乙醇酒精企业生产线设备设施和工艺流程

乙醇酒精企业设备设施和工艺流程作者：玖月琼兮乙醇生产线工艺流程编号：LZH/JYQX-HP01b-2020作者：玖月琼兮2020年8月本项目需建设90万t/a玉米处理装置一套，28万t/a乙醇生产装置一套，15万t/a乙烯生产装置一套，26万t/a乙二醇生产装置一套，以及与上述装置相配套的公用及辅助设施。拟建项目建设内容组成见表3-1。表3-1拟建项目建设内容组成系统名称装置名称占地面积（m2）建筑面积（m2）主体生产系统玉米预处理装置60008404乙醇装置42009504乙烯装置60002500乙二醇装置220005000辅助生产系统原料库房12001200甲烷库房300300成品库1200012000维修车间500500玉米堆场40000公用工程系统罐区泵房5454二泵房200200循环水泵房（2个）270270循环水变电所108108空压9054变电所36001681污水处理站60002000贮运工程厂区内道路86200其它辅助设施综合楼8002000生活服务中心10002500门卫（2个）7272总计=SUM(ABOVE)19059448347具体生产规模详见表3-2。表3-2装置生产规模性质装置名称生产规模（万t/a）年实际加工量（万t）产品商品量(万t/a)中间产品玉米处理装置9085.56乙醇装置2827.6乙烯装置1515产品乙二醇装置262626副产品玉米油装置2.52.172.17蛋白饲料2321.521.5酵母饲料21.51.5二乙二醇22.02.0多乙二醇0.10.0950.095⑴玉米玉米处理工段的主要生产设备见表3-3。表3-3玉米处理工段主要生产设备序号设备名称数量单位主要参数或规格1玉米卸料装置2套30m2斗提机2台3着水机2台100吨4玉米破碎机13台10吨/小时5玉米压胚机24台5吨/小时6粉碎机13台10吨/小时7配料罐5个500m8层流罐12个1000×10009压滤机32台500m⑵乙醇乙醇生产工段的主要生产设备见表3-4。表3-4乙醇生产工段主要生产设备序号设备名称数量单位主要参数或规格1蒸汽喷射器1台SK4162板式换热器16台3无菌空气过滤器1台Q=100m34酶制剂计量罐2个V=3m5发酵罐12个V=1200m6种子罐1个V=12m7预发酵罐2个V=170m8清液罐1个V=2000m9酵母乳沉降罐3个V=280m10乙醇粗馏塔1座筛板/填料11乙醇精馏塔1座筛板/填料12脱甲醇塔1座填料塔13精馏塔再沸器2台14酵母干燥机2台F=300m15饲料酵母包装系统4套16管束干燥机3台GZG70017滚筒干燥机1台18板框过滤机10台F=8019三效蒸发器2台Φ2200×3400⑶乙烯乙烯合成工段的主要生产设备见表3-5。表3-5乙烯合成工段主要生产设备序号设备名称数量单位主要参数或规格1加热炉2座3×107KJ/h.CS2三级反应器1台10bar,V=60m33碱洗塔1座填料，φ850×16000,CS4脱甲烷塔1座填料，φ400/800×16000,CS5提纯塔1座φ1600×31000,CS6乙烯增压机2台二级活塞式，350KW压缩机7乙醇蒸发器1台8乙醇过热器1台9反应物冷凝器1台10干燥乙烯冷却器2台11乙烯急冷器1台12乙烯循环加热器1台13冷凝液储罐1个碳钢，V=0.6m14脱气罐1个碳钢，V=0.1m15乙烯干燥器1台碳钢，V=16m16废热锅炉1台⑷乙二醇合成乙二醇合成工段的主要生产设备见表3-6。