燃料乙醇生产工艺初步毕业设计
燃料乙醇生产的工艺流程

燃料乙醇生产的工艺流程燃料乙醇是一种能源资源丰富、环保、可再生的生物能源,其生产工艺流程包括生物质原料处理、糖化、发酵、蒸馏等多个环节。
下面我们将逐步介绍燃料乙醇的生产工艺流程。
第一阶段:生物质原料处理生物质原料主要包括玉米、甘蔗、木材、秸秆等。
在生产过程中,首先需要将生物质原料进行破碎、研磨处理,以增加原料与水的接触面积,有利于后续的糖化和发酵。
随后对原料进行蒸煮处理,以破坏纤维素结构,使得纤维素和半纤维素变得更易被酶解成糖类物质。
第二阶段:糖化糖化是将原料中的淀粉或纤维素水解成糖类物质的过程。
将蒸煮处理后的原料加入水中,然后添加酶类催化剂,通过恒温发酵,使得淀粉转变成葡萄糖,纤维素转变成木糖和半乳糖等,这些糖类物质是后续发酵的主要碳源。
第三阶段:发酵在糖化过程中得到的糖类物质要进一步进行发酵,将糖类物质中的葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳。
发酵一般使用酵母菌进行,通过向糖类物质中添加适量的酵母菌和其他营养物质,发酵温度和pH值的控制,使得乙醇逐渐积累并达到理想的浓度。
第四阶段:蒸馏发酵后得到的发酵液要通过蒸馏过程进行乙醇的提纯。
首先通过蒸馏设备将发酵液中的乙醇分离出来,随后经过精馏等处理,将乙醇的纯度提高到工业标准。
在蒸馏过程中还会产生一定量的醛类和杂醇物质,需要进行分离和脱除,以确保乙醇的纯度。
第五阶段:除水处理生产的燃料乙醇中会有一定量的水分,需要通过脱水处理使得乙醇的含水量降至工业标准以下,一般采用分子筛吸附或气相或蒸馏等方法进行脱水处理。
第六阶段:添加剂处理最后一步是对乙醇进行添加剂处理,这包括添加防腐剂、防结霜剂、色素等,以提高乙醇的稳定性和适用性,保持产品的质量和使用寿命。
通过以上几个阶段的工艺流程,原料中的糖类物质被转化为燃料乙醇,成为一种环保、可再生的生物能源,其生产工艺流程相对复杂,需要控制好各个环节的操作条件和原料质量,以便生产出高质量的乙醇产品。
同时,通过改良工艺流程,优化生产设备,采用新型酶类和菌种等,还可以提高乙醇的产率和降低生产成本,促进生物燃料乙醇产业的可持续发展。
化学生物专业玉米发酵生产燃料乙醇的工艺设计

4.4.2 塔高与塔径........................................................................................... 21 4.4.3 塔(T-2)塔板主要工艺尺寸...................................................................26 4.4.3.1 溢流装置的计算............................................................................... 26 4.4.3.2 塔板分块........................................................................................... 28 4.4.3.3 筛板计算........................................................................................... 28 4.4.3.4 筛板的流体力学验算....................................................................... 28 4.4.4 塔板负荷性能图的计算...................................................................... 29 4.5 换热器选型................................................................................................. 