主题：【半原创】生物丁醇 -- 橡树村
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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还有一个问题，能不能喝？
不会像甲醇那样吧？
至少比甲醇强多了。
正常剂量对人体无害。
俺们这儿前一段儿城里都4块多了，搞得俺很有烧菜油的冲动。
肯定比现在美国搞的玉米乙醇破玩意要好！
发动机有些部件需要看看是不是合适。
当然要是柴油机。
当年日本快战败的时候，豆油什么的都装到船上烧过。
究竟以什么为原料，就是政治问题了。
不同的州有不同的农作物，究竟选哪种，要看各个州的活动能力了。
好像南非有个搞煤变油的大公司，而且和神华合资搞了个项目。另外南非的军工也貌似比较发达。橡树兄能不能聊聊呢。
全称是南非油气公司，SASOL。
神华在和它谈在国内建厂的事情。两个年产320万吨的厂子，单个厂子投资在50-60亿美元。
现在完成了可行性研究，但是具体合作形式还没谱，还有一些国家政策问题没有落实。
究竟成不成的，大约需要明年下半年才知道。
南非的军工比较有特色，但是我就不清楚了。就知道曾经有一年中国打算花上几十亿美元买南非的军火，南非政府批准了，国会却没通过，说是什么人权问题。当时刚建交。现在应该没有这种事情发生了，南非现在在安理会整个就是中国的跟屁虫。
最经济的法子还不是用微生物来发酵。化工产品的规模效应和经济效应，都比生物发酵要高了不知道多少倍。
乙醇发酵比较简单一些，丁醇发酵就相对复杂得多。为什么呢？因为丁醇的发酵属于次级代谢。次级代谢，是区别于初级代谢而来的。生物的通用能量储存物质是葡萄糖，无论是动物、植物、微生物，绝大多数的有机物，如果用来产生能量的话，都是通过葡萄糖的通路来进行的。多糖，比如说纤维素、几丁质（就是螃蟹壳、虾壳，以及昆虫的外骨骼），淀粉；寡糖，比如说蔗糖；单糖，比如说果糖，葡萄糖，木糖，等等，都是必须通过这个葡萄糖通路来完成讲解产生能量的过程。凡是可以有这个通路来直接产生，或者稍微变化一下就能产生的，统称为初级代谢产物。
而那些简单的零敲碎打变不出来的，只好通过其他的途径，拐弯抹角的生产出来的，统称为次级代谢产物。这类大家熟悉的，就是抗生素。丁醇也属于次级代谢产物。既然经过了拐弯抹角，那么效率上就要低得多。跟乙醇发酵可以拿到30%以上的产率（产出物质与投入物质的质量比）来比，丁醇的最高产率只有5-6%。这是十年前的数据了。但是理论上，这个产率最高也只有10%多一点。
丁醇发酵，全世界搞得最好的，是日本。从50年代开始，日本的丁醇发酵的规模和产率，一直都是世界第一的。后来因为石化产品的竞争，很多年没有听说有大规模的丁醇生产厂家了。
与乙醇生产不同，丁醇生产的流程，工艺和设备都要复杂得多。因为酒精酵母经过几千年的筛选，可以产生浓度极高的酒精，再加上本身快速的繁殖能力，酒精酵母生产的无菌操作，并不是绝对严格的。而且，酒精酵母发酵时候，直接进行初级代谢，在无氧的状态下，把无法氧化的中间产物转化为酒精。所以，酒精酵母可以把最终的生长液中的酒精含量提高到20%以上，以至于连酵母本身都无法存活。这样，在发酵后期，等营养物质消耗得差不多的时候，就可以直接停止降温和通氧。让酵母自己把发酵罐给加热到50摄氏度以上，把所有的具体和微生物都杀死。
而丁醇属于次级代谢，就先需要把生产菌株给喂饱了。然后逐步控制生长条件，让菌株从单纯生长向转化丁醇方面转化。这个需要极其细微的条件控制，不能把菌株给喂饱了，也不能饿着，不能通太多的氧，因为会完全氧化成二氧化碳的，也不能太少，稍微不注意，菌株就自动的产生乙醇了。
所以，乙醇发酵可以把玉米、小麦以及所有的谷物，给磨碎，加高压蒸汽煮成淀粉糊，放凉了加进酵母就行了。而丁醇发酵则必须经过去麸等处理，在发酵中不断的进行营养添加。而发酵中添加营养，在工艺要求上和人员素质。流程管理上，比酒精发酵要高了好几个层次。化工产品的规模效应和经济效应，都比生物发酵要高了不知道多少倍。
所以，生物丁醇，肯定是不会再热起来了。
要是石油无穷无尽，环保人士喊破了天，大家也对生物燃料这个没兴趣呀！即使环保，有谁愿意多花十几倍的价格买同样效果的东西？戈尔有那个钱，我可没有。
这些技术都是为石油出现短缺作技术准备的。可竞争不过石化方法。
至于是不是热得起来，要看英国人的决心了。
英国人总是有些新鲜玩意的，欧洲大陆的人搞生物柴油，美国人搞生物乙醇，英国人玩生物丁醇。
今年在爱尔兰就有厂子。到时候看数据吧。
反正见这类厂子现在资金丰裕补贴多多，对于我们这些高技术的，有活干就好。赚不赚钱的，那是资本家的事情，反正赚了钱也不归我。
比如提升企业形象，
比如花的钱有相应的免税政策。
比如多少这也算是技术储备
比如真搞成了就可以提高环保门槛限制其他人的生产
既不多花钱又能有诸多好处，何乐而不为呢？
特别是与资源相关的掠夺,这年头对资源感兴趣的多了, 怎么办? 有人就说了,我们开发你们资源的同时还会给你们绿化环境,或者说,我们的技术好, 不污染环境.这样干的公司不少