CN101302542A - 一种节能环保的丁醇丙酮生产方法 - Google Patents

一种节能环保的丁醇丙酮生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发酵生产丁醇丙酮的方法，尤其涉及一种节能环保的丁醇丙酮生产方法。该方法以木薯为原料，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，蒸馏步骤采用双塔多效蒸馏方法。本发明方法大大降低了生产能耗，节约了生产成本，使整个生产过程更环保、更节能。

Description

一种节能环保的丁醇丙酮生产方法
技术领域
本发明涉及一种发酵生产丁醇丙酮的方法，尤其涉及一种节能环保的丁醇丙酮生产方法。
背景技术
正丁醇俗称1-丁醇，英文简写为n-butanol；n-butylalcohol；1-butanol，它是无色液体，有酒精味，相对密度0.8109，熔点-90.2℃，沸点117.7℃，与乙醇、乙醚及其它多种有机溶剂混溶。蒸汽与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.45-11.25(体积)。
正丁醇是一种重要的有机化工原料，用途非常广泛，主要用于邻苯二甲酸正丁酯、脂肪二元酸和磷酸丁酯、丙烯酸丁酯及醋酸丁酯等；可经过氧化生产丁醛或丁酸；还可用作油脂、医药和香料的提取溶剂以及醇酸树脂的添加剂等。还可用作有机染料和印刷油墨的溶剂、脱蜡剂。
丙酮，CH3COCH3，也叫醋酮又名二甲基甲酮，分子式CO(CH3)2，分子量58.06，沸点56.1℃，无色略带香味的易燃液体，溶于水。可由丙烯合成或农产品发酵(见发酵过程)制得，是重要的工业溶剂和化工原料。
丙酮是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼。
丙酮，工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中，也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。
目前利用发酵方法生产丁醇、丙酮的技术中，多存在能耗高，成本高的问题，大大影响了生产产量，对节能环保、降低生产成本的要求越来越迫切。
发明目的
本发明的发明目的是提供一种一种节能环保的丁醇丙酮生产方法，而且大大降低了生产成本。
本发明采用的技术方案是：
一种节能环保的丁醇丙酮生产方法，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，蒸馏步骤采用双塔多效蒸馏方法，具体为：
经发酵工序生成38℃的发酵醪液同时分别经过常压塔第一冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及经过常压塔第二冷凝器和醪塔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，醪塔B操作压力为0.3Mpa，塔顶汽向压力0.3Mpa，温度130℃；
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45～60℃，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65～75℃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65～70℃，经过与醪塔B塔底采出废醪液进一步进行换热，温度达到98～105℃，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1丁塔入料；
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1丁塔、2丁塔、丙酮塔、乙醛塔、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。
本发明方法根据蒸馏成分的沸点不同，将各馏分先后蒸发分离出来。随温度的升高，沸点低的物质先成为气体，被蒸馏出来，温度不断升高，蒸馏出的馏分将按沸点由低到高的顺序依次被蒸馏出来。
本发明方法采用双塔多效蒸馏方法，其中经发酵工序生成38℃的发酵醪液同时分别经过常压塔第一冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及经过常压塔第二冷凝器和醪塔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。这样节省醪塔A的加热所需蒸汽。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。这种方法使从醪塔A塔上出来的气体不必再单独设置冷凝器来进行冷凝，减少了不必要的设备和冷却用水。本发明方法大大降低了生产能耗，节约了生产成本，使整个生产过程更环保、更节能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明以木薯为原料，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，蒸馏步骤采用双塔多效蒸馏方法，具体为：
经发酵工序生成38℃的发酵醪液同时分别经过常压塔第一冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及经过常压塔第二冷凝器和醪塔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，醪塔B操作压力为0.3Mpa，塔顶汽向压力0.3Mpa，温度130℃；
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1丁塔入料；
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1丁塔、2丁塔、丙酮塔、乙醛塔、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。

Claims (1)

1、一种节能环保的丁醇丙酮生产方法，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，其特征是蒸馏步骤采用双塔多效蒸馏方法，具体为：
经发酵工序生成38℃的发酵醪液同时分别经过常压塔第一冷凝器和醪塔A入料加热器进入醪塔A，以及经过常压塔第二冷凝器和醪塔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，醪塔B操作压力为0.3Mpa，塔顶汽向压力0.3Mpa，温度130℃；
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45～60℃，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65～75℃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65～70℃，经过与醪塔B塔底采出废醪液进一步进行换热，温度达到98～105℃，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1丁塔入料；
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1丁塔、2丁塔、丙酮塔、乙醛塔、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。
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