[发明专利]一种生产丙酮丁醇的节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产丙酮丁醇的方法。

背景技术

生物发酵法生产丁醇、丙酮是以生物基代替石油基生产的生物化工产品，起源于20世纪40年代，由于来自石油化工的竞争，到20世纪50年代各国的丁醇、丙酮发酵工业纷纷停止生产。中国从二十世纪五十年代开始用粮食发酵法生产丁醇，七十年代后有较大发展，全国上马了几家小型生物法丁醇丙酮生产企业，生产规模在3000吨到5000吨，因技术落后，能耗高，污水处理不能达标，成本无法与石油化工的竞争，到20世纪80年代几乎全部关停。

传统的生物发酵法生产丁醇、丙酮技术主要制约因素有：产物对底物转化率低，总溶剂产量低，高附加值产品——丁醇所占比例低，生产强度低，综合利用、节能技术、废水处理技术落后，发酵后处理复杂以及成本较高等。每生产一吨总溶剂大约需要160吨水，19吨蒸汽。为了解决上述问题，自上世纪六十年代以来，世界各国科学工作者在生产菌种改良、发酵工艺的改进等方面进行了诸多研究，并取得了可喜的成就，使高强度生物发酵法生产丁醇、丙酮技术成为可能。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种生产丙酮丁醇的方法，使整个生产工艺能节能增效。

本发明采用的技术方案是：

一种生产丙酮丁醇的节能方法，以木薯为原料，发酵菌为梭状芽胞杆菌类的丙酮丁醇菌种，将木薯经过粉碎、配料、蒸煮、发酵、蒸馏、精馏步骤获得丙酮、丁醇及副产品乙醇，采用以下方法：

一、在粉碎步骤中，利用连消工序产生的二次蒸汽通过换热器给糊化罐进料预热；

二、发酵过程中产生的CO₂和H₂，经变压吸附法分离出适合电子工业使用的高纯CO₂，剩余H₂用于锅炉燃烧，产生蒸汽供生产装置使用；

蒸馏精制后的废醪经压滤后，滤渣经干燥后大部分做成优质牛羊饲料添加剂，剩余部分送往锅炉燃烧产气供生产装置使用；滤液的50％送往粉碎调浆步骤作为回配水，剩余滤液经环保厌氧处理后，产生大量沼气，送往锅炉燃烧产汽供生产装置使用；

三、蒸馏步骤采用双塔多效蒸馏工艺，发酵醪液经过常压塔第二冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及同时经过常压塔第一冷凝器和醪塔B入料加热器进入醪塔B，醪塔B塔顶蒸汽经循环加热器作为A塔加热热源。

本发明方法的双塔多效蒸馏工艺如下：

经发酵工序生成38℃的发酵醪液经过常压塔第二冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及同时经过常压塔第一冷凝器和醪塔B入料加热器进入醪塔B，醪塔B塔顶蒸汽经循环加热器作为A塔加热热源；从醪塔A塔上出来的气体经过与常压塔第一冷凝器、常压塔第二冷凝器换热后全部冷凝为液体，进入醪塔A回流罐；醪塔A、醪塔B塔下废醪液经过蒸汽喷射泵真空闪蒸，温度降为到90℃，产生的二次蒸汽作为A塔加热热源；入醪塔A发酵液经过与醪塔A塔顶第二冷凝器进行换热，温度升高至约50℃，与废醪液闪蒸罐出来去污水处理装置的废醪液进一步换热，温度达到约70℃后进入醪塔A；入醪塔B发酵液通过醪塔A塔顶第一冷凝器进行换热，温度达到约68℃，经过与醪塔B塔底采出废醪液进一步进行换热，温度达到约101.7℃，进入醪塔B；醪塔A操作压力为常压，塔上汽体经过与进入醪塔A、醪塔B物料进行换热，全部冷凝，进入醪塔A回流罐，作为回流液及第一丁醇塔入料；醪塔B操作压力为0.3Mpa，塔顶汽向压力0.3Mpa，温度130℃，做为A塔塔釜热源；醪塔A塔下废醪液进入废醪液蒸汽闪蒸罐，醪塔B塔下废醪液经过与醪塔B入料换热后进入废醪液蒸汽闪蒸罐；废醪液蒸汽闪蒸罐经过蒸汽喷射泵抽真空至0.07MPa，温度降为90℃；蒸汽喷射泵用动力蒸汽为0.8Mpa锅炉蒸汽，经过蒸汽喷射泵与废醪液蒸汽闪蒸罐闪蒸二次蒸汽混合后出口压力0.05Mpa，作为醪塔A塔底加热热源；经过上述工艺过程，醪塔B产生的混合气通过换热后冷凝依次进入第一丁醇塔、第一丁醇塔、丙酮塔、乙醇塔、脱醛塔和尾气吸收塔，分别得出不同的产品丁醇、丙酮和乙醇。