由于存在成本 過高、對土地和糧食安全造成威脅等問題而備受爭 議。

樂施會(huì)（Oxfam）的研究表明，以糧食為原料 的生物燃料推高了糧食價(jià)格，并大量占用土地資源， 過去十年中亞洲、非洲和拉美有 60%的新開發(fā)土地 被用于生產(chǎn)生物燃料。傳統(tǒng)生物燃料“與糧爭 地，與人爭糧”。歐盟為了減少因使用以糧食為原料 的生物燃料對社會(huì)和環(huán)境帶來的負(fù)面影響，2012 年 10 月公布了新生物燃料法令限制使用糧食生產(chǎn)生 物燃料，到 2020 年，以糧食為原料的生物燃料的使 用比例不得超過 5%。

目前第 1 代生物燃料占?xì)W盟 交通運(yùn)輸領(lǐng)域能源消耗總量的 4.5%。 美國 2011 年燃料乙醇消耗的玉米達(dá) 50.5 億蒲 式耳（1.28 億噸），相當(dāng)于美國當(dāng)年玉米總產(chǎn)量的 40%左右，占全球玉米產(chǎn)量的 25%。2011 年美國國會(huì)取消了持續(xù)多年的乙醇調(diào)和稅收減免 政策（減免 45 美分/加侖）和進(jìn)口關(guān)稅（54 美分/ 加侖）。2012 年夏天，美國發(fā)生了 56 年來最嚴(yán) 重的干旱，玉米產(chǎn)量下降了 20%，降至 2010 年來最低水平，導(dǎo)致玉米價(jià)格上漲 48%。由于美國的玉 米乙醇產(chǎn)量下降，巴西乙醇 32 年來首次直接進(jìn)入美 國市場。巴西 2010/2011 和 2011/2012 榨季也曾面臨 因蔗糖產(chǎn)量下降而導(dǎo)致的燃料乙醇產(chǎn)量下降，并且 在 2011 年將乙醇汽油中乙醇的調(diào)和比例從 25%降 低至 20%。

由于糧食乙醇存在“與糧爭地，與人爭糧”問題， 因此世界許多國家和地區(qū)均加快了非糧燃料乙醇的 產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐。歐洲目前正鼓勵(lì)新能源企業(yè)利用垃 圾、麥稈和藻類等非糧食原料開發(fā)新一代生物燃料， 而不改變其 2009 年制定的到 2020 年境內(nèi)交通運(yùn)輸 領(lǐng)域能耗的 10%為可再生能源的目標(biāo)。新法令規(guī)定 只有以非糧原料制備的第 2 代生物燃料才可能在未 來獲得補(bǔ)貼。

2011 年 8 月，美國政府推出了一項(xiàng)總 額為 5.1 億美元的補(bǔ)貼計(jì)劃，由農(nóng)業(yè)部、能源部和 海軍共同投資推動(dòng)美國第 2 代生物燃料的生產(chǎn)開發(fā) 進(jìn)程。2012 年 8 月美國政府宣布，對纖維素燃料產(chǎn) 品提供每加侖 1.01 美元，對生物柴油每加侖 1 美元 的聯(lián)邦稅收減免。對于纖維素燃料的減免政策還 將延伸至利用藻類、藍(lán)細(xì)菌或浮萍（多種浮萍）煉 制的燃料。而巴西目前正在開發(fā)蔗渣制燃料乙醇和 新一代的含糖木薯制燃料乙醇技術(shù)。19

我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀“十一五”期間，我國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)在《可再生 能源法》的推動(dòng)下發(fā)展較快，燃料乙醇使用量從 2005 年的 102 萬噸增加到 2010 年的 180 萬噸。根 據(jù)我國《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到 2015 年生物燃料乙醇利用量要達(dá)到 400 萬噸。2012 年 前我國共有 5 家燃料乙醇企業(yè)，除廣西木薯制乙醇 外，其它 4 家均采用糧食為生產(chǎn)原料。

2012 年國家 批復(fù)了山東龍力 5.15 萬噸/年纖維素燃料乙醇項(xiàng)目 和中興能源 10 萬噸/年甜高粱莖稈燃料乙醇項(xiàng)目。 在技術(shù)研發(fā)方面，我國啟動(dòng)了“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目——非糧燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與 示范課題，并在進(jìn)行國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“生物液 體燃料科技工程”中“千噸級(jí)生物質(zhì)氣化合成液體燃 料關(guān)鍵技術(shù)與示范”的研究工作；北京化工大學(xué)通過 基因重組技術(shù)研發(fā)出一種新型重組釀酒酵母，可利 用 CBP 工藝生產(chǎn)纖維素乙醇[63]；中科院過程工程研 究所進(jìn)行了葛根、紅薯直接固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇 技術(shù)的研究；中科院山西煤炭化學(xué)研究所在“合成氣 制低碳混合醇新型催化劑及配套工藝技術(shù)”研究方 面都取得了較好的效果。

