【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用細(xì)菌菌種上享有較高的聲譽(yù)， MGC 法在采用酵母菌菌種上具有代表性，著三種方法在生產(chǎn)能力、發(fā)酵溫度上基本相近，但發(fā)酵液的 PH 值、甲醇含量和細(xì)胞密度上差別較大， ICI 法明顯占有優(yōu)勢(shì)，蛋白含量與 Hoechstuhde 法相當(dāng)，高于 MGC 法。從發(fā)酵設(shè)備上看， ICI 法循環(huán)狀態(tài)好，能保證空氣 和能量的良好利用，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，適于大規(guī)模生產(chǎn)。 （ 2）主要以生產(chǎn) It 甲醇蛋白產(chǎn)工藝 消耗指標(biāo)比較 見(jiàn)表 2。 表 2 甲醇蛋白生產(chǎn)工藝消耗指標(biāo)比較 消耗名稱(chēng) ICI 法 Hoechstuhde法 MGC 法 甲醇（ kg） NH325% H3PO470%(kg) H3so494%(kg) KOH38%(kg) Naco3(kg) (kg) MgSO494%(kg) Fe2+(kg) Ca2+(kg) Mn2.(kg) Cu2.(kg) 檸檬酸（ kg) D生物素（ kg) VB1(kg) 電（ ) 燃?xì)猓ㄌ烊粴猓?m3/t) 蒸汽 (m3) 平均工藝用水(m3) 冷卻水（ m3) 1760 151 82 160（ 90%） 20 140 5 1600~2500 412 2~3 2021 640 120 80 8 2021 800 3600 7~12 1688 12 80 2021 110 601 12 25 2560 512 4 1830 壓縮空氣（ 6 表壓） /m3 儀表空氣（ 6 表壓） /m3 從表 2可以看出。總體上 ICI法的原料消耗及能 Hoechstuhde法和 MGC 法低，可作為上產(chǎn)甲醇蛋白的主要方法。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇的理由 國(guó)外采用選擇性微生物以甲醇為碳源生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白（即甲醇蛋白）有 6 種主要方法：英國(guó) ICI 法、德國(guó) Hoechst－ Uhde 法、瑞典 Nor proteim法、日本 NGC法、法國(guó) IFP法、美國(guó) Provesteen法。這些技術(shù)的開(kāi)發(fā)多始于 20 世紀(jì) 60 年代后期。其中，英國(guó)居領(lǐng) 先地位， 1980 年已有 10 萬(wàn)噸級(jí)的甲醇蛋白裝置投產(chǎn)。美國(guó)于1983 年開(kāi)發(fā)出甲醇蛋白生產(chǎn)新工藝，并在 75 噸／年中試基礎(chǔ)上建成 1360～ 2270噸／年的工業(yè)示范裝置。目前，英國(guó) ICI和美國(guó)菲利浦公司可設(shè)計(jì)承建 10 萬(wàn)噸級(jí)的甲醇蛋白生產(chǎn)裝置。 ICI和菲利浦公司還在進(jìn)行建設(shè) 30 萬(wàn)噸／年甲醇蛋白裝置的可行性研究。目前國(guó)內(nèi)通過(guò)比較，多傾向采用英國(guó) ICI 法。 工藝流程簡(jiǎn)述 本裝置包括相同的兩套 8 萬(wàn)噸／年的甲醇裝置，合計(jì)生產(chǎn)能力為 15 萬(wàn)噸／年。兩套裝置共用一套尾氣處理系統(tǒng)。從裝置外來(lái)的原料甲醇，在流量控制下，進(jìn)入甲 醇預(yù)蒸發(fā)器，來(lái)自吸收塔循環(huán)尾氣和新鮮空氣按要求的比例經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)混合后，也進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器，在預(yù)蒸發(fā)器出來(lái)的甲醇與空氣的混合氣體，進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器，在甲醇蒸發(fā)器與主反應(yīng)器的生成氣進(jìn)行換熱，保證其甲醇與空氣的混合氣體中的甲醇全部汽化和過(guò)熱后，進(jìn)入主反應(yīng)器。主反應(yīng)器生成的反應(yīng)氣經(jīng)甲醇蒸發(fā)器換熱降溫后，進(jìn)入吸收一塔，與用二塔循環(huán)泵從吸收二塔底送來(lái)的大部分稀甲醇蛋白逆流接觸進(jìn)行吸收。吸收一塔底部的甲醇蛋白液，用一塔循環(huán)泵將其大部分循環(huán)回一塔下部，小部分直接采出作為甲醇蛋白成品，送貯罐區(qū)存貯。一塔頂出來(lái)的氣體，進(jìn)入第二吸收塔 ，與來(lái)自外界的脫鹽水逆流接觸完成最后的吸收。第二吸收塔底部的稀甲醇蛋白液，用二塔循環(huán)泵將其中一小部分稀甲醇蛋白液送經(jīng)預(yù)蒸發(fā)器進(jìn)行熱能利用 (熱能利用后的稀甲醇蛋白液，仍進(jìn)入吸收一塔作為吸收一塔的吸收劑 )，另外大部分則經(jīng)循環(huán)冷卻器后進(jìn)入吸收一塔作為吸收一塔的吸收劑。