【正文】 噸。中國農(nóng)科院飼料研究所的有關(guān)專家分析，到2010年和2020年，我國蛋白質(zhì)飼料需求量分別為0．6億噸和0．72億噸，而資源供給量僅為0．22億噸和0．24億噸，供需缺口分別為0．38億噸和0．48億噸。甲醇蛋白生產(chǎn)成本低，以甲醇蛋白代替?zhèn)鹘y(tǒng)的魚粉和豆類等蛋白，無疑是降低飼料成本、提高飼養(yǎng)效率、加速發(fā)展我國飼料工業(yè)的有效途徑。如果到2010年10％的蛋白質(zhì)缺口由甲醇蛋白頂替，則需求量為380萬噸。目前我國甲醇工業(yè)投資十分迅猛，現(xiàn)有生產(chǎn)能力、至今年底將新形成的生產(chǎn)能力加上在建和擬建項目，我國甲醇生產(chǎn)能力在不遠(yuǎn)的將來將達(dá)到5000萬噸以上。消化這么多甲醇，目前考慮的主要途徑是甲醇燃料和甲醇制烯烴，但由于技術(shù)尚沒有工業(yè)化等原因，這兩大途徑都還是未知數(shù)，因此甲醇蛋白被納入視線。按現(xiàn)在預(yù)估，生產(chǎn)甲醇蛋白的效益也是十分可觀的。 產(chǎn)品價格國際市場價格需求的不斷增長，其市場價格具有明顯的地區(qū)差異，在中國及周邊地區(qū)的甲醇蛋白價格比發(fā)達(dá)國家低三分之一。根據(jù)近幾年我國進(jìn)口甲醇蛋白的數(shù)量和金額統(tǒng)計測算，（不包括進(jìn)口增值稅和關(guān)稅以及國內(nèi)運輸費）。20年后的今天，由于人類對蛋白需求速增，魚粉和大豆資源有限，無法滿足需求，而甲醇蛋白中占成本50%以上的甲醇，由于裝置的大型化和采用節(jié)能技術(shù)而成本較低，使甲醇蛋白的成本降低，從而在價格上與魚粉、大豆競爭。如按平均最低進(jìn)口量60萬/t計。在20世紀(jì)80年代中后期，～／噸。第三章 建設(shè)背景與必要性 某地區(qū)提出在某縣、阿克蘇市建設(shè)年產(chǎn)10萬噸甲醇蛋白工程項目，主要考慮利用當(dāng)?shù)靥烊粴赓Y源豐富，價格優(yōu)惠，建設(shè)條件良好的優(yōu)勢。(1) 充分利用天然氣資源優(yōu)勢，高起點發(fā)展天然氣化工新疆天然氣資源十分豐富，利用好天然氣資源，對新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有舉足輕重的重要意義。特別是以某為中心的塔北地區(qū)，天然氣的蘊藏極為豐富。最近，中石油在某境內(nèi)又發(fā)現(xiàn)迪那2特大型氣田，預(yù)測儲量1 557億m3，它將作為“西氣東輸”工程主要后備氣源，迪那2也是凝析氣田。 南疆天然氣資源開發(fā)利用的主導(dǎo)方向，國家已經(jīng)確定，即作為一次能源管輸至東部地區(qū)，“西氣東輸”工程已于2006年全面投產(chǎn)。 阿克蘇地區(qū)豐富的天然氣資源，除滿足國家“西氣東輸”供氣要求外，還有足夠的天然氣可供規(guī)劃建設(shè)現(xiàn)代化石化產(chǎn)業(yè)基地，發(fā)展天然氣化工。 阿克蘇地區(qū)天然氣氣價相對優(yōu)惠。雅克拉等一些油氣田，拿到儲量十多年一直未開發(fā)利用，油田公司方面也希望盡快把資源利用起來，把儲量變成商品，把資源變成財富。中石油塔里木分公司也擬向某、阿克蘇、沙雅等地供氣。而甲醇蛋白產(chǎn)品附加價值高，市場需求旺，項目投資成本低，能適應(yīng)國內(nèi)外市場競爭的要求，能夠補(bǔ)償遠(yuǎn)距離運輸帶來的制約，從而取得良好的投資回報，滿足南疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民致富的迫切需要。 地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 阿克蘇是鑲嵌在絲綢之路上的一顆璀璨明珠，；氣候宜人，河流縱橫，水草豐茂，農(nóng)牧發(fā)達(dá)，素有“塞外江南”、“魚米之鄉(xiāng)”美譽。地下資源以石油、天然氣和煤炭為主，是塔里木油氣開發(fā)的主戰(zhàn)場、南疆最大的煤炭基地。地表資源主要體現(xiàn)在水土光熱條件得天獨厚。蘋果、香梨、薄皮核桃、黑米、香米、長絨棉、羊毛、皮革等產(chǎn)品飲譽海內(nèi)外；野駱駝、牦牛、馬鹿、黑鸛、雪豹、黃羊等珍禽異獸令人驚嘆。