乙醇的生产工艺总结

1、 2其次章 乙醇生产工艺总结按原料分类，乙醇的生产工艺可分为生物法和化学合成 法两类，各生产工艺分析如下。生物法制乙醇技术生物法制乙醇，俗称酿酒，以淀粉质或糖质为原料，经 发酵、蒸馏及脱水等工序后制得乙醇。此技术由最初提倡消 化陈化粮以玉米、小麦等陈粮为原料生产乙醇的第 1 代技术，由于国家政策的影响，增粮食制乙醇工程被叫停， 逐步进展至以木薯为原料的第 1.5 代技术，目前已进展至以纤维素秸秆、玉米芯等为原料的第 2 代技术。国家乙醇汽油全部承受生物法乙醇，并且由 10 家企业定点生产燃料乙醇。化学合成制乙醇技术化学合成乙醇技术主要分为六种技术路线，分别是合 成气直接催化法、甲醇羰基化法、醋

2、酸加氢、醋酸酯 加氢、二甲醚羰基化、微生物发酵，如以下图所示。直接催化法煤合成气制乙醇不同艺路线图以煤气化制取合成气CO+H2，再由合成气通过催化作用一步直接合成乙醇。此工艺工艺流程短，原子利用率高， 是一种最为简洁的乙醇合成工艺，承受铑基、CuCo 基、Zn Cr 基或者 MoS2 基催化剂都不能得到单独的甚至以乙醇为主的产物，产物中存在大量的烷烃、醛、酮、酯等副产物，乙 醇收率低，设备简洁腐蚀，始终难以实现大型工业化。国内在这方面主要的争辩机构有中科院大连化物所和中科院山西煤化所。大连物化所研发的贵金属铑基催化剂对C2+醇的选择性只有 50%，工业化运行不抱负。目前大化所与江苏索普集团正在

3、进展 1 万吨/年中试工程。甲醇羰基化法合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与 CO 羰基化制得醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢制乙醇。此工艺流程短、反响温和、对设备腐蚀小、投资低、局部承受贵金属催化剂，本钱 有所降低。醋酸加氢路线合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与 CO 羰基化制得醋酸，醋酸通过催化剂直接加氢制乙醇。此工艺流程短、 能耗低，但需要承受钌基贵金属催化剂，碘甲烷与醋酸对设 备的腐蚀等问题，投资较大。目前塞拉尼斯 27.5 万吨/年乙醇工程投产，大化所与江苏索普集团进展 3 万吨/年中试。醋酸酯加氢路线在醋酸的根底上通过与甲醇乙醇或丙烯酯化生产醋 酸甲酯醋酸乙酯或醋酸异丙酯，然后再加氢制乙醇

4、。此工 艺使用铜基催化剂，但流程长、能耗相应较高。目前大化所 与江苏凌凯公司 30 万吨/年醋酸 丙烯酯化加氢制乙醇和异丙醇工程已投产。二甲醚羰基化路线合成气制甲醇后脱水制二甲醚，二甲醚再与 CO 羰基化生产醋酸甲酯，然后加氢制乙醇。目前大连化物所与延长石油已建成 10 万吨/年煤制乙醇工程并投产，生产出无水乙醇， 但生产中存在催化剂寿命短、负荷较低，故障频繁等问题。此工艺本钱约 4300 元/吨，为大化所今后主要争辩与推广的方向。目前，正在建设的工程有：延长中科 50 万吨/年乙醇，疆天业 120 万吨/年煤制乙烯，河南义马 60 万吨/年乙醇。微生物发酵法合成气微生物发酵法制乙醇技术，其生

5、产工艺是将煤气化产生的粗合成气经过简洁处理，通入发酵塔进展微生物发酵，动身酵塔的粗乙醇再经过精馏和脱水得到无水乙醇含量 99.5%以上。此工艺具有常温低压、流程短、选择性高、转化率高、本钱最低的优势被重点关注。国内合成气发酵制乙醇技术由美国塞纳达、巨鹏生物、首钢朗泽在推广。美国塞纳达 2022 年已经完成 1 万吨/年中试数据采集与工程化放大工作，正在进展 12 万吨/年工业化建设；巨鹏生物承受城市垃圾作为原料，在美国佛罗里达州 建有 2.4 万吨/年乙醇装置，正在与潞安集团合作建设 20 万吨/年工业尾气制乙醇示范工程，一期 2 万吨已开工在建；首钢朗泽建成 4.5 万吨/年转炉煤气微生物发