33 4.5.1 塔(T-1)塔顶冷凝器(E-1)............................................................33 4.5.2 塔(T-2)塔顶冷凝器(E-2)............................................................33 4.6 储罐选型..................................................................................................... 34 4.6.1 储罐(V-1)...............................................................................................34 4.6.2 其它储罐选型....................................................................................... 34 4.7 泵的选型..................................................................................................... 35 4.7.1 泵(P-1)................................................................................................... 35 4.7.2 其它泵的选型....................................................................................... 35 4.8 小结......................................................................................................................................................... 35 符号说明...................................................................................................... 36 参考文献...................................................................................................... 37
年产2万吨木薯燃料酒精生产工艺的初步设计-酒精发酵工艺初步设计

(6)注意回收二氧化碳及其夹带的酒精,二氧化碳应进一步利用。
2.2.2
酒精酵母进入糖化醪后,糖分被酵母细胞所吸收,并渗入细胞内,经过酵母细胞内酒化酶系统的作用,最终生成酒精、 和能量,一部分能量被酵母细胞用作新陈代谢的能源,余下的部分和酒精及 一起,通过细胞膜排除体外。酵母菌就是以这种方式进行烫的酒精发酵的。
1.3
1.3.1
年产2万吨木薯燃料酒精生产工艺的初步设计──酒精发酵工艺初步设计
(《海南大学生物工程课程内容任务书》)
1.3.2
生产能力:年产2万吨99.5%酒精含量燃料乙醇
原料:木薯(海南产)糖化而来的糖化醪液
生产方法:双酶糖化、间歇发酵生产技术
生产时间:全年生产300天(24小时),连续操作
工厂厂址:海口郊区
随着国际燃油价格的不断攀升,能源的短缺及燃料酒精的推广使用,燃料酒精行业获得了大好的发展时机。从资源、技术和经济性分析,我国发展生物质能源产业时机基本成熟,需要加快发展步伐。且生物质能源能有效降低污染,与普通汽油相比,使用车用乙醇汽油后,一氧化碳的排放可降低7%,碳氢化合物可降低48%。因此,开发和使用生物质能源符合保护环境,实现循环经济和可持续发展的要求。目前,发展生物质能源替代石油,已确定为我国的一项重要战略决策。
发酵成熟醪的指标
(1)外观糖
成熟醪用纱布过滤后,直接用糖度计测量所得的数值叫外观糖。干物质浓度越低,酒精含量越高,糖度计测量得到的数值越小。
(2)还原糖
是取滤布过滤后的发酵醪液,加热蒸去所含酒精,并加水恢复到原来体积后,以测定还原糖的方法测得的数值。
(4)便于实现自动化
目前,酒精生产中蒸煮、糖化和蒸馏工艺多数已采用连续生产,如果发酵工艺也能采用连续化,则整个生产都趋于连续化了。
乙醇生产过程设计

乙醇生产过程设计乙醇(酒精)是一种重要的化工原料和能源,广泛应用于医药、化妆品、食品、印刷、涂料、溶剂等领域。