阿克蘇市是地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化、物流和西部5縣的地理中心。具有特殊的地理位置和豐富的自然資源。是自治區(qū)對外開放縣市之一，某目前還是一個經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的待開發(fā)地區(qū)，但以它豐富的自然資源和人文史跡，已引起區(qū)內(nèi)外、國內(nèi)外的普遍重視。某縣為貫徹國家和自治區(qū)的戰(zhàn)略規(guī)劃，制定了“十一五”戰(zhàn)略目標(biāo)，即：“抓住一個機(jī)遇，實現(xiàn)七個突破，建立八個基地和一個中心”戰(zhàn)略目標(biāo)。開發(fā)潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。本項目的建設(shè)有利于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于新疆地區(qū)的穩(wěn)定和民族團(tuán)結(jié)，符合黨中央西部大開發(fā)戰(zhàn)略，可以為推動西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，縮小東西部差別作出貢獻(xiàn)?！?同時，甲醇特性決定甲醇蛋白生產(chǎn)能耗低、營養(yǎng)好。它比甲烷基等基質(zhì)的耗氧量少、發(fā)酵熱少，可大大節(jié)約能耗。而甲醇蛋白中占成本50%以上的甲醇，由于裝置的大型化和采用節(jié)能技術(shù)而成本降低，使得工業(yè)化生產(chǎn)的甲醇蛋白在價格上具有了與魚粉、大豆的有利的競爭環(huán)境。甲醇蛋白產(chǎn)需矛盾十分突出，市場十分緊缺，甲醇蛋白的市場價格比較高,投資甲醇蛋白項目有比較好的投資回報率。符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略甲醇蛋白項目屬于國家鼓勵發(fā)展的新型合成類高新技術(shù)產(chǎn)品項目?？紤]到阿克蘇油氣資源豐富，發(fā)展石油天然氣化工具有良好的資源優(yōu)勢以及我國合成材料將長期供不應(yīng)求的實際情況，提出了走合成材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。對阿克蘇地區(qū)發(fā)展具有十分重要的意義。因此，年產(chǎn)10萬噸甲醇蛋白項目建設(shè)是十分必要的。生產(chǎn)裝置公稱能力為年產(chǎn)甲醇蛋白10萬噸。甲醇蛋白：334噸／日年操作天數(shù)：300天(7200小時)甲醇蛋白：10萬噸／年配套甲醇：15萬噸／年原料路線確定的原則和依據(jù)甲醇蛋白生產(chǎn)可采用的原料有烴類(如天然氣)和甲醇等。唯有甲醇原料產(chǎn)量大、供應(yīng)充足、價格、成本低，因此現(xiàn)在甲醇蛋白工業(yè)生產(chǎn)都是采用甲醇作為生產(chǎn)原料。國內(nèi)、外甲醇蛋白的主要生產(chǎn)工藝及其比較 目前甲醇蛋白的生產(chǎn)工藝主要有英國ICl法。1．1 主要生產(chǎn)工藝 (1)ICI法 預(yù)先滅菌的培養(yǎng)液和含氨空氣從發(fā)酵罐底部加入，在高靜壓下利用空氣攪拌促進(jìn)氧溶解，增大上升溶液的空隙率，由此產(chǎn)生的空氣攪拌作用使罐內(nèi)溶液自然循環(huán)，過程中產(chǎn)生的C02和過剩空氣從發(fā)酵罐頂部放出。在發(fā)酵溫度370C、pH≈7時，噸產(chǎn)品需空氣1300m3。發(fā)酵罐底部出來的物料經(jīng)過調(diào)節(jié)pH值，使細(xì)菌凝聚、絮凝，分離除去大量的水，粗產(chǎn)物經(jīng)過閃蒸干燥得到飼料級產(chǎn)品。 (2)HoechstUhde法 將磷酸、鹽、水和微量元素按比例混合，經(jīng)加熱和冷卻消毒后泵人發(fā)酵罐；甲酵經(jīng)加熱、冷卻消毒后單獨送人發(fā)酵罐。發(fā)酵過程中加入氨水，使pH值保持在7左右。 (3)Noromtein法 ． 該工藝所采用的菌種為專性嗜甲基細(xì)菌。與其他工藝相Norprotein法更加注重對發(fā)酵后的發(fā)酵液的處理工藝的研究，開發(fā)了不同的凝絮、干燥工藝。