黑龙江省电力开发公司发酵法生产13-丙二醇高技术产业化示范工程项目可行性研究报告.doc

1　总论 1.1　项目由来 1，3-丙二醇（PDO）是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂应用于油墨、涂料、润滑剂、抗冻剂等行业，还可用作药物合成中间体。其最主要的用途是作为聚合体单体合成性能优异的高分子材料。1，3-丙二醇可以替代乙二醇，1，4丁二醇和新戊二醇等中间体用于生产多醇聚酯及作为碳链延伸剂。其与苯二甲酸合成的聚对苯二甲酸丙二酯（PTT），显示了比乙二醇、丁二醇为单体合成的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBP）等更优良的性能，被认为是一种兼具PET的高性能和PBT的易加工性的新型聚酯材料。 目前，世界范围内对聚酯的需求十分旺盛，生产及消费量逐年递增，使得对原料二元醇的需求量也持续增长。 黑龙江省辰能生物工程有限公司从2002年8月开始至2003年9月止对已基本完成1，3-丙二醇项目的工业试验，验证了清华大学的二步发酵法工艺技术。专家认为，生物发酵法生产1，3-丙二醇，与化学合成法（环氧乙烷法、丙烯醛法）相比，具有利用可再生资源、设备装备简便、操作条件温和、环境友好、大大降低成本等先进性。本项目的建设将会大大推进我国的发酵法生产1，3-丙二醇这一领域的竞争能力，有利地促进我国发酵行业、合成纤维行业以及纺织业地发展。 国家发展计划委员会于2001年6月30日作了关于黑龙江省电力开发公司发酵法生产1，3-丙二醇高技术产业化示范工程项目可行性研究报告的批复，文号为计高技[2001]1912号。 拟建项目选址于黑龙江肇东市西面高新技术开发区内。生产能力2500t/a。 受黑龙江省辰能生物工程有限公司的委托,黑龙江省环境保护科学研究院承担了该项目的环境影响评价工作,在现场调查及资料调研的基础上,编制了该项目的环境影响报告书,现提交主管部门及专家审查。 1.2　编制依据 1.2.1　相关法律、法规 　　⑴中华人民共和国环境保护法 ⑵中华人民共和国环境影响评价法 ⑶中华人民共和国大气污染防治法 　　⑷中华人民共和国水污染防治法 　　⑸中华人民共和国噪声污染防治法 　　⑹中华人民共和国固体废物污染防治法 　　⑺中华人民共和国清洁生产促进法 　　⑻中华人民共和国国务院令第253号《建设项目环境保护管理条例》 　　⑼黑龙江省人民政府令第23号《黑龙江省建设项目环境保护管理办法》 ⑽《建设项目环境保护分类管理名录》 1.2.2　相关技术规范 　　⑴《环境影响评价技术导则》（HJ/T2.1～2.3－93） 　　⑵《环境影响评价技术导则》（HJ/T2.4－1995） ⑶《环境影响评价技术导则　非污染生态影响》（HJ/T19－1997） 1.2.3　相关文件 　　国家发展计划委员会文件《关于黑龙江省电力开发公司发酵法生产1，3丙二醇产业化示范工程项目可行性研究报告的批复》 1.3　编制目的 　　按照环评工作的要求，充分分析该建设项目的基本情况（组成、功能、规模等），详细调查项目所在区域的环境概况和环境质量现状，确认项目建设可能产生的环境问题和环境保护目标，确定本次环评的技术路线和实施方案。本着“总量控制”“达标排放”和“清洁生产”的指导思想，在现状评价的基础上，提出切实可行的污染防治措施，进行各环境要素的预测和评价，为项目的环境管理和决策提供科学依据。 