丙二醇高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目可行性研究報告

1、丙二醇高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目可行性研究報告1 總論1.1 項目由來1，3-丙二醇（PDO）是一種重要的化工原料，可作為有機溶劑應(yīng)用于油墨.涂料.潤滑劑.抗凍劑等行業(yè)，還可用作藥物合成中間體。其最主要的用途是作為聚合體單體合成性能優(yōu)異的高分子材料。1，3-丙二醇可以替代乙二醇，1，4丁二醇和新戊二醇等中間體用于生產(chǎn)多醇聚酯及作為碳鏈延伸劑。其與苯二甲酸合成的聚對苯二甲酸丙二酯（PTT），顯示了比乙二醇.丁二醇為單體合成的聚對苯二甲酸乙二酯（PET）.聚對苯二甲酸丁二酯（PBP）等更優(yōu)良的性能，被認為是一種兼具PET的高性能和PBT的易加工性的新型聚酯材料。目前，世界范圍內(nèi)對聚酯的需求分旺盛，生

2、產(chǎn)及消費量逐年遞增，使得對原料二元醇的需求量也持續(xù)增長。黑龍江省辰能生物工程有限公司從2002年8月開始至2003年9月止對已基本完成1，3-丙二醇項目的工業(yè)試驗，驗證了清華大學的二步發(fā)酵法工藝技術(shù)。專家認為，生物發(fā)酵法生產(chǎn)1，3-丙二醇，與化學合成法（環(huán)氧乙烷法.丙烯醛法）相比，具有利用可再生資源.設(shè)備裝備簡便.操作條件溫和.環(huán)境友好.大大降低成本等先進性。本項目的建設(shè)將會大大推進我國的發(fā)酵法生產(chǎn)1，3-丙二醇這一領(lǐng)域的競爭能力，有利地促進我國發(fā)酵行業(yè).合成纖維行業(yè)以及紡織業(yè)地發(fā)展。國家發(fā)展計劃委員會于2001年6月30日作了關(guān)于黑龍江省電力開發(fā)公司發(fā)酵法生產(chǎn)1，3-丙二醇高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工

3、程項目可行性研究報告的批復(fù)，文號為計高技20011912號。擬建項目選址于黑龍江肇東市西面高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)。生產(chǎn)能力2500t/a。受黑龍江省辰能生物工程有限公司的委托,黑龍江省環(huán)境保護科學研究院承擔了該項目的環(huán)境影響評價工作,在現(xiàn)場調(diào)查及資料調(diào)研的基礎(chǔ)上,編制了該項目的環(huán)境影響報告書,現(xiàn)提交主管部門及專家審查。1.2 編制依據(jù)1.2.1 相關(guān)法律.法規(guī) 中華人民共和國環(huán)境保護法 中華人民共和國環(huán)境影響評價法 中華人民共和國大氣污染防治法 中華人民共和國水污染防治法 中華人民共和國噪聲污染防治法 中華人民共和國固體廢物污染防治法 中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法 中華人民共和國國務(wù)院令第253號建

4、設(shè)項目環(huán)境保護管理條例 黑龍江省人民政府令第23號黑龍江省建設(shè)項目環(huán)境保護管理辦法 建設(shè)項目環(huán)境保護分類管理名錄1.2.2 相關(guān)技術(shù)規(guī)范 環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則（HJ/T2.12.393） 環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則（HJ/T2.41995） 環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 非污染生態(tài)影響（HJ/T191997）1.2.3 相關(guān)文件 國家發(fā)展計劃委員會文件關(guān)于黑龍江省電力開發(fā)公司發(fā)酵法生產(chǎn)1，3丙二醇產(chǎn)業(yè)化示范工程項目可行性研究報告的批復(fù)1.3 編制目的 按照環(huán)評工作的要求，充分分析該建設(shè)項目的基本情況（組成.功能.規(guī)模等），詳細調(diào)查項目所在區(qū)域的環(huán)境概況和環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，確認項目建設(shè)可能產(chǎn)生的環(huán)境問題和環(huán)境保護

