[发明专利]一种棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺

权利要求书

1.一种棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，包括：

以棉杆为原料，通过预处理，分离，分别得到黄腐酸和高纯度纤维素；

将预处理得到的高纯度纤维素进行水解、糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇；

将纤维素预处理黑液和废醪液污水分系统处理并循环使用；

其中，所述通过预处理在完成黄腐酸萃取的同时伴随半纤维素水解；

所述预处理工艺过程包括：备料—洗料—蒸煮—喷放—挤桨—磨浆—分离提取黄腐酸黑液—筛选—纤维分级—高纯度纤维素；

所述蒸煮包括：

半纤维素的弱酸性水解同时完成黄腐酸萃取；

半纤维素的碱性水解同时完成黄腐酸萃取；

所述“半纤维素的弱酸性水解同时完成黄腐酸萃取”的工艺条件为：亚硫酸铵用量为原料净重的8～15％，加酸，控制蒸煮过程pH2～6；

所述“半纤维素的碱性水解同时完成黄腐酸萃取”的工艺条件为：亚硫酸铵用量为原料净重的8～15％，加缓冲剂，蒸煮开始大于pH12，蒸煮结束pH7～9。

2.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，控制蒸煮过程pH4～6，压力0.6～0.8Mpa，温度140～170℃，保温时间60～180min。

3.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，所述加酸，包括醋酸、草酸、水杨酸、马来酸，硫酸铵以及其它常规的无机酸和有机酸，添加量为原料重量的0.1-10％。

4.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，蒸煮结束pH为9，压力0.6～0.8Mpa，温度160～175℃，保温时间60～180min。

5.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，所述缓冲剂，包括加缓冲剂氧化镁、氨水、尿素、碳酸氢铵、烧碱或氢氧化钾。

6.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，所述分离是指将预处理综合产物和高纯度纤维素分离，即：纤维素和其它预处理产物的分离，包括溶解于水中的黄腐酸、水解的半纤维素和其它水溶性成分，包括果胶、树脂、蜡质、粗蛋白、灰分；

所述分离的具体步骤为：通过蒸煮完成半纤维素水解和木质素磺化后，顺序完成喷放—挤桨—磨浆—提取黄腐酸黑液得黄腐酸的过程；蒸煮结束后浆料从蒸煮其中喷放出来，压力从0.6～0.8Mpa瞬间降到常压，经过挤桨机脱水后进行磨浆，然后多段逆向洗涤，完成黑液的提取，黑液提取率90％以上，得到黄腐酸稀黑液，稀黑液COD：100000～180000mg/L，污水量为8～12t/(t纤维)，收集处理；同时得到预处理后的高纯纤维素。

7.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，采用公知的方法将预处理得到的高纯度纤维素进行水解、糖化、发酵、蒸馏处理，得到乙醇；在酶解发酵蒸馏加工过程中限制NaOH的使用，确实需要调节pH值时用KOH添加替代。

8.如权利要求1所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，将纤维素预处理黑液和废醪液污水分系统处理循环使用，具体为：

(1)纤维素预处理黑液的处理；包括蒸发浓缩和循环用；蒸发浓缩：稀黑液经过多效蒸发站蒸发，得到脱盐蒸馏水和黄腐酸浓黑液；在负压条件下每吨蒸汽蒸发稀黑液5t；循环使用：脱盐蒸馏水经过进一步脱氮后循环回用于洗料、蒸煮和逆向洗涤工序，同时用于水解发酵蒸馏工序；脱氮过程中产生的硫酸铵用于黄腐酸蒸煮萃取工序；

(2)废醪液污水处理；特点是污染负荷降低处理难度小；糖化发酵和蒸馏污水是经过前期预处理脱除了绝大部分木质素、半纤维素及其降解产物和非纤维成分的废醪液，其中不含有一般的预处理副产物，木质素含量占固形物含量小于5％，采用常规的生化处理后回用于水解发酵蒸馏和纤维素预处理环节。

9.如权利要求8所述的棉花秸秆黄腐酸和纤维素乙醇生产工艺，其特征在于，木质素含量占固形物含量小于2％。