年产3000吨糠醛生产线项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产3000吨糠醛生产线项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

年产 3000 吨糠醛生产线项目 20 项目区 地下水资源丰富，且水质优良符合 GB5794－ 85《生活饮用水卫生标准》。 项目区用水 由 自备水井 供给。 （ 2） 排水 该项目生 产 污水采取 不锈钢蒸发器处理，循环利用，达到零排放。 生活污水 设置化粪池沉淀处理。 （ 3） 供电：由东北电网调度供电。 该项目用电，直接从供电主干线接入。 （ 4） 供热：该项目供热由 该 公司 自行解决。 （ 5） 通讯条件 项目地 通讯设施齐备，网通、联通、移动、传呼服务网络覆盖全 境。 交通条件 “ 111”国道和省际大通道南北并列从东西贯穿辖区， 富裕县隶属黑龙江省齐齐哈尔市。 位于黑龙江省西部，嫩江中游左岸。 距齐齐哈尔市 65公里，距哈尔滨市 350公里。 地处东经 124176。 0′ 24″、北纬 47176。 18′ 24″。 南与齐齐哈尔、大庆市毗邻，东与依安县接壤，西与甘南县隔江相望，北与讷河市相连。 幅员 4026平方公里。 齐北、富嫩两条铁路在县城交汇，齐黑、碾北两条公路从县内通过，是齐齐哈 尔市北部交通枢纽。 公路、铁路、民航已构成立体交通网，便于人员往来和货物运输。 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 21 第 六 章 技术设备工程方案 一、技术方案 工艺技术选择 糠醛蒸馏法精制按生产流程不同可分为间歇精制及连续精制两类，我国大部分糠醛厂采用间歇精制工艺，该流程具有设备结构简单，投资较少的特点，但有产品质量不稳定，不易实现生产过程的连续化和自动化弱点。 采用连续精制，虽 然 建 设 投资较高，但产品质量好、稳定性强、易于实现生产的连续化和自控。 国外以美国魁克麦片化工公司糠醛连续精制流程为代表，流程简便是其一大优点，但产品高沸点，杂质含量高 ，色泽深是其弱点。 我国开发推广的连续精制流程，由塔釜采出液回收的糠醛接近理论值，可达 %，具有物料流失少、塔径小、投资少、能耗低等多种优点，几种方法产品质量对比见表 61。 三种糠醛精制流程产品质量对比 表 61 流程名称 色度 糠醛纯 度 % 高沸点杂质 % 酸度 mol/L 甲基糠醛 其他高沸物 中国连续精制 5 9 美国魁克麦片化工公司连续精制 1215 中国间歇精制 59 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 22 本工程拟采用我国普遍推广的连续精制流程，使企业更具竞争力。 主要工艺技术参数 主要工艺技术参数 表 62 序号 指标名称 单位 定额 备注 1 全年工作日 天 300 2 日工作班数 班 3 3 粉碎粒度 ㎝ 4 配酸量 3— 5% 5 装锅密度 Kg/m3 240 6 蒸汽压力 Mpa 7 糠醛含量 % ≥ 95 一级 8 糠醇含量 % ≥ 97 一级 工艺技术选 择和工艺流程简述 （ 1）工艺技术选择 我国当前糠醛生产采用直接法： n(C5H8O4)十 nH2O—— n(C5H10O5)—— n(C5H4O2) 多聚戊糖 戊糖 糠醛 玉米芯含有三种主要成分：纤维素、半纤维素和木质素、这三种主要成分的含量约占总原料的 90%以上，纤维素、半纤维素经水解转化为相应的糖类，溶解于水，聚戊糖的水解和戊糖脱水这两个反应在同一个水解锅内进行，在一定温度和压力作用下水解成 5%糠醛液体，称为原液，在水解锅内生通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 23 成醛汽应及时放出锅外进行冷凝，以减少树脂 化和缩合损失；将 5%糠醛原液经初馏塔利用液体混合中各种组分沸点不同来达到分离成各个组分的方法蒸馏出含糠醛 9092%的毛醛 (或粗醛 )；经脱水塔分离出水份和低沸点组合，经精馏塔分离的高沸点物和灰分，生产出纯度 %糠醛。 