5、目標，確定本次環(huán)評的技術(shù)路線和實施方案。本著“總量控制”“達標排放”和“清潔生產(chǎn)”的指導(dǎo)思想，在現(xiàn)狀評價的基礎(chǔ)上，提出切實可行的污染防治措施，進行各環(huán)境要素的預(yù)測和評價，為項目的環(huán)境管理和決策提供科學依據(jù)。1.4 控制與保護目標 本評價區(qū)內(nèi)無國家.省.市級自然保護區(qū)，風景游覽區(qū)，名勝古跡，以及重要文化設(shè)施和水源地，鑒于項目區(qū)位于城市上風向，項目地處空曠堿地，周圍2km以內(nèi)無居民，南側(cè)200m為肇東市金土地奶牛繁育治療標準化研究中心，東側(cè)800m順達葵花養(yǎng)殖場，西側(cè)600m為昌五奶牛高產(chǎn)示范區(qū)，因此確定本項目控制污染與環(huán)境保護目標為： 控制營運期鍋爐排放的煙塵與 SO2，保護廠區(qū)周圍的環(huán)境空氣質(zhì)

6、量；控制營運期生產(chǎn)廢水及生活污水的排放，保護呼蘭河水質(zhì)；控制施工及運營期的噪聲聲強，采取有效措施，嚴防噪聲污染。具體敏感目標見表1-4-1。表1-4-1 敏 感 目 標 序號 名稱 方位 距離 保護理由1 周圍生態(tài) 場界 周圍 鄰近 在項目的施工期及營運期應(yīng)注意對周圍植被的保護2 肇東市金土地奶牛繁育治療標準化研究中心 N200m 營運期鍋爐排放的煙塵與 SO2，保護廠區(qū)周圍的環(huán)境空氣質(zhì)量3 昌五奶牛高產(chǎn)示范區(qū)， W600m 營運期鍋爐排放的煙塵與 SO2，保護廠區(qū)周圍的環(huán)境空氣質(zhì)量4 順達葵花養(yǎng)殖 E800m 營運期鍋爐排放的煙塵與 SO2，保護廠區(qū)周圍的環(huán)境空氣質(zhì)量5 呼蘭河 N60km

7、呼蘭河為松花江一級支流，是本項目污水間接受納水體1.5 評價標準1.5.1 環(huán)境質(zhì)量標準 地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB38381998） 環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB30951996）修改的通知 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準（GB30961996）中的二級標準 大氣污染物綜合排放標準（GB162972001) 時段 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準(GB1234890)1.5.3 監(jiān)測方法及標準 水和廢水監(jiān)測分析方法（國家環(huán)保局） 空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（國家環(huán)保局） 城市區(qū)域環(huán)境噪聲測量方法（GB/T1462393)中有關(guān)規(guī)定，將大氣環(huán)境影響評價工作分為一.二.三級，評價工作級別的依據(jù)見表1-7-1。表1-7-1 環(huán)境空

8、氣影響評價工作級別 Pi(m3/h)地形 Pi2.51092.5 109 Pi2.5108 Pi2.5108 復(fù)雜地形 一 二三平原 二三三表中復(fù)雜地形指山區(qū).丘陵.沼澤.大中城市等地區(qū)。P i為等標排放量，Pi=Qi/Coi109 式中：Pi等標排放量(m3/h)Qi單位時間排放量(t/h)Coi選用GB3095-96中二級標準中的一次采樣濃度允許值。本工程新建鍋爐房排放的SO2等標排放量計算結(jié)果見表1-7-2。表1-7-2 SO2等標排放量結(jié)果 污染物 PSO2 等標排放量m3/h3.52107 根據(jù)Pi的計算結(jié)果，PSO297%。斜面菌種經(jīng)搖瓶培養(yǎng)后，按適當接種量接入一級種子罐，經(jīng)一級種

9、子培養(yǎng)后，培養(yǎng)成二級種子，然后培養(yǎng)成三級種子接入發(fā)酵罐。發(fā)酵分二步進行，第一步發(fā)酵將糖化液轉(zhuǎn)化為甘油，第二步發(fā)酵將甘油轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇。來自糖化工段的糖化液，配以玉米漿等其它成份后，經(jīng)蒸汽連續(xù)消毒后進入第一步發(fā)酵罐，并加入少量的消泡劑。來自空壓站的空氣，經(jīng)除濕.除菌過濾后計量通入種子罐或發(fā)酵罐。按種子培養(yǎng)成發(fā)酵要求的通風調(diào)節(jié)空氣流量，種子培養(yǎng)和發(fā)酵全過程的溫度控制在351。發(fā)酵分二階段進行。二階段的通氣量和工藝條件不同，第一階段發(fā)酵以葡萄糖濃度達到2-3%，甘油濃度開始下降為終點，轉(zhuǎn)入第二階段發(fā)酵。第二階段發(fā)酵與第一階段在同一設(shè)備中進行，發(fā)酵至殘?zhí)菨舛燃s1%結(jié)束。來自第一步發(fā)酵工段的發(fā)酵液