乙醇生产的过程设计对于提高生产效率和质量至关重要。
下面将介绍乙醇生产的一种常用工艺流程。
1.原料准备乙醇的生产原料主要是蔗糖、淀粉及纤维素等。
对于蔗糖和淀粉,可以通过糖化的方式将其转化为发酵可用于乙醇生产的的糖液。
而纤维素的转化需要进行预处理,如破碎和蒸煮等,以便于后续发酵过程中微生物对纤维素的降解。
2.糖化过程糖化过程是将蔗糖或淀粉转化为发酵可用的糖液的过程。
糖化液通常通过将糖料与酶混合并加热一定时间后得到。
酶的作用是将蔗糖或淀粉水解成葡萄糖和其他复糖。
这一步骤需要注意温度和时间的控制,以促进糖化反应的进行,并避免过度水解。
3.发酵发酵是乙醇生产的关键步骤。
在发酵过程中,葡萄糖和其他复糖被酵母菌或其他微生物转化为乙醇和二氧化碳。
发酵过程中需要控制温度、pH 值以及氧气供应等因素,以促进乙醇产率和产量的提高,并抑制竞争性微生物的生长。
4.醇化发酵产出的液体中含有一定的乙醇,但浓度一般较低。
醇化是将乙醇液中的乙醇浓度提高到一定程度的过程。
常见的醇化方法包括蒸馏、膜分离和吸附等。
其中蒸馏是最常用的醇化方法,通过加热使乙醇和水分开,利用乙醇的低沸点将其分离出来。
5.精馏乙醇精馏是将醇化得到的乙醇液进一步提纯的过程。
乙醇的精馏通常采用多级蒸馏塔的方式进行,通过不同馏分的温度差异将乙醇分离出来。
精馏的目标是获得高纯度的乙醇,常见的乙醇纯度要求为95%以上。
以上是乙醇生产过程设计的基本流程。
在实际操作中,还需要考虑废物处理、能源利用、操作条件的控制以及设备的选型和布局等方面的问题,以实现乙醇生产的高效、环保和经济可行性。
年产10万吨煤制乙醇生产工艺设计

年产10万吨煤制乙醇生产工艺设计(总50页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要乙醇是一种极重要的有机化工原料,也是一种燃料,在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来,随着乙醇下属产品的开发,特别是乙醇燃料的推广应用,乙醇的需求大幅度上升。
为了满足经济发展对乙醇的需求,开展了10万t/a的乙醇项目。
本设计的主要内容是进行工艺论证,物料衡算和热量衡算等。
本着符合国情、技术先进和易得、经济、资源综合利用、环保的原则,采用焦炉煤气为原料,低压下利用列管均温合成塔合成乙醇,双塔精馏工艺精制乙醇。
此外,严格控制三废的排放,充分利用废热,降低能耗,保证人员安全与卫生。
关键词:乙醇;净化;合成;精馏AbstractEthanol is a kind of extremely important organic raw chemicals, and a kind of fuel, too. It is very important in national economy. In recent years, with the development of the products that are made from methanol, especially the popularization and application of the fuel of ethanol, the demand for the ethanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development's demands for methanol, the 100000t/a ethanol project is carried out.The main content of the design process is craft prove, material balance, heat balance etc. The principle of the design is in line with the national conditions, advanced in technology, accessible, comprehensive utilization of resources, as well as economic and environmental. This design mainly adopts the following process: coke oven gas as raw materials, tube average temperature