表3-6乙二醇合成工段主要生产设备序号名称数量单位主要参数或规格1主生产单元套1.1环氧乙烷反应单元2套φ5300×8130，CS1.2EO回收和CO2脱除单元2套φ500×140000，SS1.3轻组分脱除器1台φ5300×8130，CS1.4EG反应和多效蒸发及干燥单元1套φ2400×8100，浮阀，SS1.5乙二醇精制及多乙二醇分离单元1套1.6汽提塔1座1.7闪蒸塔1座2辅助生产单元套2.1空分系统1套2.2乙二醇中间储罐1个V=500m3，2.3乙二醇产品储罐1个2.4控制室1间2.5变配电室1间本项目所用原辅材料见表3-11。⑴尿素分子式CO(NH2)2，含氮(N)46%，显白色或浅黄色的结晶体。純品熔點132.7℃，比重1.335。它易溶于水，水溶液呈中性反应，吸湿性较强。用于发酵氮源。⑵白土由火山灰冷凝而成，矿物组成以蒙脱石为主,具膨润土的性质,有较高的结合性、可塑性、外观呈白色、浅红以及灰绿色,内含有少量游离的石英颗粒,烧后呈白色,因含有不同杂质，烧后白度有变化。用于玉米油过滤。表3-11主要原辅材料需用量及供应方式表序号使用名称年用量(吨)供应方式1乙醇装置玉米855600白城市及周边地区采购2尿素3520省内采购3白土886周边地区采购4硫酸铵5244周边地区采购5磷酸二氢铵4416周边地区采购6液化酶440省内采购7糖化酶552省内采购8正己烷35省内采购9硫酸2236白城市10氢氧化钠600周边地区采购10乙烯、乙二醇装置甲烷1167省内采购11乙烯装置氢氧化钠89周边地区采购12乙烯、乙二醇装置催化剂（三氧化二铝、银）55.8（三年）省外采购合计=SUM(ABOVE)874840.8⑶硫酸铵分子式(NH4)2SO4，分子量132.13。外观为白色结晶颗粒,溶于水,280开始分解,产生氨及硫酸。纯净的硫酸铵为无臭、白色菱形结晶，有粗粒和细粒之分。由于含有杂质，颜色是灰白色或黄褐色。易溶于水。用于发酵氮源。⑷磷酸二氢铵分子式为NH4H2PO4，分子量115.03。纯品为透明四方晶系粗大结晶，比重1.803（19℃），熔点190℃。溶于水，微溶于乙醇，不溶于醋酸。在空气中稳定，⑸甲烷无色无臭气体，分子量16.04，相对密度0.42（水），熔点（℃）-182.5，沸点（℃）-161.5，闪点（℃）-188。用于乙二醇辅料。⑹银催化剂（三氧化二铝、银）外形种类较多，主要以三氧化二铝为载体。银含量（Wt）13-14%。⑺氢氧化钠分子式为NaOH，分子量40.01，密度2.130，熔点318.4℃，沸点1390⑻硫酸分子式为H2SO4，分子量为98.08，外观为油状液体，相对密度1.83（水），熔点（℃）10.5，沸点（℃）330。⑼正己烷分子式为C6H14，是己烷的五种同分异构体中的一种，有淡淡的臭味，几乎不溶于水，而溶于醚和醇。沸点：68.74℃⑽乙醇：无色透明，易燃易挥发液体。有酒的气味和刺激性辛辣味。溶于水、甲醇、乙醚和氯仿。能溶解许多有机化合物和若干无机化合物。具有吸湿性。能与水形成共沸混合物。乙醇蒸气与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限3.5-18.0%(体积)。凝固点：-117.3℃。沸点78.8℃。⑾乙烯：常温常压下为无色可燃性气体，略有烃类特有的臭味。冰点-169.4℃。沸点-103.8℃。在空气中的爆炸极限：3.02～34%（体积）。本项目采用乙醇脱水工艺路线，其反应机理：银催化剂高温C2H5OHC2H4+H2O银催化剂高温⑿环氧乙烷：在室温下为无色气体，低温时为无色液体，有醚味，高浓度有刺激嗅。熔点-111.3℃。沸点10.73℃。在空气中爆炸极限3.6-78%。溶于有机溶剂，可与水按任何比例混合。本项目采用乙烯直接氧化法工艺路线，其反应机理：银催化剂CH2—CH2银催化剂CH2—CH2CH2=CH2+1/2O2O200-300℃O200-300O⒀乙醛：分子式C2H4O，分子量44.05，无色,发烟,有刺鼻的水果香味。