乙醇的生產(chǎn)工藝總結(jié)

1、 2其次章 乙醇生產(chǎn)工藝總結(jié)按原料分類，乙醇的生產(chǎn)工藝可分為生物法和化學(xué)合成 法兩類，各生產(chǎn)工藝分析如下。生物法制乙醇技術(shù)生物法制乙醇，俗稱釀酒，以淀粉質(zhì)或糖質(zhì)為原料，經(jīng) 發(fā)酵、蒸餾及脫水等工序后制得乙醇。此技術(shù)由最初提倡消 化陳化糧以玉米、小麥等陳糧為原料生產(chǎn)乙醇的第 1 代技術(shù)，由于國家政策的影響，增糧食制乙醇工程被叫停， 逐步進展至以木薯為原料的第 1.5 代技術(shù)，目前已進展至以纖維素秸稈、玉米芯等為原料的第 2 代技術(shù)。國家乙醇汽油全部承受生物法乙醇，并且由 10 家企業(yè)定點生產(chǎn)燃料乙醇?；瘜W(xué)合成制乙醇技術(shù)化學(xué)合成乙醇技術(shù)主要分為六種技術(shù)路線，分別是合 成氣直接催化法、甲醇羰基化法、醋

2、酸加氫、醋酸酯 加氫、二甲醚羰基化、微生物發(fā)酵，如以下圖所示。直接催化法煤合成氣制乙醇不同藝路線圖以煤氣化制取合成氣CO+H2，再由合成氣通過催化作用一步直接合成乙醇。此工藝工藝流程短，原子利用率高， 是一種最為簡潔的乙醇合成工藝，承受銠基、CuCo 基、Zn Cr 基或者 MoS2 基催化劑都不能得到單獨的甚至以乙醇為主的產(chǎn)物，產(chǎn)物中存在大量的烷烴、醛、酮、酯等副產(chǎn)物，乙 醇收率低，設(shè)備簡潔腐蝕，始終難以實現(xiàn)大型工業(yè)化。國內(nèi)在這方面主要的爭辯機構(gòu)有中科院大連化物所和中科院山西煤化所。大連物化所研發(fā)的貴金屬銠基催化劑對C2+醇的選擇性只有 50%，工業(yè)化運行不抱負。目前大化所與江蘇索普集團正在

3、進展 1 萬噸/年中試工程。甲醇羰基化法合成氣通過凈化和變換合成甲醇，然后與 CO 羰基化制得醋酸甲酯，醋酸甲酯加氫制乙醇。此工藝流程短、反響溫和、對設(shè)備腐蝕小、投資低、局部承受貴金屬催化劑，本錢 有所降低。醋酸加氫路線合成氣通過凈化和變換合成甲醇，然后與 CO 羰基化制得醋酸，醋酸通過催化劑直接加氫制乙醇。此工藝流程短、 能耗低，但需要承受釕基貴金屬催化劑，碘甲烷與醋酸對設(shè) 備的腐蝕等問題，投資較大。目前塞拉尼斯 27.5 萬噸/年乙醇工程投產(chǎn)，大化所與江蘇索普集團進展 3 萬噸/年中試。醋酸酯加氫路線在醋酸的根底上通過與甲醇乙醇或丙烯酯化生產(chǎn)醋 酸甲酯醋酸乙酯或醋酸異丙酯，然后再加氫制乙醇

4、。此工 藝使用銅基催化劑，但流程長、能耗相應(yīng)較高。目前大化所 與江蘇凌凱公司 30 萬噸/年醋酸 丙烯酯化加氫制乙醇和異丙醇工程已投產(chǎn)。二甲醚羰基化路線合成氣制甲醇后脫水制二甲醚，二甲醚再與 CO 羰基化生產(chǎn)醋酸甲酯，然后加氫制乙醇。目前大連化物所與延長石油已建成 10 萬噸/年煤制乙醇工程并投產(chǎn)，生產(chǎn)出無水乙醇， 但生產(chǎn)中存在催化劑壽命短、負荷較低，故障頻繁等問題。此工藝本錢約 4300 元/噸，為大化所今后主要爭辯與推廣的方向。目前，正在建設(shè)的工程有：延長中科 50 萬噸/年乙醇，疆天業(yè) 120 萬噸/年煤制乙烯，河南義馬 60 萬噸/年乙醇。微生物發(fā)酵法合成氣微生物發(fā)酵法制乙醇技術(shù)，其生