精馏塔底存留的高沸点物定时排入蒸馏釜内对残液进行蒸馏达到回收一定糠醛的目的，浓缩后的残液排放。 玉米芯成分中木质素在水解过程中即不溶解也未发生质的变化，从水解锅中沉淀出来，被放出去，用做燃渣锅炉的主要原料。 本工艺流程的特点是采用当前比较先进的连续精馏工艺，早期建的糠醛厂毛醛经精制釜一台设备 完成脱水，去除低沸物、高沸物。 间歇式精制，靠操作工人的眼睛视测判断糠醛质量，质量不易控制，特别是含水指标，反复率高，增加精制次数，糠醛精制得率低，工人劳动强度大。 本流程精制设脱水塔、精馏塔、回收釜、靠设备保证产品质量，连续精馏操作，保证了产品质量，提高了精制率。 玉米芯含水＜ 15%为好，最多不得超过 25%，玉米芯破碎成 1520mm，去杂、破碎好坏影响出醛率，按玉米芯含水量配制水解前拌酸浓度；水解装锅要带汽装锅，增加装锅密度，并且予热原料；水解锅要串联操作，一是节汽，二是保持稳定的原液浓度，三是减少冷凝热负 荷，要严格按照编制操作规程进行操作，确保最好产醛效果。 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 24 脱水塔蒸出水和各种低沸物，如甲醇、丙酮，升温要慢，否则易跄黑醛，精馏塔温升不要过快和过高，否则易爆沸、易出高沸物，如甲基糠醛和树脂状物质溶入醛中，造成醛的干点过高，脱水精馏要严格控制真空度和塔内温度，确保两塔配合稳定连续工作。 （ 2）工艺流程简述 1） 原料制备 玉米芯原料运进料场，用除土筛将其中泥砂杂物除去，送粉碎机将其粉碎至粒度小于 2cm，由斗式提升机将物料提升至料仓，原料制备工艺见图 63 所示。 图 63 原 料制备流程图 2） 水解 水解工艺见图 64 所示。 图 64 水解工艺流程图 废渣 粉尘 粉尘 粉尘 装运 筛土 粉碎 提升 料仓 废气 废渣 蒸汽 玉米芯 配酸 拌酸 水解锅 冷凝 储罐 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 25 由斗提机将料仓内的玉米芯运到螺旋输送机，再溜入拌酸车，依次开启拌酸车、螺旋输送机。 在拌酸车内存 5%稀酸溶液（浓硫酸在配酸罐内配制为 35Be稀酸），与玉米芯按固液比 1: 进行搅拌，将拌酸后的玉米芯分配到水解锅的装料口待装料完毕，盖好锅盖通入蒸汽升温，在一定压力下进行水解反应生成糠醛，并定时排放不凝气体。 几个水解锅为串联操作，应掌握好气压、时间，有秩序操作。 拌料在水解锅内进行水解反应。 这是制取糠醛的一道主要工序。 玉米芯中的多聚戊糖以硫酸作为水解剂，经过水解成戊糖。 戊糖再经过脱水环化生产糠醛。 但以上两个反应在常温下不易进行，因此，在实际生产中采用高温高压的方法。 一般在生产中采用的温度为 145230℃，蒸汽压力为 104 巴。 水解出醛时间 (反应时间 )要 6 小时，前 3 小时为串出时间。 若蒸汽压力为 104巴 (10千克 /厘米 2)时，反应时间可缩短为 1 小时。 水解反应后生成的糠醛应该立刻用蒸汽把它吹出来，以免发生副反应。 在水解过程中，蒸汽中的糠醛是不均衡的，因此在水解操作中要根据含醛量的变化而调节蒸汽。 出醛量高时，气门开大，出醛量少时，气门开小。 水解反应式如下： 聚戊糖水解生成戊糖： 51052485 )( OHnCOnHOHC n   酸 戊糖脱水生成糠醛： 2452485 3 OHCOHOHC   酸 当物料达到反应温度后开始排放醛汽，一部分醛汽先送通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 26 入初馏塔釜作为加热介质，多余的醛汽直接进入冷凝器，冷凝后的稀醛液流入贮罐以备精制加工用。 