【半原创】生物丁醇 [ 橡树村 ] 于:2007-06-27 04:31:24
听说过生物乙醇的多，听说过生物丁醇的就不多了。
从分子式上来讲，乙醇分子有两个碳，乙醇的那个乙就是这么来的。丁醇呢？分子里面就有四个碳，甲乙丙丁么，化学命名的确是这么回事。
生物乙醇已经轰轰烈烈了，巴西用了好多年，美国也红红火火，怎么又出来了一个生物丁醇呢？
作为车用燃料，丁醇和乙醇相比，还是有很多优点的。
首先讲能量密度，看看一升燃料有多大能量。汽油一般是每升32兆焦，柴油高一些，将近40兆焦，这就是为什么柴油车油耗低，单位体积的能量多么。甲醇每升只有16兆焦，不过是汽油的一半，这就不大好了。乙醇呢，19。6兆焦，比甲醇好一些，但是还是比汽油少了百分之四十，差不少事呢。
丁醇就好多了，每升29。2兆焦，比汽油低10%的样子。这样的差距就不大明显了。目前掺丁醇对于油耗的影响基本上还是在实验当中，但是一般在能量密度只相差10%的情况下，油耗影响应该也不大的。其他研究说在这个差距比例上，能量密度因素对油耗已经没什么影响了。
还有什么好处呢？丁醇在水里面溶解没有乙醇在水里面好，这样，当油里面有水的时候，乙醇很容易就跑到水里面去了，丁醇就没这么容易。丁醇的腐蚀性也没有乙醇这么高，乙醇不能用管道运输的，只能用铁路公路，丁醇就可以，这样就很方便输送。
丁醇的辛烷值比汽油好。正丁醇的辛烷值可以达到96，异丁醇可以达到105。不过这比不上乙醇。乙醇的辛烷值是129，甲醇的辛烷值是136。丁醇的辛烷值也够用了。异丁醇由于凝固点太高，只有25。5摄氏度，用量不能大，可以用作添加剂，作为燃料就差一些了。所以一般都考虑正丁醇。辛烷值高
油，在汽油发动机里面更容易控制，从而可以提高能量效率。所以辛烷值高是比较好的。
油在进入气缸的时候是需要气化的。气化需要的能量的大小就决定了油是否容易被气化。越容易被气化，点火就越容易。汽油的气化能量是每千克0。36兆焦，比较容易气化。乙醇的气化能是0。92兆焦，高了两倍多，甲醇的是1。2兆焦。丁醇只有0。43兆焦，比较接近汽油了，所以这也是丁醇相对于乙醇的优点。
虽然气化热低，但是丁醇的挥发性要比乙醇差很多。这样，夏天的时候，就不会损失很多。挥发地少，在很炎热的地方，丁醇也可以使用。
醇类染料的分子是含氧的，这样燃烧时需要的空气比例就和汽油有所区别。现在的车的空气燃料比例是可以在一定范围内调节的，但是调解有一个范围。这样，要使得醇类染料可以参杂在汽油中使用，同时不改变车的设置，就需要限制掺入的醇的量。燃料含氧比例越高，可以掺加的比例就越低。丁醇含氧比乙醇低，在这一点上就有优势。
理论上讲，在不对发动机进行大的改动的条件下，丁醇可以完全替代汽油，乙醇就不行了，只能最多掺加85%的乙醇，然后就需要换发动机了。
现在一般讲生物乙醇，掺杂的比例是10%。丁醇大约掺加16%是没问题的。这就增加了生物能源的比例么。
看起来丁醇还是比乙醇好不少的。生产方便么？目前丁醇主要是从石化来的。这么说不就不是可持续性能源了么？现在生物乙醇的生产方法是发酵，丁醇也可以的。实际上在石油便宜之前，丁醇就是生物法得到的。目前最成熟的丁醇生产方法使用的原料和乙醇都一样的，只不过使用的微生物不同，都是用什么甜菜呀，甘蔗呀，玉米，麦子之类的。所以工艺上差不多，设备都可以套用，需要做不大的改动就好了。
当然了，现在美国闹生物乙醇闹的，玉米涨了不少钱了，害得饲料涨价，结果肉也涨钱，一大堆连锁反应，再用玉米生产丁醇，肉价不知道要涨到多少。丁醇也可以用纤维素合成，就是什么秸秆呀之类的，只不过技术还不成熟。如果可行，那么生产丁醇就不会和人抢粮食了。
当然，醇类燃料也是有很多问题的。和乙醇一样，有一些车是用不了醇类燃料的，对损害供油系统。丁醇的黏度比较高，对于燃料系统也有负面影响，可能需要使用一些在柴油系统中使用的部件。丁醇的辛烷值比甲醇乙醇低，也影响了压缩比，在能量利用效率上，也吃一些亏。不过这些问题，都是可以解决的问题。
丁醇好，为什么很少有人提起呢？丁醇贵呀。目前丁醇的散装价格是每加仑3。7美元，这还是大宗交易的价格。弄到加油站，价格还不知道要多少？所以丁醇现在还不能普及。现在有很多人在研究如果降低丁醇的生产成本。杜邦和BP在一起在英国建立了一个公司，就专门干这个的，说是其产品的经济性也是不错的。美国也有一家公司声称可能可以在每加仑0。85美元的价格上提供丁醇，那么就很有竞争力了，这还没计算副产物氢气什么的所带来的价值呢。
所以呢，估计很快，生物丁醇就会热起来了。


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