在凝聚工段，將懸浮液加熱，然后加酸降低pH，從發(fā)酵液獲得有效的細(xì)胞凝聚，經(jīng)過濾，將細(xì)胞濃縮物進(jìn)一步脫水至25％30％。在干燥工段，采用特殊的噴霧干燥器，得到大于200pure的顆粒產(chǎn)品。 (4)MGC法 ． 原料經(jīng)過滅菌、過濾后加入發(fā)酵增，發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置多層多孔隔板，罐中菌體濃度為35kg／m3，生產(chǎn)效率達(dá)5kg/m3..，清液返回發(fā)酵罐，離心后的物料經(jīng)預(yù)處理、混合、粒化、干燥后得粒狀產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝條件比較見下表1。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，有利于長期穩(wěn)定運行，適于大規(guī)模生產(chǎn)。表2 甲醇蛋白生產(chǎn)工藝消耗指標(biāo)比較消耗名稱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╩3/t)蒸汽(m3)平均工藝用水(m3)冷卻水（m3)壓縮空氣（6表壓）/m3儀表空氣（6表壓）/m3176015182160（90%）2014051600~25004122~32000640120808200080036007~121688128020001106011225256051241830 從表2可以看出。工藝技術(shù)方案的比較和選擇的理由國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ICI法、德國Hoechst－Uhde法、瑞典Norproteim法、日本NGC法、法國IFP法、美國Provesteen法。其中，英國居領(lǐng)先地位，1980年已有10萬噸級的甲醇蛋白裝置投產(chǎn)。目前，英國ICI和美國菲利浦公司可設(shè)計承建10萬噸級的甲醇蛋白生產(chǎn)裝置。目前國內(nèi)通過比較，多傾向采用英國ICI法。兩套裝置共用一套尾氣處理系統(tǒng)。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的大部分稀甲醇蛋白逆流接觸進(jìn)行吸收。一塔頂出來的氣體，進(jìn)入第二吸收塔，與來自外界的脫鹽水逆流接觸完成最后的吸收。從二塔頂出來的尾氣，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)到無害處理的效果，并將其釋放的熱量轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)蒸汽。正常反應(yīng)時，通過導(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，同時副產(chǎn)蒸汽。在停車的時候，導(dǎo)熱油卸回到導(dǎo)熱油貯槽存貯待用。表4 100kt/a甲醇蛋白的原料消耗和能耗消耗指標(biāo)德國HU美國ICI日本ICI法國IPP甲醇/kgNH3（25%）/kgH2PO4(70%)/kgH2SO4(94%)/kgKOH(38%)/kgFe2+/kgCa2+/kgMn2+/kgCu2+/kg檸檬酸/kgD生物素/kgVB1/kg電/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）/m3200064012080820003600121688128020001708520（90%）1600~2500~2092~3200011060122560104418301720196014760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，但耗電高、噪音大。因此建議本裝置采用離心風(fēng)機(jī)。(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。采用雙塔串聯(lián)吸收方式，雖然在布置上多占一個塔位，但設(shè)備安裝容易，泵的揚程下降，可降低電耗。因此本項目采用兩個吸收塔。 (2)關(guān)鍵設(shè)備改進(jìn)A．甲醇蛋白結(jié)晶器年產(chǎn)10萬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。