6、酵制乙醇工程，已被河北发改委核准进入燃料乙醇系统销售。乙醇产业各技术路线竞争力分析比较优点工艺简洁成熟工艺相对成熟缺点与人畜争粮资源有限与粮林争地资源有限不与人畜、粮林争地，资源丰富国家进展方向，但其对生物催化酶的综合来看，生产乙醇技术路线众多，各路线反响条件、 原料消耗、投资、生产本钱等各不一样，因此制定乙醇产业 各技术路线分析表，具体如下。表 6生物法制乙醇技术路线分析技术路线G1 代G1.5 代G2 代产品粮食乙醇非粮乙醇纤维素乙醇原料玉米、小麦木薯秸秆、玉米芯代表企业 原料用量t原料单价元 原料本钱元/t 乙醇蒸汽用量t 蒸汽单价元 蒸汽本钱元/t 乙醇用电量Kwh 用电单价元 用电本

7、钱元/t 乙醇物耗本钱元/t 乙醇国家制止建设安徽中粮肇东中粮玉米：3.2t 176056324.96100490417582111490417582661862325792496广西中粮中兴能源木薯：2.9t 185053654.5100450要求较高，技术仍有瓶颈河南天冠山东龙力纤维素：7.0t 65045506.6100660技术路线直接催化法醋酸加氢路线醋酸酯加氢路线二甲醚羰原料合成气醋酸、H2醋酸、H2甲醇、C催化剂铑基贵金属铂系贵金属铜基分子筛压力510MPa412MPa0.55MPa12M温度2503002003002203002002变换装置有有有有脱硫装置有有有有技术成熟度低

8、代表企业索普高塞拉尼斯索普集团原料工程原料 2：合成气原料 1：醋酸原料 2：H高河北中溶河南顺达原料 1：醋酸酯中延长2原料 2：H原料 1原料 2：2表 7煤制乙醇各技术路线生产变动本钱分析吨产品原料 1 消耗t/t1.351.360.7单价元/t30003000250吨产品原料 1 本钱元/t4050.04080.01875吨产品物料 2 消耗元/Nm33000101810251526单价元/Nm31.21.21.20.7吨产品原料 2 本钱元/t36001221.61230106吨产品蒸汽耗量t/t5.62.23.63.2蒸汽价格元/t10010010010吨产品蒸汽本钱元/t560.

9、0220.0360.0320吨产品耗电量Kwh/t5609016052电价(元/Kwh)0.60.60.60.6吨产品用电本钱元/t336.054.096.0312耗循环水量t/t24010635040循环水价元/t0.350.350.350.3吨产品循环水本钱元/t84.037.1122.5140吨产品冷冻水量m3/t1256冷冻水价格元/t22吨产品冷冻水本钱元/t2411辅料消耗元/t110909090总计元/t4690.05672.76002.539177生物法制乙醇的物耗本钱均在 5700 元/吨以上，以目前乙醇的市场价格 50005500 元/吨来说，承受生物法制乙醇技术本钱较高，随着国家对 G1 代、G1.5 代生物制燃料以后的补贴取消，以及对粮食燃料乙醇征收 5%的消费税，此技术已 经满足不了市场的需求，生物法乙醇企业普遍处于亏损状态。煤制乙醇技术的生产本钱在 40006000 元/吨之间，相比于生物法技术具有更强的竞争力。其中，从反响条件来看， 合成气微生物发酵法属于常温常压工艺，对设备、管道、阀门等要求最低，不需要变换和脱硫装置，固定投资费用最小； 从催化剂来看，合成气微生物发酵法承受自然微生物细菌， 属于