【正文】 .................................................................................. 42 主車間配電 ...................................................................................... 42 用水系統(tǒng) ................................................................................................ 42 乙醇廠用水分類 ............................................................................... 42 給水系統(tǒng)和配水系統(tǒng) ....................................................................... 42 冷卻水循環(huán)系統(tǒng) ............................................................................... 42 排水系統(tǒng) ........................................................................................... 42 6 人力組織 .................................................................................................... 43 基本原則 ................................................................................................ 43 勞動力組織原則 .............................................................................. 43 企業(yè)組織原則 .................................................................................. 43 車間勞動制度 ........................................................................................ 43 乙醇生產(chǎn)車間人員編制 ......................................................................... 43 符號說明 ........................................................................................................ 44 致謝 ................................................................................................................. 45 參考文獻 ........................................................................................................ 46 附錄一 工藝流程圖 ...................................................................................... 47 附錄二 篩板塔（ T2）條件圖 ................................................................... 48 附錄三 車間平面布置圖 ............................................................................. 49 附錄四 車間立面圖 ...................................................................................... 50 第 1 頁 共 50 頁 1 概述 乙醇的性質(zhì)及質(zhì)量標準 乙醇 又名酒精 ，是由碳、氫、氧 3 種元素組成的有機化合物， 分子式為 C2H5OH， 結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH， 相對分子質(zhì)量為 46。 [關(guān)鍵詞 ]： 乙醇 ； 發(fā)酵 ；精餾 III Technological Design of 50,000 tons by fermentation of ethanol Every Year. [Abstract]: Ethanol production process includs these major processes: raw material impurity, grinding, liquefied, saccharification, sterilization, fermentation, distillation. The design brief pretreatment of raw materials from cassava, liquefaction, saccharification enzyme fermentation production to postprocessing the entire production process,and the major assignments are calculated fermentation, distillation section and selecting of pumps and storage tanks. [Keywords]: Ethanol 。 浙 江 * * 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 發(fā)酵法年產(chǎn) 5 萬噸乙醇的工藝設(shè)計 姓 名 : 系 別、 專 業(yè) : 導(dǎo) 師 姓 名、職 稱 : 完 成 時 間 : 發(fā)酵法年產(chǎn) 5 萬噸乙醇的工藝設(shè)計 [摘 要 ]： 乙醇的生產(chǎn)過程包括原料除雜，粉碎，液化，糖化，除菌，發(fā)酵，精餾這幾個主要的過程 。 本設(shè)計簡述了從木薯原料預(yù)處理、液化、酶糖化到發(fā)酵生產(chǎn)后處理整個發(fā)酵 乙醇 生產(chǎn)工藝流程 ， 主要完成了 發(fā)酵段，精餾段的計算及附屬設(shè)備的選型。Fermentation。 乙醇 既是食品、化工、醫(yī)藥、染料、國防等工業(yè)十分重要的基礎(chǔ)原料，又是可再生的清潔能源。 