1.4　控制与保护目标 本评价区内无国家、省、市级自然保护区，风景游览区，名胜古迹，以及重要文化设施和水源地，鉴于项目区位于城市上风向，项目地处空旷碱地，周围2km以内无居民，南侧200m为肇东市金土地奶牛繁育治疗标准化研究中心，东侧800m顺达葵花养殖场，西侧600m为昌五奶牛高产示范区，因此确定本项目控制污染与环境保护目标为： 　　⑴控制营运期锅炉排放的烟尘与 SO2，保护厂区周围的环境空气质量； 　　⑵控制营运期生产废水及生活污水的排放，保护呼兰河水质； ⑶控制施工及运营期的噪声声强，采取有效措施，严防噪声污染。 具体敏感目标见表1-4-1。 表1-4-1　敏 感 目 标 序号 名称 方位 距离 保护理由 1 周围生态 场界 周围 邻近 在项目的施工期及营运期应注意对周围植被的保护 2 肇东市金土地奶牛繁育治疗标准化研究中心 N 200m 营运期锅炉排放的烟尘与 SO2，保护厂区周围的环境空气质量 3 昌五奶牛高产示范区， W 600m 营运期锅炉排放的烟尘与 SO2，保护厂区周围的环境空气质量 4 顺达葵花养殖 E 800m 营运期锅炉排放的烟尘与 SO2，保护厂区周围的环境空气质量 5 呼兰河 N 60km 呼兰河为松花江一级支流，是本项目污水间接受纳水体 1.5　评价标准 1.5.1　环境质量标准 　　⑴《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中的Ⅳ类标准 　　⑵《黑龙江省地面水环境质量功能区划分和水环境质量补充标准》（DB23/485—1998） ⑶《环境空气质量标准》（GB3095—1996）中的二级标准 　　⑷环发[2000]关于发布《环境空气质量标准》（GB3095—1996）修改的通知 　　⑸《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）中的2类标准 1.5.2　排放标准 　　⑴《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中的二级标准 　　⑵《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）中的二级标准 　　⑶《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)Ⅱ 时段 　 ⑷《工业企业厂界噪声标准》(GB12348—90) 　⑸《建筑施工场界噪声限值》(GB12523—90) 1.5.3　监测方法及标准 　　⑴《水和废水监测分析方法》（国家环保局） 　　⑵《空气和废气监测分析方法》（国家环保局） 　　⑶《城市区域环境噪声测量方法》（GB/T14623—93） 1.6　评价内容及评价重点 　　根据项目特点及所在区域的环境状况，确定本次评价的内容为：环境空气、地表水环境、声环境、场址合理性分析等，在现状评价的基础上，评价其影响程度和范围，提出污染防治措施及总量控制方案，对项目的环境经济损益进行简要分析，提出环境管理与监测计划，并开展公众参与的调查工作。 　　评价重点：环境空气、地表水环境。 1.7　评价等级 1.7.1　环境空气 根据《环境影响评价技术导则　大气环境》(HJ/2.2—93)中有关规定，将大气环境影响评价工作分为一、二、三级，评价工作级别的依据见表1-7-1。 表1-7-1 环境空气影响评价工作级别 Pi(m3/h) 地形 Pi≥2.5×109 2.5 ×109 ＞Pi≥2.5×108 Pi＜2.5×108 复杂地形 一 二 三 平原 二 三 三 表中复杂地形指山区、丘陵、沼泽、大中城市等地区。 　　 Pi为等标排放量，Pi=Qi/Coi×109 式中：Pi——等标排放量(m3/h) 　　Qi——单位时间排放量(t/h) Coi——选用GB3095-96中二级标准中的一次采样浓度允许值。 本工程新建锅炉房排放的SO2等标排放量计算结果见表1-7-2。 