很多企業(yè)如河南天冠企業(yè) 集團(tuán)有限公司、中糧生化能源（肇東）和山東龍力 生物科技股份有限公司等企業(yè)都積極開展纖維素乙 醇的工業(yè)示范；新西蘭 Lanzatech 公司 與寶鋼集團(tuán)有限公司合資建設(shè)上海寶鋼朗澤新能源 有限公司，并建成了 300 噸/年的合成氣發(fā)酵制乙醇 中試裝置。中國首鋼集團(tuán)、臺(tái)灣“中鋼”公司和李長 榮化學(xué)工業(yè)股份有限公司也將與 Lanzatech 合作建 立中試裝置。 我國在建和計(jì)劃建設(shè)的非糧燃料乙醇項(xiàng)目也很 多。中國石油吉林燃料乙醇公司、華立集團(tuán)計(jì)劃聯(lián) 合在浙江省舟山市建設(shè)以進(jìn)口木薯干為原料的 30 萬噸/年燃料乙醇項(xiàng)目。中國石油吉林燃料乙醇公司 引進(jìn)芬蘭科伯利公司的技術(shù)，擬建設(shè)玉米秸稈制乙 醇工業(yè)化項(xiàng)目。中國石化擬與中糧集團(tuán)及諾維信公 司（Novozymes）于近期開始在中國合作建設(shè) 12 萬 噸/年纖維素乙醇項(xiàng)目，項(xiàng)目正在審批中。美國杜邦 公司和大唐新能源有限公司也有意向在吉林建設(shè)第 2 代生物燃料乙醇項(xiàng)目。同時(shí)國內(nèi)有多個(gè)葛根制乙醇項(xiàng)目也在計(jì)劃中。19

安全措施主要危害本品為中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制劑。首先引起興奮，隨后抑制。

乙醇易燃，具刺激性。其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。在火場中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。

急性中毒：急性中毒多發(fā)生于口服。一般可分為興奮、催眠、麻醉、窒息四階段。患者進(jìn)入第三或第四階段，出現(xiàn)意識(shí)喪失、瞳孔擴(kuò)大、呼吸不規(guī)律、休克、心力循環(huán)衰竭及呼吸停止。

慢性影響：在生產(chǎn)中長期接觸高濃度本品可引起鼻、眼、粘膜刺激癥狀，以及頭痛、頭暈、疲乏、易激動(dòng)、震顫、惡心等。

長期酗酒可引起多發(fā)性神經(jīng)病、慢性胃炎、脂肪肝、肝硬化、心肌損害、器質(zhì)性精神病等。20

皮膚長期接觸可引起干燥、脫屑、皸裂和皮炎。

乙醇具有成癮性及致癌性。但乙醇并不是直接導(dǎo)致癌癥的物質(zhì)，而是致癌物質(zhì)普遍溶于乙醇。

在中國傳統(tǒng)醫(yī)藥觀點(diǎn)上，乙醇有促進(jìn)人體吸收藥物的功能，并能促進(jìn)血液循環(huán)，治療虛冷癥狀。藥酒便是依照此原理制備出來的。786

危害防治皮膚接觸： 脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼睛接觸：提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。

吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入： 飲足量溫水，催吐。就醫(yī)。

工程控制： 密閉操作，加強(qiáng)通風(fēng)。

呼吸系統(tǒng)防護(hù)： 空氣中濃度較高時(shí)，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防塵口罩。必要時(shí)，建議佩戴自給式呼吸器。

眼睛防護(hù)：戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù)：穿膠布防毒衣。

手防護(hù)：戴橡膠手套。

其他防護(hù)：工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

泄漏：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源，防止進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。

小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。

大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。

滅火方法：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

滅火注意事項(xiàng)：盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持容器冷卻，直至滅火結(jié)束。21