ethanol synthesis reactor at low pressure, the rectification craft of two towers for rectifying ethanol. In addition, controlling of waste emissions strictly, the full use of waste heat, reducing energy consumption, staff safety and health are well considered.Keywords: Ethanol; Purification; Synthesis; Distillation目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
燃料乙醇的制备

木薯生淀粉批量发酵酒精:木薯
• 木薯——木薯是世界三大薯类之一,广泛栽培于 热带和亚热带地区。在我国南亚热带地区,木薯 是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物。
• 它在作物布局,饲料生产,工业应用等方面具有 重要作用,已成为广泛种植的主要的加工淀粉和 饲料作物。 • 是热带湿地低收入农户的主要食用作物。
• 在 S.cerevisiae 菌中导入木糖异构酶途径 可以获得高乙醇产量, 同样也可导入阿拉 伯糖异构酶途径。 • 戊糖的氧化还原代谢一直是众多工程途径 中的热点。
• 在将来, 随着实验室和中试规模研究的不 断提高, 人们会最大程度的利用木质纤维 素原料中的每个成分,将其转化成不同的 成品,实现原料的充分利用并使产品价值 达到最大化, 达到商业化生产要求。
分离纯化工艺流程图
发酵罐→泵→醪塔→浓缩塔→粗酒精→分子
筛塔A、B→冷凝 ↖ ↗ ↑ 蒸汽 蒸汽
↓ 无水乙醇
木质纤维素乙醇的新进展
• 生物质原料具有很多优点,但由于其韧性 会导致工艺过程复杂并且成本昂贵。通过 构造新纤维素水解酶体系、 改造戊糖发酵 工业中耐受抑制剂的酵母菌株以及结合最 优一体化过程,显著改善了发酵工艺过程。
燃料乙醇的发酵
燃料乙醇
• 是一种被广泛用于运输业的生物燃料。燃料乙醇 由富含糖类物质的农作物酿制产生,可加入汽油 中制成混合燃料。
• 燃料乙醇主要供汽车、摩托车等交通工具使用, 汽油发动机无需做过多改动就可以直接使用燃料 乙醇。当汽油价格较高时,燃料乙醇具有明显的 成本优势。然而,大规模使用燃料乙醇会导致玉 源自、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。
燃料乙醇工艺的化学工程分析

燃料乙醇工艺的化学工程分析燃料乙醇是一种常见的生物燃料,在现代社会中得到了广泛的应用。
它的生产涉及到复杂的化学工程过程,需要经过多个步骤来完成。
本文将从化学工程的角度对燃料乙醇的生产工艺进行分析,包括原料准备、发酵、蒸馏和精制等多个环节,以期对燃料乙醇生产工艺有一个全面的了解。
燃料乙醇的生产过程始于原料准备。
生物质是生产燃料乙醇的主要原料之一,包括玉米、小麦、甘蔗等。
这些原料中含有大量的淀粉和纤维素,通过化学工程技术可以将它们转化为可用于发酵的糖分。
一般来说,淀粉含量较高的原料如玉米和小麦需要先进行破碎和磨粉处理,将原料加工成粉末状,以便后续的水解过程。
而纤维素含量较高的原料如甘蔗则需要通过预处理技术,如预热、压碎和蒸煮,将纤维素分解成可溶解的糖分。
接下来是发酵过程。
在这一步骤中,化学工程师需要将原料中的糖分转化为乙醇和二氧化碳。
首先是葡萄糖和果糖的水解过程,将淀粉和纤维素分别转化成葡萄糖和果糖。
然后将这些糖分溶解在水中,加入酵母菌和其他微生物,使其发酵产生乙醇和二氧化碳。
这一过程需要控制温度、pH值和氧气供应,以确保酵母菌和微生物的生长和代谢过程中能够高效地产生乙醇。
发酵完成后,需要进行蒸馏和精制。
蒸馏是将发酵过程中生成的乙醇和其他物质进行分离的过程。
在这一步骤中,化学工程师将发酵液加热至乙醇的沸点,使得乙醇蒸发并随蒸汽升入蒸馏塔。
乙醇蒸汽在蒸馏塔中冷却凝结成液体,而其他杂质物质则留在底部形成糟糠。
通过这一过程,可以将乙醇的纯度提高到一定程度,但还需要进一步的精制过程。
精制过程包括吸附、膜分离、结晶、萃取等多种方法,将乙醇与其他杂质进行分离,使得最终的产品达到工业使用标准。
燃料乙醇的生产涉及多个环节的化学工程过程,需要化学工程师综合运用物理、化学、生物等多个学科的知识和技术。