因此，建設(shè)年產(chǎn)10萬噸能力的甲醇蛋白裝置，采用擴(kuò)大螺桿直徑到216．5mm時，用5條年產(chǎn)20000噸能力的系統(tǒng)是可行的，也是可靠的。 (3)甲醇蛋白生產(chǎn)技術(shù)的不足：目前，英國ICI法公司有年產(chǎn)10萬噸甲醇蛋白裝置。另可利用技術(shù)轉(zhuǎn)讓方最近對設(shè)備選型的改進(jìn)，并借助技術(shù)專讓方在本國進(jìn)行的關(guān)鍵設(shè)備改型實驗經(jīng)驗，使本項目建設(shè)更為可靠。但需進(jìn)一步談判及招標(biāo)后方能確定。詳細(xì)工程設(shè)計由具有一定業(yè)績的國內(nèi)化學(xué)工程公司承擔(dān)，一般工藝設(shè)備(包括引進(jìn)材料國內(nèi)制造)在國內(nèi)采購。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，屬于專用設(shè)備。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。合成釜材質(zhì)為鋼襯塘瓷，合成再沸器材質(zhì)為石墨。4)結(jié)晶冷卻器帶機(jī)械的管式冷卻器。6)粉料干燥器選用圓盤轉(zhuǎn)動式干燥器，干燥盤帶夾套，用蒸汽加熱。加料器采用失重稱量?；炝蠙C(jī)采用螺帶式連續(xù)混料機(jī)。過程檢測和控制系統(tǒng)用文字代號及圖形符號： HG20505自動化儀表選型規(guī)定：HG20507控制室設(shè)計規(guī)定：HG20508儀表供電設(shè)計規(guī)定：HG20509儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定：HG20512儀表管線伴熱和絕熱保溫設(shè)計規(guī)定：HG20514DCS設(shè)計規(guī)定：HG／T2057395化工裝置自控工程設(shè)計規(guī)定：HG／T20636。為滿足工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量要求，3個主裝置都采用分散型控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行集中控制，顯示和打印各種報表，并用PLC實現(xiàn)安全聯(lián)鎖，還分別設(shè)置可燃及有毒氣體檢測報警系統(tǒng)對其裝置可燃?xì)怏w泄漏進(jìn)行監(jiān)控。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)以及公共報警信號送入控制室的DCS顯示。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)。(2)調(diào)節(jié)閥一般為氣動型，～(G)標(biāo)準(zhǔn)信號。現(xiàn)場安裝的儀表應(yīng)為全天候型，其防護(hù)等級至少應(yīng)是IP54。(5)各裝置儀表系統(tǒng)采用中華人民共和國法定計量單位?，F(xiàn)場儀表(1)流量測量視介質(zhì)的工況酌情采用差壓式流量儀表、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、旋渦流量計和質(zhì)量流量計。(2)液位測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。(3)壓力測量通常采用彈簧管壓力表和壓力變送器。(4)溫度通常采用雙金屬溫度計和熱電偶／熱電阻(Ptl00)進(jìn)行測量，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)。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。若選址在某縣。配氣站距離某縣化工業(yè)園區(qū)1．2公里，年供氣能力7億m3除供大化肥用氣外，可保證本項目的用氣需要。羊達(dá)克2井分布在溫宿縣阿克蘇市周邊，且阿克蘇天然氣進(jìn)城項目2006年底可望完成。綜上所述，本項目的原料及燃料天然氣的供應(yīng)是可靠的。每年耗量10255萬m3。 全年共用原料、燃料天然氣17730萬