水解结束后，关闭蒸汽阀、醛汽阀，然后打开排空阀，将锅内废渣排出。 水解后醛汽经汽渣分离器，过滤出醛渣后热气体经塔釜内．加热釜液，随后回到原液冷凝冷却器，冷却后原液进入原液罐，原液由 位差进入蒸馏塔，进塔温度 8090℃，塔底废水连续排放，塔顶醛汽温度 ℃，进入冷凝冷却器，冷却后的粗醛进入分醛罐，分醛温度 4555℃，分层后水层回流入蒸馏塔，醛层入毛醛贮罐待用。 蒸馏的目的是浓缩稀糠醛溶液，从而提高糠醛的浓度。 稀糠醛溶液从蒸馏塔的中部进入，塔底用间接蒸汽加热。 糠醛和水的共沸点较低，容易蒸发。 稀糠醛溶液经过蒸发，蒸汽就从蒸馏塔 浮阀 的缝隙冒出，分成许多水气泡进入上层塔板，而上层塔板上多余液体就由溢流管回流至下一层。 如此反复进行，经过多次蒸发而浓缩的馏分由塔顶引出。 残液从塔底部排出。 3） 精制 水解后的稀醛液一般含糠醛 46%，并含有以醋酸为主的多种杂质，将其送进初馏塔提浓，分离出大量有机酸和其它高沸点馏分 (甲基糠醛、四氢糠醇、树脂类等 )，蒸出的粗糠醛经冷凝器、分醛罐冷却分离水后，加入碳酸钠溶液（ 10%）中和，进一步除去其中残留的乙酸等有机酸。 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 27 中和所用碱液在化碱计量罐中配置好，加碱量为要中和毛醛总量的 %，碱液罐中配碱浓度 1013%碱液，搅拌中和 20分钟，静置 1 小时。 净化（中和）后的醛汽送精馏釜进行深度脱水，并除去低沸点馏份 (甲酸、甲醇、丙酮、乙醛 )。 蒸出的低沸点 馏分及醛水共沸馏分，贮于头馏分贮罐中，待馏出液由乳白色转向清澈透明时，取成品糠醛，贮入成品罐。 定期由头馏分贮罐回收醛层，进行再蒸，水层定期洗涤精制釜用。 精制工艺见图 65 所示。 糠醛精制工艺流程图 65 高沸物 废气 残渣 醋酸钠 碱液1013% 废水回流 废气 稀醛 初馏塔 冷凝器 分离罐 成品 冷凝器 精馏釜 中和 头馏罐 废水池 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 28 4） 结晶醋酸钠回收 设计对醛汽进行了回收，生产醋酸钠。 醋酸钠生产是采用汽相中和法，将糠醛生产醛汽中的醋酸用 1213%的纯碱溶液中和，汽液相在旋风分离器中分离，得到 17%左右的醋酸钠稀溶液，经真空蒸发浓缩、活性炭脱色、板框压滤及二次蒸发浓缩后，得到结晶液，最后经离心机分离出三水 结晶醋酸钠成品，生产流程见图 66 所示。 图 66 醋酸钠回收工艺流程图 5） 生产控制 为确保产品质量、设备安全运行，对各工序的工艺参数如压力、真空度、温度、流量、液位一律采用就地控制，对工艺参数要求控制严格的部位，如蒸馏顶、精馏塔的温控指示，选用灵敏可靠的数字温度显示仪，显示瞬间温度状况及温度升降情况，以便及时调整蒸汽量，使两塔配合好，保证连续精馏正常进行。 二、设备方案 废水 废活性炭 Na2CO3 醛汽 旋风分离 真空蒸发浓缩 脱色 醋酸钠 离心分离 结晶液 板框压滤 二次蒸发浓缩 通辽市工程咨询中心 年产 3000 吨糠醛生产线项目 29 详见 主要 生产 设备 明细表 63。 主要生产设备一览表 表 63 序号 名 称 规格及技术条件 主要材 质 数量 价格 （万元） 备注 1 粉碎机 处理量： 10t/h 玉米芯， 筛孔 15~20mm Q235B 1 用户自购 2 斗式提升机 提升量； 12t/h H=24 米 Q235B 1 用户自购 3 风机 Q235B 1 用户自购 4 配酸机 LS450 L=20xx pvc 1 用户自购 5 螺旋输送机 LS400 L=20xx Q235B 1 6 皮带输送机 处理量： 12t/h 玉米芯 1 用户自购 7 水解锅 V=15m3 8 压力容器 8 快开阀、直管 Φ 350 不锈钢 / Q235B 8 9 过滤器 Φ 800 不锈钢 1 压力容器 10 料。