燃料乙醇的生产还面临着原料选择、工艺优化、能源消耗和环境保护等多个方面的挑战。
未来,随着科学技术的不断发展和进步,燃料乙醇的生产工艺也会不断地得到改进和完善,为人类提供更加清洁、可持续的能源资源。
燃料乙醇初步设计(说明书)1

第一册自备热电站总目录第一分册说明书第二分册图纸第三分册主要设备材料清册第四分册概算书目录1 概述 (1)2 电力系统部分 (4)3 总图运输部分 (13)4 热机部分 (21)5 运煤部分 (43)6 除灰渣部分 (47)7 化学部分 (53)8 电气部分 (61)9 热工自动化部分 (74)10 建筑结构部分 (80)11 采暖通风及空气调节部分 (94)12 水工部分 (102)13 环境保护部分 (108)14 消防部分 (120)15 劳动安全及工业卫生部分 (130)16 节能能源及原材料 (144)17 施工组织大纲部分 (145)18 运行组织及设计定员部分 (147)附件:1、国家发展计划委员会文件,计产字[2001]437号“国家计委关于吉林60万吨变性燃料乙醇项目可行性研究报告的批复”。
2、国家环境保护总局环审(2001)115号“关于吉林天河酒精有限公司燃料洒精项目环境影响报告书审查意见的复函”。
3、关于自备热电站机、炉设计调整会议纪要(2001年9月20日)。
4、吉林天河酒精有限公司“黑龙江烟煤煤质分析资料”。
5、给“省电院”提供的设计条件变更。
6、电负荷资料(2002年1月17日)。
1 概述1.1 项目概况吉林燃料乙醇有限责任公司燃料乙醇工程是国家“十五”期间规划重点项目,是玉米深加工转化和我国利用可再生资源进行能源结构调整,减轻汽车尾气排放造成环境污染的有效途径。
吉林燃料乙醇工程建设规模30万吨/年,需耗蒸汽:冬季最大359.44t/h;夏季平均287.96t/h(表压1.0MPa)。
因此需有一座与之相配套的热电站。
拟建的热电站位于吉林市西北郊的吉林市经济技术开发区,距市中心20Km以内,厂区地势平坦,濒临第二松花江,厂区附近有吉长、长珲高速公路和吉长铁路,交通十分方便。
建厂条件非常优越。
1.2 设计依据及范围1.2.1 国家发展计划委员会文件,计产字[2001]1437号“国家计委关于吉林60万吨变性燃料乙醇项目可行性研究报告的批复”。
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燃料乙醇生产工艺初步毕业设计第一章前言1乙醇的主要性质与用途1.1 乙醇的物理性质乙醇(ethan)又称酒精,是由C、H、O 3种元素组成的有机化合物,乙醇分子由烃基(-C2H5)和官能团羟基(-OH)两部分构成,分子式为C2H50H,相对分子量为46.07,常温常压下,乙醇是无色透明的液体,具有特殊的芳香味和刺激味、吸湿性很强。
可与水以任何比例混合并产生热量,混合时总体积缩小。
纯乙醇的相对密度为0.79,沸点78.3℃,凝固点为-130℃。
燃点为424℃,乙醇易挥发、易燃烧。
乙醇能使细胞蛋白凝固,尤以体积分数为75%的乙醇作用最为强烈,浓度过高。
细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜,阻止乙醇向组织内部渗透,作用效果反而降低,浓度过低则不能使蛋白质凝固。
因此,常用75%(体积分数)的乙醇作消毒杀茵荆。
[4] 乙醇易被人体肠胃吸收,吸收后迅速分解放出热量。
少量乙醇对大脑有兴奋作用。
若数量较大则有麻醉作用,大量乙醇对肝脏和神经系统有毒害作用。
工业酒精含乙醇约95%.含乙醇达99.5%以上的酒精称为无水乙醇。
含乙醇95.6%、水4%的酒精是恒沸混合液,沸点为78.15℃,其中少量的水无法用蒸馏法除去。
制取无水乙醇时。
通常把工业酒精与新制生石灰混合,加热蒸馏才能得到。
工业酒精和医用酒精中含有少量甲醇,有毒.不能掺水饮用。
1.2 乙醇的化学性质乙醇属于饱和一元醇。
乙醇能够燃烧。
能够和多种物质如强氧化物、酸类、酸酐、碱金属、胺类发生化学反应。
在乙醇分子中,由于氧原子的电负性比较大。
使C-0键和O-H 键具有较强的极性而容易断裂,这是乙醇易发生反应的两个部位。
1.2.1乙醇燃烧反应机理乙醇燃烧反应机理和烃的燃烧反应机理有很多相似的地方,都是先裂解成为碳和氢气,然后燃烧,所以从燃烧机理上来讲乙醇也适合用作内燃机燃料。