從二塔頂出來(lái)的尾氣，大部分回到風(fēng)機(jī)入口，參加原料混合，多余部分進(jìn)入 ECS 反應(yīng)器進(jìn)行催化焚燒，轉(zhuǎn)化成 CO2 和 H2O，達(dá)到無(wú)害處理的效果，并將其釋放的熱量轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)蒸汽。 主反應(yīng)器系統(tǒng)用導(dǎo)熱油作為熱介質(zhì)，開(kāi)車(chē)時(shí)用電加熱器加熱導(dǎo)熱油，再用導(dǎo)熱油泵循環(huán)，使反 應(yīng)器升溫達(dá)到反應(yīng)起始的溫度，即可投料開(kāi)車(chē)。正常反應(yīng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)熱油汽化帶走反應(yīng)熱，導(dǎo)熱油蒸汽進(jìn)入導(dǎo)熱油冷凝器，在那里冷凝放熱，同時(shí)副產(chǎn)蒸汽。此導(dǎo)熱油冷凝器副產(chǎn)蒸汽與 ECS 反應(yīng)器的副產(chǎn)蒸汽匯合后，一起被送出甲醇蛋白裝置與工廠蒸汽并網(wǎng)。在停車(chē)的時(shí)候，導(dǎo)熱油卸回到導(dǎo)熱油貯槽存貯待用。 甲醇消耗定額 原料消耗和能耗 對(duì) 100kt/a 生產(chǎn)規(guī)模，每噸甲醇蛋白的原料消耗和能耗見(jiàn)表 4。 表 4 100kt/a 甲醇蛋白的原料消耗和能耗 消耗指標(biāo) 德國(guó) HU 美國(guó) ICI 日本 ICI 法國(guó) IPP 甲醇 /kg NH3（ 25%） /kg H2PO4(70%)/kg H2SO4(94%)/kg KOH(38%)/kg Fe2+/kg Ca2+/kg Mn2+/kg Cu2+/kg 檸檬酸 /kg D 生物素 /kg VB1/kg 電 / 2021 640 120 80 8 2021 2021 170 85 20（ 90%） 1600~2500 2021 110 60 12 2560 17202160 147 60 燃料 /kj 蒸汽 /m3 工藝用水 /m3 工藝水 /m3 冷卻水 /m3 壓縮空氣（表壓） /m3 儀表空氣 （表壓） /m3 3600 12 1688 12 80 ~209 2~3 104 4 1830 主要設(shè)備選擇 關(guān)鍵設(shè)備的選擇 (1)循環(huán)風(fēng)機(jī) 以往 循環(huán)風(fēng)機(jī)均采用羅茨風(fēng)機(jī)，壓力和風(fēng)量較穩(wěn)定是它的最大優(yōu)點(diǎn)，但耗電高、噪音大。改用離心風(fēng)機(jī)，不但設(shè)備體積小，而且 噪音低。因此建議本裝置采用離心風(fēng)機(jī)。 (2)反應(yīng)器 反應(yīng)器采用管式固定床反應(yīng)器 ,管間采用導(dǎo)熱油撤出反應(yīng)熱。 (3)吸收塔 吸收系統(tǒng)有單塔吸收和雙塔串聯(lián)吸收兩種形式。山于塔內(nèi)各段吸收條件 (包括撤熱和防堵等 )不同，因此塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)不相同，而且塔徑也不一樣。采用雙塔串聯(lián)吸收方式，雖然在布置上多占一個(gè)塔位，但設(shè)備安裝容易，泵的揚(yáng)程下降，可降低電耗。同時(shí)，可減小塔的制造難度。因此本項(xiàng)目采用兩個(gè)吸收塔。 國(guó)內(nèi)外設(shè)備擬分交方案 (1)考慮到專(zhuān)利商與某些制造廠對(duì)甲醇蛋白裝置中關(guān)鍵設(shè)備的制造具有長(zhǎng)期的合作經(jīng)驗(yàn)，為了保證產(chǎn)品 質(zhì)量，保證引進(jìn)技術(shù)的甲醇蛋白裝置在開(kāi)車(chē)生產(chǎn)中能長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，建議關(guān)鍵設(shè)備由專(zhuān)利商提供。 (2)關(guān)鍵設(shè)備改進(jìn) A．甲醇蛋白結(jié)晶器 年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸甲醇蛋白裝置的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 體積大，冷卻和晶體長(zhǎng)大同在結(jié)晶器中進(jìn)行；采用經(jīng)典的帶有框式攪拌的套管式冷卻器，增大了單位容積的傳熱面積，相應(yīng)減小了設(shè)備體積，節(jié)約投資，提高了裝置能力擴(kuò)大的可靠性。 B． 造粒機(jī)系統(tǒng) 通過(guò)在中國(guó)第一套甲醇蛋白裝置 系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)雙螺桿的螺塊進(jìn)行重組，使單線年產(chǎn) 5000 噸能力的裝置 ，對(duì)于生產(chǎn)融熔指數(shù)大于 9 的甲醇蛋白牌號(hào)可提高到年產(chǎn) 9000 噸的能力， 從而減少投資。