张慧娟
山东三维石化工程股份有限公司内蒙古分公司 内蒙古鄂尔多斯市 017000
摘 要：近些年来，我国科技水平有了突飞猛进的发展和进步，在先进技术的帮助下乙醇工艺逐渐升级，这样既与新能源材料的应用需求相符合，也可以很好的保护环境。但是乙醇在制备过程中，因为需求量较大，所以在制备过程中会使用化学工程，那么作为工作人员必须熟练掌握化工工程的内容和操作工序，对重点进行明确，从而就能保证燃料乙醇制备的有效性。
关键词：燃料乙醇;工艺;化学工程
1 燃料乙醇发酵分析
1.1 燃料乙醇发酵的多尺度
乙醇在发酵的时候会牵涉到很多工程行业，例如：微生物、化学及生物化工等工程，所以在具体的发酵环节中，化学反应具备复杂性的特征，就是因为其复杂性，所以在开展研究工作时只从一个角度进行研究是不符合要求的，因此必须高度重视多尺度问题，简单的说就是要从很多个角度出发对燃料乙醇发酵的整个过程进行分析，从而就可以全方位使乙醇复杂性的特征凸显出来，所以在进行燃料乙醇发酵的时候要对生物和化学两个方面进行高度重视，从而确保研究情况与实际需求相符合。
1.2 发酵中的动力学与放大
在发酵的准备阶段，乙醇要做好一系列的准备工作，包括原材料的液化和糖化等，之后乙醇在发酵的时候还要控制好相关特性，即动力学方面的问题，动力学是发酵的基础前提，包括两个方面的内容，第一本征动力学，就是原材料到生物发酵规定的速度效率，第二是宏观的动力学，就是在进行发酵工作开展的过程中乙醇能量传递的具体现状，目前酶催化反应是进行动力学研究和应用的重要模型。
1.3 发酵罐反应场的影响
乙醇发酵工作的实施是要通过设备完善的，其中发酵罐是主要的设备，因为乙醇在发酵途中特性是非常复杂的并且容易受到外部环境温度和湿度等影响，这些因素会促使发酵速度非常缓慢，严重影响发酵进程，这样发酵罐内部形成的反应场也有很大区别，而不同的反应场对是否发酵正常有着直接影响，进而影响发酵质量。此外发酵场也有好的一面，工作人员在发酵环节可以采取相应的干预措施，促使发酵质量更高。
2、燃料乙醇工艺发酵中的化学工程问题
2.1多尺度问题
站在整体的角度上来看，燃料乙醇在发酵的过程中，其实是一种具有较强综合性反应的过程，包含了微生物、生物化等相关的工程学，使得乙醇在发酵的过程当中内容是极为复杂的。这也意味着在对于燃料乙醇发酵的过程当中，不应当从片面的角度上对其进行研究，应当站在不同的角度上分析，确保立足于乙醇实际发酵制备，从多尺度的角度上来对其进行研究。而多尺度理论现代科学也逐渐朝向于一种融合化的具象方面发展。
2.2动力学与放大问题
乙醇在进行发酵的过程当中，前期阶段主要的活动内容是作为乙醇原料的液化、糖化等，那么这时在初期阶段活动结束后，就正式进入对乙醇应用特性上的实时控制阶段当中。在这一阶段需要解决的问题，主要是乙醇在发酵过程中，所反应出来的动力学方问题。而这个问题也是作为乙醇发酵反应，能否切实进行的重要关键环节。
主要包含以下几点方面：本征动力学动力学，针对这点主要指，当从一种物质本身的属性出发，对相关的发酵生物反应出固有速率的实时研究；宏观动力学，主要指基于乙醇相关的反应器制备的角度上进行分析，优先将所有反应器当中的原料物质的实际传递情况所代表的动力学考虑在其中，在这其中的酶催化反应，则是作为当前我国运营的范围最广，使用频率最高的一种动力学的模型。
3对于燃料乙醇分离的化学反应进行分析
燃料乙醇季节分离的过程中会涉及到一些化学反应，那么以下将针对所涉及到的反应进行进一步的分析。
3.1进行燃料乙醇的提纯工作