實(shí)驗(yàn)室使用及滅火

應(yīng)使用火柴點(diǎn)燃，**不能用兩個(gè)酒精燈對點(diǎn)，**否則容易使酒精燈內(nèi)的酒精燃燒。

使用完畢后，應(yīng)用燈帽將火蓋滅。嚴(yán)禁用嘴吹。

如不慎將酒精灑出并引燃，則應(yīng)用濕抹布或用沙子將其蓋滅。7616

毒理資料毒性：低毒。急性毒性：LD50 7060mg/kg(大鼠經(jīng)口)；7340 mg/kg(兔經(jīng)皮)；LC50 37620 mg/m3，10小時(shí)(大鼠吸入)；人吸入4.3 mg/L×50分鐘，頭面部發(fā)熱，四肢發(fā)涼，頭痛；人吸入2.6 mg/L×39分鐘，頭痛，無后作用。

刺激性：家兔經(jīng)眼：500 mg，重度刺激。家兔經(jīng)皮開放性刺激試驗(yàn)：15 mg/24小時(shí)，輕度刺激。

亞急性和慢性毒性：大鼠經(jīng)口10.2 g/(kg·天)、12周：體重下降，脂肪肝。

致突變性：（微生物致突變）鼠傷寒沙門氏菌陰性。

顯性致死試驗(yàn)：小鼠經(jīng)口1～1.5 g/(kg·天)，2周，陽性。

生殖毒性：大鼠腹腔最低中毒濃度(TDL0)：7.5 g/kg(孕9天)，致畸陽性。

致癌性：小鼠經(jīng)口最低中毒劑量(TDL0)：340 mg/kg(57周，間斷)，致癌陽性。20

儲(chǔ)存運(yùn)輸儲(chǔ)存方法螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶（罐）外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、塑料瓶或鍍錫薄鋼板桶（罐）外滿底板花格箱、纖維板箱或膠合板箱。

小開口鋼桶；小開口鋁桶；螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶（罐）外木板箱。

包裝類別：O53；Ⅱ類

包裝標(biāo)志：易燃品；71267

運(yùn)輸方法鐵路運(yùn)輸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部《危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則》中的危險(xiǎn)貨物配裝表進(jìn)行配裝。運(yùn)輸時(shí)單獨(dú)裝運(yùn)，運(yùn)輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。嚴(yán)禁與酸類、易燃物、有機(jī)物、氧化劑、自燃物品、遇濕易燃物品等并車混運(yùn)。運(yùn)輸時(shí)車速不宜過快，不得強(qiáng)行超車。運(yùn)輸車輛裝卸前后，均應(yīng)徹底清掃、洗凈，嚴(yán)禁混入有機(jī)物。儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應(yīng)與還原劑、活性金屬粉末、酸類、食用化學(xué)品分開存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。

儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)倉間內(nèi)。遠(yuǎn)離火種、熱源。倉內(nèi)溫度不宜超過30℃。防止陽光直射。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑分開存放。儲(chǔ)存間內(nèi)的照明、通風(fēng)等設(shè)施應(yīng)采用防爆型，開關(guān)設(shè)在倉外。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。桶裝堆垛不可過大，應(yīng)留墻距、頂距、柱距及必要的防火檢查走道。儲(chǔ)罐時(shí)要有防火防爆技術(shù)措施。露天儲(chǔ)罐夏季要有降溫措施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。灌裝時(shí)應(yīng)注意流速（不超過3m/s），且有接地裝置，防止靜電積聚。1267

檢測方法醇含量的測定有物理方法和化學(xué)方法。

物理方法：

有氣相色譜法、密度瓶法、酒精計(jì)法、折射計(jì)測定法。

化學(xué)方法：

重鉻酸鉀比色法、莫爾氏鹽法、碘量滴定法。618

技術(shù)參數(shù)根據(jù)國家和地方有關(guān)法規(guī)的要求處置?；蚺c廠商或制造商聯(lián)系，確定處置方法。本品根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》因易制爆性質(zhì)受公安部門管制，低濃度醫(yī)用乙醇不受管制。167

編碼信息

CAS編號(hào)：64-17-5

EINECS號(hào)：200-578-6

InChI編碼：InChI=1/C?H?O/c1-2-3/h3H，2H2，1H3

危規(guī)編號(hào)：32061

安全信息

危險(xiǎn)品標(biāo)志：F:Flammable15

風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語：R11:

安全術(shù)語：S16;S7:

危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)：UN 1170/1986/1987

危險(xiǎn)類別：R11

儲(chǔ)量超出500噸，需申報(bào)重大危險(xiǎn)源。參照危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)(GB1821