玉米燃料乙醇工厂设计初稿

课程设计任务书题目名称玉米燃料乙醇工厂设计题目性质□真实题目■虚拟题目学生学号学生姓名专业名称指导教师技术职称学生层次本科所在单位二0二0年六月制定-1--1、项目简介1、项目名称：玉米燃料乙醇工厂的建立2、项目地址：xx经济开发区3、项目总投资：6000万人民币4、项目内容：玉米燃料乙醇工厂5、规模：年产10000吨玉米燃料乙醇工厂6、项目的依据和原则：（1）认真执行国家及有关部门制定的标准规范。。（2）以科学的求实精神对项目的技术方案进行多方论证和比较，选出技术先进、经济合理、安全可靠的设计方案，为投资决策提供依据。2、产品规模1、本项目拟建内容项目建设生产车间，包括秸秆处理车间、发酵车间、蒸馏车间、成品区等；生产设备及其相应的工艺装备；配套建设相应的公用工程及服务性设施；建设相应的环保设施，建成后年产燃料乙醇10000吨。2、拟建规模建成年产10000吨燃料乙醇。3、建设地点拟建于山东东营港经济开发区。东营港建成于1997年，现有泊位14个，是中国国务院批准的国家一类开放口岸，是经山东省政府批准设立的省级经济开发区，规划区域内，分为仓储、化工、加工制造、高科技、行政办公、生活商贸六大功能区。东营港交通便利，经济发展迅速，具有广阔的土地资源，尤其是东营港经济开发区232平方公里控制范围内，全部是未开垦的空旷盐碱荒滩，特别适合玉米种植，所以原料供应充足，足以撑起生物质原料生产乙醇的“绿色行业”，是投资的最佳选择地。4、占地面积10000平方米3、厂址选择3.1厂址选择的目的与依据1、目的：进行年产10000吨玉米燃料乙醇生产。2、选址依据：（1）有燃料乙醇生产许可证，能按照国家规定组织生产。（2）有基本的生产及技术力量保证。（3）严格执行国家规定的环保相关法规，符合环保要求，“三废”治理与项目建设“三同时”。（4）严格执行国家有关“劳动安全卫生”规定，确保安全生产。3.2厂址条件本项目初步定的厂址是山东东营港经济开发区。东营港交通便利，经济发展迅速，具有广阔的土地资源，尤其是东营港经济开发区232平方公里控制范围内，全部是未开垦的空旷盐碱荒滩，特别适合玉米种植，所以原料供应充足，足以撑起生物质原料生产乙醇的“绿色行业”，是投资的最佳选择地。与中国其它港口和开发区相比，东营港、东营港经济开发区投资环境优良，具备五个方面的比较优势：一是具有良好的区位优势。东营港地处环渤海湾港口布局的适中位置，距天津港90海里，距大连港122海里，是东北经济区与华北、中原经济区交通通道的中心控制点。东营港平均潮差仅0.76米，等深线密集，水深－10米处离岸6公里，水深－20米处离岸15公里，是渤海湾泥质海岸线距深海最近的位置，是建设万吨级深水大港的天然良址。东营港、东营港经济开发区所在的东营市是山东省省辖市，辖三县两区，全市土地面积8053平方公里，人口180万。中国第二大油田——胜利油田、中国石油行业最高学府——中国石油大学均座落于此。二是具有良好的交通优势。东营港经济开发区水上交通十分方便，出渤海湾与国内外各港口相通。陆路交通非常发达，与首都北京、省会济南和天津、青岛等重要港口城市都有高等级公路连接。铁路正在建设，拟建的通港铁路支线将与德烟铁路同步开工。空中交通非常便利，东营飞机场已开通北京、上海航线，并将陆续开通至海口、深圳、沈阳、哈尔滨等地的航线，还将开通至仁川等地的国际航线。三是具有广阔的经济腹地优势。东营港经济开发区直接经济腹地为山东东营、淄博、滨州、德州和潍坊等地市，间接经济腹地包括济南、泰安和聊城，并可辐射冀南、晋中等地区。经过多年发展，该区域已经形成了石油化工、盐化工、纺织业、机械电子产业、轮胎产业、造纸工业、食品工业等优势产业，尤其是石化产业得到迅猛发展，12家炼化企业2005年原油加工能力达2065万吨，2010年原油加工量将突破3800万吨，具有发展大型石化企业得天独厚的条件。四是具有充足的土地空间优势。东营港后备陆域广阔，可以充分发挥临海优势，向内陆腹地辐射，逐步形成以港口为核心的临港产业和替代产业。东营港经济开发区232平方公里控制范围内，全部是未开垦的空旷盐碱荒滩。在中国沿海地区已经没有后续土地可利用的情况下，东营港丰富的土地资源，将为港口和开发区长足发展提供坚实保障。4、生产工艺的设计4.1生产方案本项目拟年生产10000燃料乙醇，同时生产副产品有工业CO2气体、酵母蛋白、饲料、有机肥原料等。