表1-7-2 SO2等标排放量结果 污染物 PSO2 等标排放量m3/h 3.52×107 　　根据Pi的计算结果，PSO2<2.5×108，因此确定本次环境空气影响评价工作等级定为三级。 1.7.2　地表水环境 　　根据《环境影响评价技术导则　地面水环境》（GJ/T2.3－93）中规定的评价工作等级划分依据，本项目的具体情况为： 　　建设项目的污水排放量：188m3/d 　　地表水水质要求：Ⅳ类 　　因此，确定地表水环境影响评价工作等级为三级。 1.7.3　声环境 　　噪声源强较低，受影响的范围较小，受影响的人口较少，因此，声环境影响评价工作等级确定为三级。 1.8　评价范围 1.8.1　环境空气 　　以场址为中心，周围36km2(6×6km)范围内。 1.8.2　地表水环境 　　肇兰新河至呼兰河入口段，总控制长度约为60km。 1.8.3　声环境 厂界周围200m范围 。 2 项目所在区域环境概况 2.1 自然环境 2.1.1 地理位置 本项目位于肇东市西部肇东市经济技术开发区内，距肇东市约11公里。工程地理位置见图2-1-1。 肇东市位于黑龙江省西南部，松嫩平原中部，归属绥化地区，地处东经120°20′～126°22′，北纬45°20′～46°20′，南距省城哈尔滨60公里，北距大庆80公里，东与兰西县为邻，南与双城市相接，西于肇州县接壤，北与安达市、大庆市相连。面积3906km2,可耕地20.33万公顷。 2.1.2 地形地貌 肇东市位于松嫩平原，无天然山脉、丘陵，地形基本为松嫩平原东部的低平原。 地势走向大致为西北高，东南低，由西北向东南倾斜，坡降为千分之一到千分之二。海拔高度170米至230米。 地貌单元可分为四种类型： 一是冲击低洼河漫滩区，分布于沿江一带，平均海拔120米左右，地势平坦，为冲击黑砂壤土。 二是堆积阶地区，分布于中东部及北部，平均海拔140～160米，局部地段呈波状起伏，土壤为壤土和硝碱土。 三是剥蚀堆积台地区，分布在市域西部，是全区的最高点，平均海拔200～230米左右，土壤为黄壤土。 四是市区，位于堆积阶地区，地势平坦，平均海拔在140米左右，南高北低，高差11.14米。 2.1.3 气象气候 该地区气候属于季风型中温带半湿润气候。年平均气温3.3℃，最高气温38.1℃，最低气温-38.8℃，年平均降水量443.5mm，年最大降水量659.6mm，最大积雪厚度200mm，夏季主导风向西南风，冬季主导风向西北西风，全年最大风速26 m/s,平均风速3.8m/s,平均冻土厚度为192cm。 2.1.4 水 文 肇兰新河从肇东市区东流过。该河为人工渠，源于安达附近的青肯泡，流经肇东再经50km，在呼兰镇附近入呼兰河。肇兰新河断面面积70m3/s，最大流量50m3/s。肇兰新河是大庆石化总厂及肇东市的纳污水体。 2.1.5 水文地质 肇东市属第四纪松散沉积物地层，厚度和岩石结构，性质变化较大。地下有浅层潜水和深层承压水。浅层潜水埋深2～3m，含水层厚度4～5m，以大气降水为主要补给源。承压水分为第四纪孔隙承压水和白垩纪孔隙承压水两层，补给源以上游径流补给为主，与浅层水无水力联系。 2.2 生态环境概况 该区域按自然区划属半干旱草原区。该区正处在我国最大的内陆苏打盐碱土区的东部边缘，地表植被由于人类不断对自然进行利用和改造，毁草种地，从而使自然生态系统逐步转化为人工、大农业生态系统，种植的品种有玉米、大豆、小麦、高粱、谷子等粮食作物。 气候干旱，土壤砂化严重，草甸植被退化，使得该区域的生态环境较为脆弱，该地区地表原生植被很少，草甸上生长的植物有羊草、车前子、碱蓬、剪刀股等，该区域无原始森林，林地为人工种植的防护林，主要是杨树，在居民点周围种植有榆树、柳树、松树等绿化树种。