因此，建設(shè)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸能力的 甲醇蛋白裝置 ，采用擴(kuò)大螺桿直徑到 216． 5mm 時(shí)，用 5 條年產(chǎn) 20210 噸能力的 系統(tǒng)是可行的，也是可靠的。 因此，建設(shè)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸能力的甲醇蛋白裝置 系統(tǒng)將不會(huì)有大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。 (3)甲醇蛋白生產(chǎn)技術(shù)的不足： 目前，英國(guó) ICI 法公司有年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸甲醇蛋白裝置。專(zhuān)利方的技術(shù)改進(jìn)研究成果，特別是催化劑的改進(jìn)，將有利于工藝操作條件的優(yōu)化，有利于反應(yīng)選擇性和收率的提高，使得生產(chǎn)能力成倍增長(zhǎng)而單臺(tái)設(shè)備體積不會(huì)增大或增大不多。另可利用技術(shù)轉(zhuǎn)讓方最近對(duì)設(shè)備選型的改進(jìn) ，并借助技術(shù)專(zhuān)讓方在本國(guó)進(jìn)行的關(guān)鍵設(shè)備改型實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，使本項(xiàng)目建設(shè)更為可靠。 5)引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備范圍 綜前所述，推薦引進(jìn)英國(guó) ICI 法公司的甲醇蛋白生產(chǎn)技術(shù)。但需進(jìn)一步談判及招標(biāo)后方能確定。 軟件部分需引進(jìn)專(zhuān)利技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；硬件部分從國(guó)外進(jìn)口專(zhuān)利設(shè)備和關(guān)鍵工藝設(shè)備、 DCS 控制系統(tǒng)、特殊儀表及特殊分析設(shè)備。詳細(xì)工程設(shè)計(jì)由具有一定業(yè)績(jī)的國(guó)內(nèi)化學(xué)工程公司承擔(dān)，一般工藝設(shè)備 (包括引進(jìn)材料國(guó)內(nèi)制造 )在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。 主要設(shè)備選擇 甲醇蛋白生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，裝 置的工藝設(shè)備數(shù)量大。在單體生產(chǎn)部分，其中多數(shù)為非標(biāo)設(shè)備，而 在 后處理單元多數(shù)為處理固體粉料或粒料設(shè)備，屬于專(zhuān)用設(shè)備。由于生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品和成品對(duì)清潔度要求高，因此所有接觸物料的工藝設(shè)備均采用不銹鋼材質(zhì)。 關(guān)鍵設(shè)備選擇 1)甲醇蒸發(fā)器 采用真空降膜蒸發(fā)器。 2)甲醇蛋白合成成套設(shè)備 設(shè)備組成：合成釜及合成再沸器。合成釜材質(zhì)為鋼襯塘瓷，合成再沸器材質(zhì)為石墨。 3)離心機(jī) 選用推料式離心機(jī)，氣密操作，離心過(guò)濾洗滌一次完成。 4)結(jié)晶冷卻器 帶機(jī)械的管式冷卻器。 5)研磨成套設(shè)備 設(shè)備包括錘式研磨機(jī)、銷(xiāo)釘研磨機(jī)、及配套氮?dú)庋h(huán)設(shè)備。 6)粉料干燥器 選用圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)式干 燥器，干燥盤(pán)帶夾套，用蒸汽加熱。 7)粉料摻混設(shè)備 設(shè)備組成包括加料器、混合器和混料機(jī)。加料器采用失重稱(chēng)量?；旌掀鞑捎酶咚倌蠛蠙C(jī)?；炝蠙C(jī)采用螺帶式連續(xù)混料機(jī)。 進(jìn)口設(shè)備 本裝置工藝設(shè)備中屬于專(zhuān)有技術(shù)設(shè)備、專(zhuān)用設(shè)備、特殊材料設(shè)備及有特殊要求的設(shè)備建議在國(guó)外采購(gòu)，而非標(biāo)設(shè)備及一般機(jī)械設(shè)備在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。 自控技術(shù)方案 采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)用文字代號(hào)及圖形符號(hào)： HG20505 自動(dòng)化儀表選型規(guī)定： HG20507 控制室設(shè)計(jì)規(guī)定： HG20508 儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定： HG20509 儀表配管、配線設(shè)計(jì)規(guī)定： HG20512 儀表管線伴熱和絕熱保溫設(shè)計(jì)規(guī)定： HG20514 DCS 設(shè)計(jì)規(guī)定： HG／ T2057395 化工裝置自控工程設(shè)計(jì)規(guī)定： HG／ T20636。 