10、經(jīng)絮凝和離心分離成濃相和稀液，稀液直接進入第二步發(fā)酵工序。濃相經(jīng)板框壓濾機過濾后，殘渣酵母泥經(jīng)干燥加工副產(chǎn)品酵母，濾液進入第二步發(fā)酵罐中，甘油經(jīng)過厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化為1，3-丙二醇。來自第二步發(fā)酵工段的發(fā)酵液經(jīng)絮凝和離心分離成濃相和稀液，稀液直接進入濃縮工序。濃相經(jīng)板框壓濾機過濾后，殘渣菌體可做為動物飼料，濾液進行濃縮工序，濃縮后1，3-丙二醇濃度高達90%以上。濃縮液進入真空蒸餾，得到粗1，3-丙二醇，粗1，3-丙二醇經(jīng)活性炭脫色和離子交換即得到成品1，3-丙二醇，然后裝桶外銷。生產(chǎn)工藝流程詳見圖3-4-1。操作條件及物料平衡詳見圖3-4-2。3.4.2.2 原輔材料及公用工程規(guī)格.消耗及來源見表

11、3-4-1 表3-4-1 原輔材料及公用工程規(guī)格.消耗及來源 序號 名稱及規(guī)格 每噸位產(chǎn)品消耗 年消耗 備 注1 原輔材料 (1)淀粉（含粉1214%）5.5t13750t 本市采購 (2)玉米漿（固化物40%，含P%）20kg50t 本市采購 （3） 淀粉酶（2萬單位/ml）18kg45t 本市采購 (4)糖化酶(10萬單位/ml)6kg15t 本市采購 （5） 氯化鈣8kg20t 本市采購 (6)鹽酸(31%)20kg50t 本市采購 (7)燒堿（42%）20kg50t 本市采購 (8)尿素(含N46%)30kg75t 本市采購 (9)活性碳18kg45t 本市采購 (10)陰離子交換樹脂

12、10.7kg26.7t 本市采購 (11)陽離子交換樹脂10.7kg26.7t 本市采購 (12)包裝桶（200kg/桶）5個12500個 本市采購2 公用工程 (1)新鮮水166t415000t 開發(fā)區(qū)管網(wǎng) (2)循環(huán)冷卻水（t=16）2822.4t7056000t 循環(huán)水站 (3)脫鹽水10.1t25200t 脫鹽水站 (4)無菌壓縮空氣69120Nm31.73108Nm3 空壓站 (5)儀表空氣172.8Nm3432000Nm3 空壓站 (6)低壓蒸汽（0.6Mpa，160）38.6t96480 鍋爐房 (7)中壓蒸汽3.5t8640t 鍋爐房 (8)電5811kw.h1.46107kw

13、.h 開發(fā)區(qū)電網(wǎng) (9)氮氣1008m32520000Nm3 空壓站3.4.3 工藝設(shè)備的選擇 本裝置設(shè)備主要依據(jù)中科院化冶所和清華大學的發(fā)酵工藝技術(shù)條件設(shè)計，裝置設(shè)備共約260臺套。本裝置工藝介質(zhì)酸性較重，腐蝕性較強，因此裝置材料大部分采用不銹鋼材料.碳鋼內(nèi)襯.玻璃鋼.PVC等。主要設(shè)備詳見表3-4-2。表3-4-2 主要設(shè)備一覽表 序號 名稱 規(guī)格 材質(zhì) 數(shù)量 備注 一 甘油發(fā)酵工段1 配制罐 VN=5m33042 攪拌加熱2 貯 罐 VN=150m33041 攪拌加熱3 發(fā)酵罐 VN=200m33044 攪拌加熱4 一級種子罐 VN=20013042 攪拌加熱5 二級種子罐 VN=20m

14、33042 攪拌加熱6 尿素罐 VN=3 m33041 攪拌加熱7 玉米漿罐 VN=5 m33041 攪拌加熱8 連消系統(tǒng)30419 蒸汽分配臺 Q235A1 二甘油提取工段1 貯罐 VN=200 m330422 板框過濾機300 組合33 板框受槽 VN=5m330424 清液貯槽 VN=200m330415 三效濃縮器5000kg/h30416 中間槽 VN=5m330427 水噴射泵5000kg/h 組合1 三PDO發(fā)酵工段1 流加配制罐 VN=75m33042 攪拌2 流加計量罐 VN=10m3304103 堿流加計量罐 VN=6 m3304104 堿配制槽 VN=6 m33041 攪