该区域野生动物在种类及数量上均较少，主要有田鼠、黄鼬、麻雀、布谷鸟、燕子等没有珍稀或濒危物种，本区无自然保护区。  2.3 社会经济环境 2.3.1 肇东市社会经济环境 全市经济发展势头旺盛，曾2次被评为黑龙江省经济综合实力十强县(市)。到2002年全市国内生产总值达84.3亿元，比上年增长11.9%。其中第一、第二、第三产业增加值分别为22.3亿元、33.6亿元、160亿元；人均国内生产总值9227元，高于全省平均水平；全市财政收入实现1.8亿元，年均递增29.2%。在全省10强县91个考核指标中，肇东市进入前3名的有46项，其中工业总产值、乡企总产值、引进外资、外贸出口额、个体私营经济户数等18项指标名列第一，全市经济实力强劲。 农业基础地位更加稳固。肇东市充分发挥玉米资源优势，实施大玉米战略，推动了产业化升级。在原料基地建设上，粮食总产量137.5万吨，居全省第二位。向国家交售商品粮连续8年居全省各县(市)之首。农业总产值25亿元，农村经济总收入19.1亿元，年均递增16.1%和10.1%。以“两牛一猪一鹅”为主的畜牧业已成为农村经济的支柱产业，同年全市奶牛、肉牛饲养量56万头，生猪饲养量135万头，家禽饲养量2850万只，五年分别增长2.6倍、1.4倍和1.5倍。乡镇企业遵循发展与提高并重的方针，紧紧围绕资源优势，扩规模，上项目，实现规模与效益的同步增长。乡镇企业已达9847家，实现产值50亿元，利税3.8亿元，成为肇东市农村经济的“半壁江山”。工业经济已占据主导地位。肇东市工业基础雄厚，形成以当地资源为依托，以市场为牵动力，以粮食化工、石油化工、医药化工、食品、纺织、机械、轻工、建材等行业为支柱的门类齐全、布局合理、比例协调、技术先进、后劲充足的工业体系。目前，全市乡及乡以上工业企业252户，主要产品3000多种，其中国优、部优、省优近百种，有20多种产品远销日本、韩国、俄罗斯、东南亚等20多个国家和地区。同年市属工业完成技改投资2.7亿元，完成项目17个，工业产值首次超过农业产值，突破30亿元大关，年增长41%，实现利税2.2亿元、固定资产25.3亿元，增长幅度较高。 城乡市场日益繁荣。肇东充分发挥哈尔滨、大庆卫星城和周边市、县商品集散地的优势，坚持构建大市场，搞活大流通。全市商业网点达5800多家，各类批零市场遍布全市。城区大专业市场辐射带动功能日益增强。当年，全市社会消费品零售额13.5亿元，年增长21%。肇东市还充分发挥外贸、边贸和外向型企业的主导作用，实现出口额1.8亿元，创汇519万美元，占绥化市的64.9%。同时，肇东加速了第三产业和个体私营经济发展，实现第三产业增加值10.1亿元，私营企业发展到633户，个体工商户发展到3.5万家，个体税收实现2814万元。 社会各项事业得到蓬勃发展。多年来，肇东市坚持“两手抓、两手都要硬”的方针，促进了物质文明和精神文明建设的同步发展。科教兴市战略得到全面贯彻，科技成果向生产力转化速度加快，肇东市已成为科技工作先进市。农业和工业科技进步贡献率分别达到58%和38%。教育事业蓬勃发展，为市域经济发展提供充足的人才储备。卫生、文化、体育工作也都取得了丰硕成果，可持续发展战略得到落实。肇东市城市建设每年投资都在1000万元以上，城市建设正向着住户配套化、道路标准化、设施规范化、环境绿化和香化的方向发展。 农业结构进一步优化。深入实施“主副换位”战略，形成以饲养黄牛为主体的农村经济新框架，全镇黄牛存栏2万头，百头牛场3个。种植业打绿色牌，走特色路，形成了绿色食品业，草药种植业，桑蚕养殖业，河蟹养殖业等“双色农业”。 乡镇企业在改制中不断强大。通过企业改造和内部挖潜、招商引资，乡镇企业步入了快车道。