熔点为-121℃,沸点为20.8℃,相对密度为0.780～0.790g/mL,蒸气压为760mmHg(20.2℃),蒸气压902mmHg/25℃，⒁乙二醇：无色透明糖浆液体，味甜，具有吸湿性，易燃。沸点197.2℃。凝固点-13.5℃。能与水、低级醇、甘油、醋酸、丙酮、乙醛和吡啶混溶，微溶于乙醚（1：200），几乎不溶于苯、石油醚和卤代烃等。本项目采用环氧乙烷直接水合法工艺路线，其反应机理：CH2—CH2CH2—CH2+H2OHOCH2CH2OHOO⑴玉米处理本工程将采用半湿法脱胚工艺，玉米经清理后加蒸汽和水湿润，然后经破碎脱胚，进行胚芽、胚乳分离，分离出的胚乳经进一步粉碎、液化，液化后压滤干物经管束干燥机以130℃蒸汽做热源进行干燥，生产蛋白饲料，滤液进行糖化，将糖化液送乙醇车间。此过程主要排放粉尘及设备冲洗水，工艺流程及污染环节示意图见图3-4。玉米处理工序中分离出的玉米胚芽干燥后经轧胚机磨碎破胚，然后入预榨机榨油，预榨粕送到浸出车间，在浸出器里与溶剂（正己烷）混合进一步萃取，得到混合油，即毛油。再进行脱胶脱蜡及脱色工序，即得玉米油。此过程主要排放正己烷、白土、少量皂脚。工艺流程及污染环节示意图见图3-5。粉尘G1粉尘G1粉尘无组织玉米压胚玉米破碎玉米湿润玉米清理玉米玉米压胚玉米破碎玉米湿润玉米清理玉米玉米皮噪声玉米皮噪声固体废物S1固体废物S1板框压滤糖化液糖化液化粉碎液化胚乳分离糖化液糖化液化粉碎液化胚乳分离分离分离粉尘G3胚芽烘干粉尘G3胚芽烘干蒸发冷凝液W1管束干燥蒸发冷凝液W1管束干燥榨油后胚芽去玉米油装置榨油后胚芽去玉米油装置蛋白饲料蛋白饲料图图3-4玉米前处理工艺及排污流程图干胚芽干胚芽溶剂（回收后回用）溶剂（回收后回用）磨碎浸出器浸出器废气溶剂损失G2胚芽粕废气溶剂损失G2胚芽粕预榨饼压榨蒸发混合油过滤杂质蒸发混合油过滤杂质冷凝冷凝干燥干燥过滤脱胶脱色脱蜡毛油脱胶脱色脱蜡毛油胚芽粕蒸发废水W2白土、皂脚S2冷凝废水W2白土、皂脚S2冷凝图3-5图3-5玉米油生产工艺及排污流程图玉米油⑵乙醇生产预处理后的糖化液经过滤后，清液送入发酵罐，加入酵母后进行连续发酵，发酵液经酵母分离后，清液通过蒸馏塔蒸馏提取乙醇，酵母分离提取的酵母采用蒸汽为热源，使用滚筒干燥机进行干燥，作为饲料酵母出售。蒸馏乙醇后清液50%回配，其余进入三效蒸发器，蒸发冷凝水排入污水处理站，工艺过程及污染环节示意图见图3-6。图3-6乙醇生产工艺及排污流程图蒸发冷凝水W1粉尘G4CO2G5硫酸铵磷酸二氢铵乙醇发酵饲料酵母塔底废水包装蒸馏回收乙醇滚筒干燥器酵母分离预发酵糖化液50%回配50%三效蒸发50%三效蒸发回配调浆图3-6乙醇生产工艺及排污流程图蒸发冷凝水W1粉尘G4CO2G硫酸铵磷酸二氢铵乙醇发酵饲料酵母塔底废水包装蒸馏回收乙醇滚筒干燥器酵母分离预发酵糖化液50%回配50%三效蒸发50%三效蒸发回配调浆⑶乙烯合成由乙醇装置产生的95%乙醇进入乙烯界区的规格要求见表3-12。表3-12乙醇原料进入乙烯界区设计要求及设备数据酒精含量≥93.4%不挥发物资≤5.0mg/100ml总酸度≤19mg/100ml甲醇≤0.3%vol醛（以乙醛计）≤100ppmWt醚（以乙醚计）≤8.0mg/100ml杂醇油≤100mg/100ml总硫（以S计）≤0.5ppmWt铜≤0.07ppmWt碱≤忽略乙醇经预热蒸发后进入脱水反应器，通过脱水反应生产乙烯。经换热后进行气液分离，然后压缩，经碱洗塔、干燥器、冷却塔、脱甲烷塔提纯后得到符合乙二醇生产要求的乙烯。本工艺以巴西能源公司技术为基础，工艺过程及污染环节示意图见图3-7。⑷乙二醇合成乙二醇合成工艺包括乙烯催化氧化生成环氧乙烷、环氧乙烷非催化水解生产乙二醇两个生产单元。在乙烯催化氧化生成环氧乙烷单元中，原料乙烯与氧气混合、在反应器中催化氧化；离开反应器的反应产物急冷、水洗