自動(dòng)化水平 本設(shè)計(jì)有 3 個(gè)裝置：甲醇 (15 萬(wàn)噸／年 )2 套，甲醇蛋白 (10萬(wàn)噸／年 )1 套和公用工程冷凍，空壓站，熱電，脫鹽水及儀修。 為滿足工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量要求， 3 個(gè)主裝置都采用分散型控制系統(tǒng) (DCS)進(jìn)行集中控制，顯示和打印各種報(bào)表，并用PLC 實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖，還分別設(shè)置可燃及有毒氣體檢 測(cè)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)其裝置可燃?xì)怏w泄漏進(jìn)行監(jiān)控。 甲醇蛋白及配套甲醇裝置的 DCS 系統(tǒng)設(shè)置在一個(gè)控制樓內(nèi)。并可將公用工程中的隨機(jī)成套的儀表 (柜 )上的主要工藝參數(shù)以及公共報(bào)警信號(hào)送入控制室的 DCS 顯示。 本項(xiàng)目設(shè)置儀表檢修班實(shí)施儀表的日常維修和部分小修。 公用工程及輔助設(shè)施均按 DCS 進(jìn)行集中控制，控制室設(shè)在全廠主控制樓內(nèi)。 儀表選型原則 通用技術(shù)要求 (1)用于裝置測(cè)量和控制的儀表系統(tǒng)為電子式儀表，其輸入輸出信號(hào)通常為二線制， 4~20mADC 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 (2)調(diào)節(jié)閥一般為氣動(dòng)型，通常為 ～ (G)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 (3)儀表的選擇應(yīng)滿足相應(yīng)區(qū)域的防爆等級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)安裝的儀表應(yīng)為全天候型，其防護(hù)等級(jí)至少應(yīng)是 IP54。 (4)用于原料和成品計(jì)量的儀表采用高精度的流量?jī)x表。 (5)各裝置儀表系統(tǒng)采用中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位。 分散型控制系統(tǒng) (DCS) 甲醇蛋白及配套甲醇裝置采用的分散型控制系統(tǒng) (DCS)除具有先進(jìn)的過(guò)程接口功能、數(shù)據(jù)通訊功能和人機(jī)界面功能外還應(yīng)具有充分的冗余措施和可靠的故障診斷功能。 現(xiàn)場(chǎng)儀表 (1)流量測(cè)量視介質(zhì)的工況酌情采用差壓式流量?jī)x表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋 渦流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用 PTFE 襯里或相應(yīng)材質(zhì)的流量?jī)x表。 (2)液位測(cè)量視具體工況分別采用浮筒式液位變送器、差壓式液位變送器或非接觸式液位計(jì)。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)和易自聚的介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)材質(zhì)的遠(yuǎn)傳膜片密封式液位變送器。 (3)壓力測(cè)量通常采用彈簧管壓力表和壓力變送器。對(duì)于易堵和腐蝕性介質(zhì)采用隔膜式壓力表或法蘭式膜片隔離壓力變送器。 (4)溫度通常采用雙金屬溫度計(jì)和熱電偶／熱電阻 (Ptl00)進(jìn)行測(cè)量，保護(hù)管材料與工藝介質(zhì)特性相適應(yīng) (5)分析器由所選儀器制造商帶分析器小屋并要求正壓通風(fēng)。 (6)調(diào)節(jié)閥一般采用氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用于腐蝕性介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥應(yīng)采用 PTFE 襯里或相應(yīng)材質(zhì)的閥體。 第五章 原 (輔 )料及動(dòng)力供應(yīng) 原料、燃料天然氣供應(yīng) 天然氣資源概況 阿克蘇地區(qū)是塔里木石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)，是國(guó)家西氣東輸工程的主氣源地，境內(nèi)僅庫(kù)車(chē)縣雅克拉凝析油氣田天然氣探明儲(chǔ)量就達(dá) 363 億立方米。