以参源保健品加工厂为龙头，迅速发展起食品加工业、红砖制造、锅炉制造、电池生产、化塑编织等企业迅猛发展。产品运销香港、上海、内蒙、北京及东南亚地区。 商业网点密集、个体工商业竞相发展。集市贸易活跃，个体工商业户已达700多户。形成饮食文化，服装文化、科、工、贸齐头发展的格局。镇内职能部门齐全，公、检、法、邮政、电信、保险、银行、信用社等，为经济发展提供了方方面面的保障。 以“八里城”为主体的旅游事业蓬勃发展，先后建设普济寺、参源保健品厂以及江边风景带等景点。形成企业文化、宗教文化、历史文化，自然风情于一体的迷人景观。形成企业文化、宗教文化、自然风情于一体的迷人景观。每年吸纳数十万中外旅游客前来观光。 3　工程概况 3.1 建设规模及产品方案 主产品：1，3-丙二醇2500t/a。其中，医药级150 t/a，工业级2348 t/a，试剂级2 t/a。 副产品：2，3丁二醇400 t/a，乙酸400 t/a，乳酸400 t/a，干酵母655t/a,菌体655t/a。 3.2 产品标准 本项目生产聚合级1，3-丙二醇，目前国内尚没有此产品的生产，因此该产品还没有国家标准。本项目根据生产PTT的需要，确定1，3-丙二醇的质量标准如下： 外观 无色透明粘稠液体，无机械杂质及乳光 浓度 ≥99% 色度 ≤15号 氯化物（C1-） ≤0.001% 硫酸盐（SO4+2） ≤0.001% 铁（F） ≤0.005% 灰分 ≤0003% 主副产品理化性能详见表3-1-1。 表3-1-1 主副产品理化性能 序号 产 品 名 称 理 化 性 能 危险性概述 毒性状况 1 1，3-丙二醇 无色、无臭、具咸味、吸湿性的粘稠液体；相对密度1.05（25℃）；相对密度（空气1）2.6；闪点79℃；熔点-27℃；沸点210-211℃；饱和蒸气压0.13kPa；引燃温度400℃；与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚；用作溶剂，用于有机合成。 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收； 健康危害：对眼和皮肤无刺激作用。未见中毒报道。 燃爆危险：本品可燃。 亚急性与慢性毒性：以浓度5％的食料饲大鼠15周，无明显毒作用。12％可致大鼠发育不良。给予10ml/kg·天，5周内大鼠全部死亡。 致突变性： DNA损伤：大鼠口服2100mg/kg，10周（连续）。 2 2，3-丁二醇 CH3CHOHCHOHCH3 几乎无色的固体；分子中有二个不对称碳原子；D（-）形式：相对密度0.9869（25℃），折射率1.4315，沸点179～180℃（0.1兆帕，742毫米汞柱），熔点19.7℃；L(+)形式：相对密度0.9872（25℃），折射率1.4306（25℃），沸点179～182℃；DL形式：折射率1.4310（25℃），沸点172.7℃（0.1兆帕，742毫米汞柱），熔点7.6℃。内消旋体：相对密度0.9939（25℃），折射率1.4324，沸点181.7℃（0.1兆帕，742毫米汞柱），熔点34.4℃；有吸湿性；与水混溶，溶于乙醇和乙醚；用于制备树脂和用作溶剂等。由玉米葡萄糖经加酸水解或由甜菜糖蜜经发酵而制得。 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收； 健康危害：在生产环境中，本品蒸气对人没有危险，未见其对人有损害的报告； 燃爆危险：本品可燃。 未见中毒报道。 