通过实际的发酵过后，我们可以知道整体的发酵液所含有的乙醇浓度是比较低的，但是通过有关的数据和调查，我们可以知道在这个时候乙醇的浓度一般在6%~10%之间。如果整体的浓度，能在这个范围内，就不能很好的达到燃料的固定要求，从而对发酵过程中的提升工作也会产生一定影响。发酵中的提纯工作是乙醇燃料燃烧生产过程中最重要的环节，由于对于乙醇进行提纯的方式和方法比较多。在现代人们中，最常用的提升工作是蒸馏技术，通过这种技术可以很好的排除乙醇液中所存在的水分，从而大大的提高了整体乙醇的浓度。为了更好的使得乙醇浓度达到相应的要求，就需要对其进行多次的提纯。但是通过蒸馏法所得到的乙醇的最大浓度在90%左右，如果需要进一步的提高乙醇浓度的话，需要进行吸附，萃取等多种方法，从而来实现了医生浓度在90%以上。
蒸馏法相对于其他方法来说是一个比较成熟的分离方法，但是在进行蒸馏的操作过程中，会涉及到很多的能源消耗，比如说原液中的乙醇浓度提高时，蒸馏塔中的回流浓度必然会进一步的提高，这不仅会提高了企业在这方面的经营投入，同时对有关人员来说，操作难度也在不断的加大。通过对有关的资料和文献进行参考，我们可以知道现代企业也可以运用渗透蒸发膜分离法，萃取法等多种方法来代替蒸馏法。但是这种方法对比蒸馏法来说，虽然可以起到控制成本的作用，但是它自身所产生的环境污染是比较高的，不利于环境的保护作用。
3.2生物和分离的耦合法
燃料乙醇的化学生产工艺进一步的加工和应用的过程中，以传统的乙醇水分分离的基础上，它可以进一步的将乙醇的分离技术进行的优化和升级。有关人员通过采用生物乙醇提成的方式和传统的乙醇分离的方式充分的结合，可以高效地开展各种工作。首先要对定量的乙醇进行加热处理，当相应的乙醇温度达到了60度左右的时候，需要向乙醇中加入一些含有弱酸性的液体，并将这些乙醇溶液封闭在半个月到一个月左右。其次需要在乙醇中进行蒸馏和提取，为了更好的保证乙醇所产生的热量，可以向乙醇中加一些苯物质，从而对蒸馏后的乙醇进行机制处理，从而实现了燃料乙醇的作用。
通过相应的实验和对比，我们可以知道生物与分离的耦合相结合的方式，可以有效的将乙醇的化学性质充分的发挥出来，它对比于单一的乙醇燃料处理的方法来说，它可以帮助人们获得更多的能量，新型的乙醇分离方式对比传统的乙醇传统方式来说，整体的提取比例也要大于50%左右。与此同时，也可以结合相应的膜材料萃取，分子耦合分离等各种方式来进行有关资源的提取工作，从而更好地达到了燃料乙醇化学工程的高效应用与转换。
除此之外，燃料乙醇的制作方法时，可以采用有关的生物化学反应来实现整体乙醇浓度提纯的方式。但是这种燃料乙醇转化的方式主要在一些混合物中，乙醇燃料的处理过程中，虽然高纯度的乙醇处理方式不能很好地实现了乙醇精度的提高。有关人员能够从这些混合物中提取出85%左右的乙醇，再结合有关的乙醇处理技术，从而能够实现有关资源的高效整合，也大大的提高了遗传资源的利用率。
结束语
综上所述，在生产乙醇燃料的时候，包含流体流动、生物和化学发酵等，其是一个非常复杂的过程，还涉及很多个学科，所以在对乙醇工艺的化学工程进行分析的过程中，要从多方面进行考虑，将生物发酵反应、纯度提取分离整体过程的耦合作为主要的研究目标，从而就能确保乙醇生产工艺的进一步发展，也可以对我国能源结构进行尽快调整，实现绿色、环保。
参考文献
[1]岳国君,董红星,刘文信,等.燃料乙醇工艺的化学工程分析[J].化工进展,2016(1):144-149.
[2]林鑫,武国庆,蔡康.纤维素乙醇关键技术及进展[J].生物产业技术,2015(2):16-21.
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