5、產(chǎn)工藝是將煤氣化產(chǎn)生的粗合成氣經(jīng)過簡潔處理，通入發(fā)酵塔進展微生物發(fā)酵，動身酵塔的粗乙醇再經(jīng)過精餾和脫水得到無水乙醇含量 99.5%以上。此工藝具有常溫低壓、流程短、選擇性高、轉(zhuǎn)化率高、本錢最低的優(yōu)勢被重點關(guān)注。國內(nèi)合成氣發(fā)酵制乙醇技術(shù)由美國塞納達、巨鵬生物、首鋼朗澤在推廣。美國塞納達 2022 年已經(jīng)完成 1 萬噸/年中試數(shù)據(jù)采集與工程化放大工作，正在進展 12 萬噸/年工業(yè)化建設(shè)；巨鵬生物承受城市垃圾作為原料，在美國佛羅里達州 建有 2.4 萬噸/年乙醇裝置，正在與潞安集團合作建設(shè) 20 萬噸/年工業(yè)尾氣制乙醇示范工程，一期 2 萬噸已開工在建；首鋼朗澤建成 4.5 萬噸/年轉(zhuǎn)爐煤氣微生物發(fā)

6、酵制乙醇工程，已被河北發(fā)改委核準進入燃料乙醇系統(tǒng)銷售。乙醇產(chǎn)業(yè)各技術(shù)路線競爭力分析比較優(yōu)點工藝簡潔成熟工藝相對成熟缺點與人畜爭糧資源有限與糧林爭地資源有限不與人畜、糧林爭地，資源豐富國家進展方向，但其對生物催化酶的綜合來看，生產(chǎn)乙醇技術(shù)路線眾多，各路線反響條件、 原料消耗、投資、生產(chǎn)本錢等各不一樣，因此制定乙醇產(chǎn)業(yè) 各技術(shù)路線分析表，具體如下。表 6生物法制乙醇技術(shù)路線分析技術(shù)路線G1 代G1.5 代G2 代產(chǎn)品糧食乙醇非糧乙醇纖維素乙醇原料玉米、小麥木薯秸稈、玉米芯代表企業(yè) 原料用量t原料單價元 原料本錢元/t 乙醇蒸汽用量t 蒸汽單價元 蒸汽本錢元/t 乙醇用電量Kwh 用電單價元 用電本

7、錢元/t 乙醇物耗本錢元/t 乙醇國家制止建設(shè)安徽中糧肇東中糧玉米：3.2t 176056324.96100490417582111490417582661862325792496廣西中糧中興能源木薯：2.9t 185053654.5100450要求較高，技術(shù)仍有瓶頸河南天冠山東龍力纖維素：7.0t 65045506.6100660技術(shù)路線直接催化法醋酸加氫路線醋酸酯加氫路線二甲醚羰原料合成氣醋酸、H2醋酸、H2甲醇、C催化劑銠基貴金屬鉑系貴金屬銅基分子篩壓力510MPa412MPa0.55MPa12M溫度2503002003002203002002變換裝置有有有有脫硫裝置有有有有技術(shù)成熟度低

8、代表企業(yè)索普高塞拉尼斯索普集團原料工程原料 2：合成氣原料 1：醋酸原料 2：H高河北中溶河南順達原料 1：醋酸酯中延長2原料 2：H原料 1原料 2：2表 7煤制乙醇各技術(shù)路線生產(chǎn)變動本錢分析噸產(chǎn)品原料 1 消耗t/t1.351.360.7單價元/t30003000250噸產(chǎn)品原料 1 本錢元/t4050.04080.01875噸產(chǎn)品物料 2 消耗元/Nm33000101810251526單價元/Nm31.21.21.20.7噸產(chǎn)品原料 2 本錢元/t36001221.61230106噸產(chǎn)品蒸汽耗量t/t5.62.23.63.2蒸汽價格元/t10010010010噸產(chǎn)品蒸汽本錢元/t560.

9、0220.0360.0320噸產(chǎn)品耗電量Kwh/t5609016052電價(元/Kwh)0.60.60.60.6噸產(chǎn)品用電本錢元/t336.054.096.0312耗循環(huán)水量t/t24010635040循環(huán)水價元/t0.350.350.350.3噸產(chǎn)品循環(huán)水本錢元/t84.037.1122.5140噸產(chǎn)品冷凍水量m3/t1256冷凍水價格元/t22噸產(chǎn)品冷凍水本錢元/t2411輔料消耗元/t110909090總計元/t4690.05672.76002.539177生物法制乙醇的物耗本錢均在 5700 元/噸以上，以目前乙醇的市場價格 50005500 元/噸來說，承受生物法制乙醇技術(shù)本錢較高，隨著國家對 G1 代、G1.5 代生物制燃料以后的補貼取消，以及對糧食燃料乙醇征收 5%的消費稅，此技術(shù)已 經(jīng)滿足不了市場的需求，生物法乙醇企業(yè)普遍處于虧損狀態(tài)。煤制乙醇技術(shù)的生產(chǎn)本錢在 40006000 元/噸之間，相比于生物法技術(shù)具有更強的競爭力。其中，從反響條件來看， 合成氣微生物發(fā)酵法屬于常溫常壓工藝，對設(shè)備、管道、閥門等要求最低，不需要變換和脫硫裝置，固定投資費用最?。?從催化劑來看，合成氣微生物發(fā)酵法承受自然微生物細菌， 屬于