3 乙酸 CH3COOH 学名醋酸；无色澄清液体；有刺激气味；密度1.049；熔点16.7℃；沸点118℃；溶于水、乙醇和乙醚；无水的乙酸在16℃以下凝固成冰状，俗称冰醋酸，凝固时体积膨大，以致能使容器破裂；普通的乙酸约含纯乙酸36％，无色透明液体，密度1.049；乙酸是重要的化工原料，用于制乙酸纤维素、乙酸乙烯酯、乙酸酐、氯乙酸、乙酸酯和盐等；适用于生产对苯二甲酸、纺织印染、发酵制氨基酸以及用作杀菌剂等；乙酸的主要工业生产方法有乙醇、乙烯经乙醛的氧化法、烷烃液相氧化法和甲醇羰化法；也可由木焦油（木材干馏产物）中用溶剂萃取分出。 4 乳酸 * CH3CHCOOH OH 又称2-羟基丙酸；因分子中有一个不对称碳原子，所以有两种光学异构体；（1）左旋乳酸或l-(+)-乳酸，熔点53℃（从乙酸或氯仿中结晶）；比旋光度+2.6℃（2.5克/100毫升水）；溶于水、乙醇，不溶于氯仿；它的许多金属盐是左旋体；（2）右旋乳酸或d-(-)-乳酸，熔点52.8℃（从乙醚或异丙醇中结晶）；旋光度-2.6°（8克/100毫升水）；溶于水、乙醇、丙酮、乙酸、甘油、不溶于氯仿；它的许多金属盐是右旋体；等量的左旋体和右旋体混合得 外消旋体或dl-乳酸，白色结晶；熔点16.8℃；沸点122℃（1.8千帕，14毫米汞柱），82～85℃（66.6～133帕，0.5～1毫米汞柱）；溶于水、乙醇，微溶于乙醚，不溶于氯仿和石油醚；乳酸广泛应用于食品、皮革、纺织、医药、塑料等工业；它还是人体内糖代谢的重要中间体；由淀粉、马铃薯、糖蜜、牛乳发酵制备或乳糖的氧化制备。 3.3 建厂地点 本项目厂址位于黑龙江肇东市西面高新技术开发区内，厂区西面和北面均为空旷地。厂区东距肇东市11.5公里，距哈大高速公路约7公里。肇昌路自厂区南面通过，厂区南边距肇昌路中心100米，交通运输十分方便。厂区已三通一平，是建厂的最佳选择。厂区占地面积约109200㎡。 开发区具有非常好的公用工程条件，还可提供优惠的政策，为在此建厂的企业创造了良好的硬件与软件环境，是建厂的最佳选择。 3.4 工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标 3.4.1 工艺技术路线的选择 3.4.1.1 1，3-丙二醇现有的生产方法 国际上制备 1，3-丙二醇（1，3-PDO）的方法分为化学合成法和发酵法两种。 化学合成 1，3-丙二醇有4种方法，目前工业化的有2种： (1)“EO”法：以环氧乙烷（EO）作原料经氢甲酰化反应得到了3—羟基丙醛（3—HPA），然后加氢得到1，3-丙二醇。其工艺特点技术难度大，装置投资高。目前国内很难开发这一工艺路线。 (2)丙烯醛水合法：丙烯醛水化制3-HPA，再加氢制得1，3-丙二醇，投资相对较低。丙烯醛水合法的缺点是丙烯醛来源困难，有剧毒，国际上没能商品出售，且制得的丙二醇质量差。 发酵法生产1，3-丙二醇方法分两种： (1)以工业甘油为原料，经厌氧发酵制取 1，3-丙二醇。 (2)运用基因工程手段将葡萄糖转化为甘油基因和将甘油转化为1，3-丙二醇基因同时移入某一细菌体内，再利用该菌发酵制取1，3-丙二醇。但由于以上两种基因来源关系远，基因重组不易成功，即使重组成功，亦不具遗传稳定性。 综上所述，根据我国多年发酵法生产甘油的研究水平世界领先，清华大学教授刘德华等人的的甘油二步发酵法生产工艺世界首创，并且二步发酵法生产1，3-丙二醇实验已获成功，所以我们采用先供氧制取甘油后厌氧制取1，3-丙二醇的二步藕联法新工艺，进一步扩大中间试验，方案合理、技术成熟、现实可行。 3.4.1.2 拟采用生产技术及技术来源 本技术利用淀粉水解糖为原料，通过二步发酵法生产1，3-丙二醇，即：淀粉水解糖→甘油→1，3-丙二醇。首先，玉米淀粉经液化、糖化工序得到葡萄糖液，然后进行好氧发酵、提取得到甘油，甘油再经第二步发酵、提取得到1，3-丙二醇，所得产品纯度达到聚合级，成本具有国际竞争力。 