15、拌5 堿泵30426 甘油配制槽 VN=10 m33042 攪拌7 連消泵30428 換熱器 FN=10030419 維持罐 VN=11.5m3304110 連消噴射器304111 發(fā)酵罐 VN100m330410 無級調(diào)速12 排空消毒罐 VN=1m33041113 一級種子罐 VN=0.1m33214 全自動14 二級種子罐 VN=1m33214 全自動15 三級種子罐 VN=10m33044 無級調(diào)速16 總過濾器304617 分過濾器 組合44 預(yù).精各一18 貯罐 VN=200m33041 升溫.計量19 蒸汽分配臺304120 種子站3041 四PDO提取工段1 絮凝罐 VN100

16、m33044 攪拌.升溫2 酸高位槽 VN=5m3 塑料13 酸泵 組合24 板框進料泵 組合25 板框過濾機100 組合6 聚丙烯6 配制罐 VN=1m33041 攪拌7 收集槽 VN=10m33042 板框收集8 清液泵30429 清液貯罐 VN=100m3304410 電滲析130 組合1011 純液貯罐 VN=100m3304312 三效濃縮10t/h304113 真空系統(tǒng) 組合114 二濃貯罐 VN=10m33042 與三效配套15 二次濃縮器2.5t/h3041 可計量16 蒸餾貯罐 VN=10m33042 單效17 蒸餾裝置1t/h3041 可計量18 精餾貯罐 VN=20m33

17、041 三級冷卻18-1 塔頂產(chǎn)品貯罐 VN=10m33041 可計量18-2 塔頂貯罐 VN=20m3304119 精餾裝置 500304120 產(chǎn)品貯罐 VN=25m3304121 真空系統(tǒng) 組合1 絕壓3mmHg22 蒸汽分配臺304123 純水裝置10t/h 組合124 冷凝水收集槽 VN=7.5m33041 五空壓.制氮1 制氮機700m3/h 組合92 空壓機70m3/h，0.3MPa 組合93 空壓機40m3/h，0.8MPa 組合94 儲氣罐 Q235A25 采風塔 DN1400 Q235A16 粗過濾器 組合187 除油罐 Q235A28 旋風分離 組合29 冷卻器 Q235

18、A210 絲網(wǎng)分離 組合211 穩(wěn)壓罐 Q235A2 六 鍋爐房1 鍋爐10t/h快裝鍋爐 組合32 水處理裝置 組合13 熱水裝置 組合1 供熱取暖4 煙囪 磚混15 導(dǎo)熱油爐150104kal/h 組合16 脫硫除塵裝置 組合13.4.4 總平面布置 總平面布置的原則：符合生產(chǎn)和運輸要求；結(jié)合地形.地質(zhì)等自然條件；符合防火.安全.衛(wèi)生要求；妥善處理分期建設(shè)和考慮發(fā)展的可能性；為施工創(chuàng)造有利條件?？偲矫娌贾迷斠妶D3-4-3。本工程分為生產(chǎn)區(qū).輔助生產(chǎn)區(qū)兩個功能區(qū)。生產(chǎn)區(qū)包括綜合廠房一個單項；輔助生產(chǎn)區(qū)包括空壓站.循環(huán)水站.消防水泵房.總變電站.污水處理場.鍋爐房.原料庫.成品棚.辦公樓九個單

19、項。3.4.5 綠 化 本工程綠化面積近4500平方米，覆蓋率達15%。綠化方案為對廠前進行重點綠化，布置形式采用自然式。對于生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)，根據(jù)各自的生產(chǎn)特點.空氣污染狀況.相鄰車間的生產(chǎn)性質(zhì)或使用功能等具體情況因地制宜地進行。3.4.6 工廠運輸 全廠貨物運輸量為42984噸/年。其中運入：29779噸/年，運出13205噸/年。采用公路與鐵路相結(jié)合的運輸方式。本工程的原料來自本地及外地。成品也銷往本地及外地，所以選擇近途公路運輸，遠途鐵路運輸至本地，公路二次倒運進廠是合理的。3.4.7 工廠給水 日供水能力為2000噸。(1)新鮮水 新建工程用新鮮水水量為69m3/h。生產(chǎn)生活用水儲存在新鮮水儲罐內(nèi)，工廠擬建一座V=650m3的生產(chǎn).生活及消防共同儲存罐，可儲存6小時的生產(chǎn)生活用水。深井來水進入水池，再由清水泵加壓供給各用水點。(2)循環(huán)水 新建工程用循環(huán)水量為1170m3/h（見用水量表）。循