在较高的温度下.乙醇可以发生分子内脱水生成烯烃,可以认为,乙醇燃烧的反应首先是分子内脱水形成烯烃,烃再裂解形成碳和氢气,然后碳和氢气在空气中燃烧,生成二氧化碳和水,乙醇燃烧反应的总反应式:CH3CH2OH+3O2--2CO2+3H2O+Q1.2.2乙醇的着火和燃烧特性乙醇的引燃温度为434 ℃。
在空气中燃烧表现活化能为176.7 kJ/tool。
火焰呈蓝色,最高火焰温度可以达到1 000℃以上。
乙醇闪点较低,闭口状态下只有12.5℃。
最小点火能量也仅为0.63mI,所以非常易于引燃。
另外乙醇的爆炸极限上下限范围也较宽.有爆炸的危险性。
[5]1.3变性燃料乙醇按照我国国家标准“变性燃料乙醇”(GBl8350—2001)和“车用乙醇汽油”(GBl835l一2001)的规定,燃料乙醇是未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。
变性燃料乙醇是以淀粉、糖质为原料,经发酵、蒸馏制得,脱水后,再添加变性剂改性的乙醇。
车用乙醇汽油.就是把变性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成的一种汽车燃料,是替代和节约汽油的最佳燃料。
随着化石资源渐趋枯竭,越来越多的国家已经将乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略当成能源政策的一个主要方向。
石油价格的上涨、燃料乙醇制造技术的不断进步、乙醇燃料汽车的广泛使用和燃料乙醇可再生原料来源的拓展,使燃料乙醇产业具有可靠的经济可行性和技术可行性。
另外.燃料乙醇在柴油机上的应用,可以进一步扩大燃料乙醇的应用范围,这将为燃料乙醇的利用提供更广阔的空间。
为规范燃料乙醇发展。
一些国家制定了相应的国家标准,表1为我国变性燃料乙醇国家标准(GBl8350—2001)。
表1.1我国变性燃料乙醇国家标准(GBl8350—2001)项目指标外观清澈透明.无肉眼可见悬浮物和沉淀物乙醇/%(V/V) ≥92.1甲醇/%(V/V)胶质/mg·(100 mL)4 水分/%(V/V)无机氯(以Cl计)/rag·L-1酸度(以乙酸计)mg·L-1铜/mg.LpH值≤0.5≤5.0≤0.8≤32≤55≤0.08 6.5-9.0由表1可见.乙醇中改性剂的体积分数为1.96%一4.76%。
由于水分的增加易造成乙醇汽油相分离。
导致汽车运转故障。
同时。
乙醇有较强的吸湿性,必须对水分严加控制。
以避免出现油水相分离的问题.所以水的体积分数对于车用乙醇汽油是一个非常重要的指标。
国标要求加变性后,水份应小于0.8%,为防止车用乙醇汽油在发动机燃烧过程中腐蚀金属部件及堵塞管路系统。
标准中还规定了甲醇、实际胶质、无机氯、酸度、铜的限量指标。
[6-7]2 燃料乙醇主要特点及用途2.1辛烷值及抗爆性乙醇的辛烷值(RON)达到111,辛烷值(MON)为91。
添加乙醇可以较有效地提高汽油的抗爆性.有关研究结果显示,国内典型催化裂化汽油中添加体积分数为1的乙醇后,其辛烷值(RON)提高3.4个单位。
辛烷值(MON)增加1.4个单位。
乙醇对烷烃类汽油族组成(烷基化油、轻石脑油)的辛烷值调合效果好于烯烃类汽油族组成(催化裂化汽油)和芳烃类汽油族组成。
可见乙醇辛烷值高,抗爆性能好。
2.2乙醇的体积分数对调合蒸汽压的影响乙醇在40℃时的饱和蒸气压为18 kPa。
但研究表明.乙醇调入汽油后.会产生明显的蒸气压调和效应.调和后的车用乙醇汽油蒸气压显著增加.直到乙醇在混合燃料中的比例达到22%时.饱和蒸气压才降低到和调和组分汽油的值相等。
乙醇的体积分数最高可达34.7%.与MTBE相比,乙醇在汽油中的添加量较少(美国含氧汽油中通常需添加乙醇的体积分数为7.7%。
新配方汽油通常添加乙醇的体积分教为5.7%)。
添加乙醇体积分数为7.7%的汽油,氧的质量分数达到2.7%:乙醇添加体积分数为10%的汽油,氧的质量分数可以达到3.5%。
但乙醇调入汽油后会产生蒸气压调合效应,乙醇汽油的调合蒸气压随乙醇的体积分数的增加而提高。
2.3乙醇调合汽油对汽车尾气排放的影响通过添加乙醇或其它舍氧化合物.改变汽油组成,美国新配方汽油可以有效降低汽车尾气排放.使用乙醇体积分数为6%的加州新配方汽,与常规汽油相比,碳氢化合物排放降低10%。
C0排放减少21%.氮氧化合物排放减少7o,有毒气体排放降低90%。
使用乙醇体积分数为85%、汽油体积分数为15%的混合燃料(E15),而不改变其他条件,与常规汽油相比,碳氢化合物排放降低5%,氮氧化合物排放减少40%,CO增加约7%。