物理性質(zhì) 乙醇 是無色透明的液體，比水輕，具有特殊的芳香氣和刺激味，吸濕性很強，可與水以任何比例混合并產(chǎn)生熱量。乙醇 蒸汽與空氣能形成爆炸性混合氣體，爆炸極限為 %18%（體積分數(shù)） 乙醇的物理指標： 熔點 (℃ )： 沸點 (℃ )： 相對密度 (水 =1)： 相對蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (19℃ ) 燃燒熱 (kJ/mol)： 蒸發(fā)熱 (kJ/L)： 臨界溫度 (℃ )： 臨界壓力 (MPa)： 辛醇 /水分配系數(shù)的對數(shù)值： 閃點 (℃ )： 12 引燃溫度 (℃ )： 363 溶解性： 與水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機溶劑。因此常選用 75%（體積分數(shù)）的 乙醇 作消毒劑 乙醇 易被人體腸胃吸收，吸收后迅速解放出熱量。 質(zhì)量標準 乙醇 作為一種原料性的產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量必須達到一定的標準。 其 食用 乙醇 國家標準 如 表 所示。 發(fā)展 乙醇 不僅可以促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并且可以作為清潔能源代替汽油或汽油添加劑 ，減少工業(yè)大氣污染，保護環(huán)境，同時也可緩解原油進口的壓力。如果完全用玉米來生產(chǎn)，按照 1： ， 2020年對玉米的需求將達到 1650萬噸， 2020年將達到 4950萬噸，加上其他工業(yè)消費對玉米需求的增長，未來我國玉米生產(chǎn)將難以滿足燃料乙醇生產(chǎn)的工業(yè)化需求，完全使用玉米生產(chǎn)燃料乙醇 在我國并不現(xiàn)實。 所以 以 非糧作物 為原料生產(chǎn)乙醇有著廣闊的市場前景，對解決日益緊迫的液體燃料短缺問題具有極其重要的意義 。 20 世紀 50 年代中期開始進行技術(shù)革新，首先 在糖化劑方商采用微生物糖化劑代替麥芽， 1964年推行機械通風制曲，隨后普遍應(yīng)用液體曲， 1978 年開發(fā)出高活力糖化酶新菌種（ UV11）進入 20 世紀 90 年代后逐步使用具有國際水平的耐高溫 X淀粉酶和高轉(zhuǎn)化率糖化酶。在發(fā)酵方面，出現(xiàn)了應(yīng)用耐高溫酵母、釀酒用活性干酵母（或鮮酵母）及固定化酵母的新工藝。 50 年來，我國的 乙醇 生產(chǎn)技術(shù)得到很大發(fā)展，淀 粉利用率達 90%以上，水平高的企業(yè)淀粉出酒率達 55～ 56%；發(fā)酵液 乙醇 濃度由 5%提高到 10%左右； 每 噸 乙醇 耗煤從過去普遍在 2 噸以上降到 1 噸以下（最低達 500公斤）。有的廠 夠度 即算合格，有的廠參考外國標準自行規(guī)定一些檢查項目，也有的廠按中華藥典中醫(yī)藥 乙醇 的要求生產(chǎn)。1956 年，原食品工業(yè)部參照原蘇聯(lián) 乙醇 標準及中華藥典制訂了 精餾酒精 （食酒 030156）和 醫(yī)藥酒精 （食酒 030256）的部頒標準。 現(xiàn)今，我國已經(jīng)具備較完整的 乙醇 產(chǎn)品質(zhì)量標準體系，并正在對食用 乙醇 國家標準（ GB1304389）組織進行修訂，以使其進一步和國際先進水平接軌。現(xiàn)在 大多數(shù)企業(yè)都能生產(chǎn)普級食用 乙醇 ，相當一部分企業(yè)具有生產(chǎn)優(yōu)級食用 乙醇 的實力，有多家企業(yè)進行著高純度特級 乙醇 的生產(chǎn)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對糟液的治理第 3 頁 共 50 頁 逐步引起重視， 20 世紀 60 年代用薯類 乙醇 糟液大規(guī)模進行沼氣發(fā)酵取得成功，逐步推廣并不斷完善，現(xiàn)在最大的沼氣發(fā)酵罐容已達 5000 立方 米。 乙醇的應(yīng)用領(lǐng)域 乙醇 的用途很廣，主要有： 1）消毒劑： 醫(yī)院用的一般用濃度為 70%～ 75%的乙醇溶液，因為這種濃度的乙醇溶液殺菌能力最強；此外也是碘酒消毒劑的成分之一。 3）基本有機化工原料： 乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料 。 此外乙醇還做：稀釋劑、有機溶劑、涂料溶劑等幾大方面，其中用量最大的是消毒劑。 合成法 化學合成法是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣為原料，經(jīng)過化學合成反應(yīng)而制成乙醇。所得稀乙醇溶液需經(jīng)過精餾提純以除去部分水和副產(chǎn)物。 1）乙烯直接水合發(fā) 乙烯 直接水合法就是乙烯和水在高溫、加壓、催化劑條件下直接加成得到乙醇的方法： C2H4 + H2O C2H5OH 2）乙烯間接水合法 間接水合法生產(chǎn)乙醇的出現(xiàn)早于直接水合法。經(jīng)過一個世紀后乙烯用硫酸吸收再經(jīng)水解制備乙醇的方法獲得了工業(yè)化。 第一步：乙烯與硫酸作用生成硫酸氫乙酯或硫酸二乙酯； CH2=CH2 + H2SO4 → CH3CH2OSO2OH 或 2CH2=CH2 + H2SO4 → (CH3CHO)2SO2 第二步：硫酸氫乙酯或硫酸二乙酯水解，生成乙醇，釋放出硫酸： CH3CH2OSO2OH + H2O → CH3CH2OH + H2SO4 或 (CH3CHO)2SO2 + 2H2O → 2CH3CH2OH + H2SO4 硫酸氫乙酯、硫酸二乙酯水解過程中伴隨有副產(chǎn)物乙醚的生成。氧氣法是在 120～ 130℃， 300kPa左右的壓力下進行反應(yīng)；空氣法是在 100～ 105℃，壓力 1～ 。 催 化劑 230~300℃， 7~8MPa 催化劑 第 4 頁 共 50 頁 2CO + H2→ C2H5OH + H2O 3CO + H2→ C2H5OH + CO2 由反應(yīng)式可知。因此實際生產(chǎn)中為使混合氣的摩爾比恰好為 1:2，可采用向欲轉(zhuǎn)化的烴類中通 CO2 以調(diào)整轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物中的分子比例。然而隨著溫度的提高，副反應(yīng)增多并加劇，而且無論從熱力 學和動力學角度來看，溫度提高對副反應(yīng)的生成較乙醇的生成更便利，因此為使反應(yīng)向主反應(yīng)方向進行，必須尋找一種選擇性高、催化性好的催化劑，這是由 COH2 合成乙醇的關(guān)鍵。淀粉質(zhì)在微生物作用下，水解為葡萄糖，再進一步發(fā)酵生成乙醇。 1）淀粉質(zhì)原料的發(fā)酵工 藝 乙醇的發(fā)酵工藝分為間歇發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵三種。根據(jù)糖化醪的添加方式分為以下幾種。該法是將糖化醪冷卻到 2730℃后，送入已經(jīng)清洗、滅菌的發(fā)酵罐中，一次加滿，同時加入 10%的酒母醪，經(jīng) 60