4.2工艺流程以玉米秸秆为原料，经粉碎，榨汁，酸化，发酵，蒸馏，分子筛脱水得99.5%（V/V）的燃料乙醇，工艺流程如下：秸秆汁酸化压榨粉碎除杂玉米秸秆汁酸化压榨粉碎除杂玉米秸杆酸化培养酒糟有机肥料饲料秸秆渣酸化培养粗馏发酵醪分离酵母发酵杀菌粗馏发酵醪分离酵母发酵杀菌酵母蛋白酵母CO2工业CO2精馏分子筛脱水燃料乙醇精馏分子筛脱水燃料乙醇图1工艺流程图5、物料计算5.1原料消耗计算1、总反应式榨汁阶段：玉米秸秆秸秆汁（70%）可发酵糖（18%）发酵阶段：C6H12O6 2C2H5O+2CO2180 2×462×442、生产1000kg无水酒精理论葡萄糖消耗量：1000×（180/92）=1956.5kg生产1000kg燃料乙醇理论葡萄糖消耗量：1956.5×99.19%=1940.7kg92.19%——国标燃料乙醇乙醇质量分数3、生产1000kg燃料乙醇实际秸秆汁消耗量：1940.7/（18%×94%）=11471.7kg18%——秸秆汁含糖量94%——秸秆汁利用率4、生产1000kg燃料乙醇实际秸秆消耗量：11471.7/70%=16388.1kg70%——秸秆榨汁率5、酒母消耗量：11471.7×0.1%=11.4717kg6、硫酸消耗量：11471.7×0.2%=22.943kg7、硫酸铵消耗量：11471.7×0.2%=22.943kg8、硫酸镁消耗量：11471.7×0.1%=11.4717kg9、磷酸氢钾消耗量：11471.7×0.125%=14.393kg5.2成品与发酵醪量的计算设发酵结束后成熟发酵醪含酒精12%（V/V）,相当于9.05%（W/W），并设蒸馏效率为98%，发酵罐酒精捕集器洗水为发酵醪的2.5%，有关计算如下：（1）需蒸馏的成熟发酵醪量为：1000×99.21%/（98%×9.05%）=11465.8kg（2）不计酒精捕集器洗水，成熟发酵醪的量为：11465.8/1.025%=11186.2kg（3）入蒸馏塔的成熟发酵醪的酒精浓度为：1000×99.19/（98%×11465.8）=8.83%（4）相应放出CO2的量：【（1000×99.19%）/98%】×（44/46）=968.3kg（5）酒母醪量：【（11186.2+968.3）×1.01】×1.5%=182.25kg（6）醛酒产量：设醛酒量占成品酒精的20%，则生产1000kg成品酒精可得次级酒精为：1000×2%=20kg（7）杂醇油量为：1000×0.3%=3kg（8）废醪量计算：1）醪塔上升蒸汽量：11465.2×7.56/47.18%=1837.2kg47.18%塔顶上升酒气的乙醇质量浓度2）残留液量：11465.2-1837.2=9628kg3)成熟醪带入塔的热量：11465.2×3.98×70=3.2×106KJ3.98--成熟醪比热容【KJ/(kg.K)】，70℃4）蒸馏残留液固形物浓度：11465.2×7.5%/9628=8.34%5）塔底残留液带出热量：10478×4.05×105=4.09×104.05--蒸馏残留液比热容【KJ/(kg.K)】，105℃6）上升蒸汽带出热量：1837.2×1965=3.61×10196550%酒精蒸汽焓,KJ/kg塔底采用0.05MPa（表压）蒸汽加热，焓为2689.8KJ/kg；又蒸馏过程热损失取总传递热的0.9%故得消耗的蒸汽量为【3.61×106+4.09×106-3.2×106】【(2689.8-4.18×105)×99.1%】=2017kg99.1%实际蒸馏热量利用率若采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪液为：2017+9628=11645kg5.3乙醇工厂总物料衡算表1总物料衡算一览表名称每吨产品产（耗）量kg日产（耗）量t年产（耗）量t成品酒精100033.3310000玉米秸秆16388.1546.30163881秸秆汁11471.7382.39114717发酵酵母11.4710.383114.71浓硫酸22.9430.765229.43硫酸镁1.14710.038311.471磷酸一氢钾14.3930.472143.93硫酸铵22.9430.765229.43酒母醪182.256.0751822.5蒸馏发酵醪11465.8382.19114658杂醇油30.130.00二氧化碳677.8122.596778.1酒糟11645388.17116450参考文献[1]马晓建,李洪亮，刘利平.《燃料乙醇生产与应用技术》[M].化学工业出版社