我国研究结果表明,燃用E15和E25(乙醇体积分数为25%、汽油体积分数为75%的混合燃料)时.碳氢化合物含量比燃用汽油分别下降16.2%和30%.CO排放分别减少30%和47%。
[8]2.4乙醇的主要用途乙醇既是一种基本的化工原料.广泛应用于化工、食品、饮料工业,军工、日用化工和医药卫生等领域,同时又是一种绿色新能源.并且乙醇作为一种优良的燃料(其燃烧值达到26 900kJ/mol),可以提高燃油品质。
利用燃料乙醇的优点:①可以替代或部分替代汽油作发动机燃料。
减少汽油用量,缓解化石燃料的紧张,从而减轻对石油进口的依赖,提高国家能源安全性;②乙醇作为汽油的高辛烷值组分,调和辛烷值一般在120以上,可提高点燃式内燃机的抗爆震性,使发动机运行更平稳:③因乙醇是有氧燃料,掺混到汽油中,可替代对水资源有污染的汽油增氧剂MTBE(甲基叔了基醚)。
使燃烧更充分,使颗粒物、一氧化碳、挥发性有机化舍物(VOC)等大气污染物排放量平均降低1/3以上.起到节能和环保作用;④可以有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位积炭的形成.延长主要部件的使用寿命。
更重要的是,乙醇是太阳能的一种表现形式.在整个自然界这个大系统中,乙醇的整个生产和消费过程可形成无污染和非常清洁的闭路循环过程,永恒再生,永不枯竭。
2.5 燃料乙醇的生产工艺2.5.1 我国燃料乙醇生产工艺的选择中粮肇东的三期乙醇装置均采取“半干法粉碎工艺”,彻底抛弃了“湿法”或“改良湿法”的浸泡过程,流程进一步简化,减少了一次水用量。
同时“半干法“又克服了“干法”提油困难的缺点,玉米油收率已接近“改良湿法”,在技术及经济上更加合理。
“半干法”工艺与“湿法”工艺相比具有流程短、设备投资少,能耗低和无浸泡等优点,其优势明显,值得推广。
其生产特点为:半干法粉碎、双酶法液化糖化、半连续浓醪发酵、五塔差压精馏、分子筛变压吸附脱水、利用废热蒸气处理废醪液和离心清液回配等。
吨无水燃料乙醇(99.5%)玉米单耗3.3吨,水耗约8.7吨(主装置),蒸气消耗4.8吨(主装置),饲料乙醇比为77%,能量输出输入比为1.09;三期装置产量15万吨,年,引进的美国Delta.T公司的技术,由康泰斯(Chemtex)公司设计,采用玉米半干法生产乙醇。
吨无水燃料乙醇(99.5%)玉米单耗3.18吨,新鲜水耗仅为1.66吨(主装置),蒸气消耗3。
3吨(主装置),饲料乙醇比为87%。
此装置技术达到国内领先,国际先进水平,实现了清洁生产。
[9]随着燃料乙醇生产实践经验的积累,现在美国大型燃料生产企业尤其是2000—2006年新建厂具有如下特点:(1)多数采用大颗粒玉米粉(3mm,有利于饲料回收);(2)高温蒸煮(120℃,高温淀粉酶),采用同步糖化发酵工艺,从2005年开始采用无蒸煮工艺(低温淀粉酶),大大降低了能耗;(3)酵母回用发酵技术;(4)固定化酵母,流化床反应器发酵技术;(5)广泛实现了自动化控制,应用连续发酵过程,并采用CIP系统(原位循环清洗发酵罐的原位清洗系统)。
湿法加工技术的新趋势主要涉及加酶湿法加工和膜分离技术的应用。
加酶湿法加工的优点是浸渍时间短、投资小、耗能低、用水量大大减少,而且酶可反复使用;其主要缺点是酶价太高。
膜分离技术的应用为浸渍水的分离和利用打开了新的途经。
浸渍水的膜分离一般包括两个过程:浸渍水经膜分离的截留物含有长链蛋白质,干燥后并入玉米蛋白粉;浸渍水在进入蒸发器前,先用反渗透膜除去57%的水,这样可大大降低蒸发所需能耗。
以上先进技术及设备的采用降低了燃料乙醇生产的成本,大幅度提高了乙醇产率。
2.5.2 国内燃料乙醇生产技术与美国的差距分析国内大型燃料乙醇装置与美国燃料乙醇装置生产技术特点可以发现存在以下差距u引:(1)美国的装置高温液化时间短(104℃,6IIlin左右)、均进行真空闪蒸降温,国内装置有的喷射液化温度不高(95—100℃),也没有类似美国的预液化、后液化过程;美国装置进一步的发展趋势是采用高质量复合液化酶,直接取消喷射液化步骤,在85℃下液化,同样达到很好的液化效果,这样无论从设备投资还是能耗方面都是显著降低了成本。
(2)美国大部分企业取消了糖化序,直接进入边糖化边发酵工序,其益处是工艺简捷,避免了60℃糖化罐中耐高温产酸杂菌的积存与危害。
同步糖化发酵工艺可有效地解决营养过度造成的酵母菌过快生长、同时大量消耗糖分产生的乙醇又影响了酵母菌代谢的反馈抑制问题。