二步发酵法生产1，3-丙二醇，技术来源于清华大学的研究成果。实验已达到以下技术指标： ①发酵液中1，3-丙二醇≥7%， ②1，3-丙二醇生产率≥60%， ③甘油转化率≥90%， ④发酵周期≤60小时， ⑤1，3-丙二醇提取收率≥85% ⑥1，3-丙二醇纯度达到聚合级。 3.4.2 工艺流程简介 3.4.2.1 工艺流程概述 淀粉与自来水配成一定浓度的淀粉乳，加入适量的淀粉酶，利用二次蒸汽喷射液化。液化终点的DE值为28%左右。然后升温升酶，调节PH为4.5，加入适量糖化酶，控温58～60℃糖化，达到糖化终点时DE>97%。 斜面菌种经摇瓶培养后，按适当接种量接入一级种子罐，经一级种子培养后，培养成二级种子，然后培养成三级种子接入发酵罐。 发酵分二步进行，第一步发酵将糖化液转化为甘油，第二步发酵将甘油转化为1，3-丙二醇。 来自糖化工段的糖化液，配以玉米浆等其它成份后，经蒸汽连续消毒后进入第一步发酵罐，并加入少量的消泡剂。来自空压站的空气，经除湿、除菌过滤后计量通入种子罐或发酵罐。按种子培养成发酵要求的通风调节空气流量，种子培养和发酵全过程的温度控制在35±1℃。发酵分二阶段进行。二阶段的通气量和工艺条件不同，第一阶段发酵以葡萄糖浓度达到2-3%，甘油浓度开始下降为终点，转入第二阶段发酵。第二阶段发酵与第一阶段在同一设备中进行，发酵至残糖浓度约1%结束。 来自第一步发酵工段的发酵液经絮凝和离心分离成浓相和稀液，稀液直接进入第二步发酵工序。浓相经板框压滤机过滤后，残渣酵母泥经干燥加工副产品酵母，滤液进入第二步发酵罐中，甘油经过厌氧发酵转化为1，3-丙二醇。 来自第二步发酵工段的发酵液经絮凝和离心分离成浓相和稀液，稀液直接进入浓缩工序。浓相经板框压滤机过滤后，残渣菌体可做为动物饲料，滤液进行浓缩工序，浓缩后1，3-丙二醇浓度高达90%以上。浓缩液进入真空蒸馏，得到粗1，3-丙二醇，粗1，3-丙二醇经活性炭脱色和离子交换即得到成品1，3-丙二醇，然后装桶外销。 生产工艺流程详见图3-4-1。操作条件及物料平衡详见图3-4-2。 3.4.2.2 原辅材料及公用工程规格、消耗及来源见表3-4-1 表3-4-1 原辅材料及公用工程规格、消耗及来源 序号 名称及规格 每吨位产品消耗 年消耗 备 注 1 原辅材料 (1) 淀粉（含粉12~14%） 5.5t 13750t 本市采购 (2) 玉米浆（固化物>40%，含P>%） 20kg 50t 本市采购 （3） 淀粉酶（2万单位/ml） 18kg 45t 本市采购 (4) 糖化酶(10万单位/ml) 6kg 15t 本市采购 （5） 氯化钙 8kg 20t 本市采购 (6) 盐酸(31%) 20kg 50t 本市采购 (7) 烧碱（42%） 20kg 50t 本市采购 (8) 尿素(含N46%) 30kg 75t 本市采购 (9) 活性碳 18kg 45t 本市采购 (10) 阴离子交换树脂 10.7kg 26.7t 本市采购 (11) 阳离子交换树脂 10.7kg 26.7t 本市采购 (12) 包装桶（200kg/桶） 5个 12500个 本市采购 2 公用工程 (1) 新鲜水 166t 415000t 开发区管网 (2) 循环冷却水（△t=16℃） 2822.4t 7056000t 循环水站 (3) 脱盐水 10.1t 25200t 脱盐水站 (4) 无菌压缩空气 69120Nm3 1.73×108Nm3 空压站 (5) 仪表空气 172.8Nm3 432000Nm3 空压站 (6) 低压蒸汽（0.6Mpa，160℃） 38.6t 96480 锅炉房 (7) 中压蒸汽 3.5t 8640t 锅炉房 (8) 电 5811kw.h 1.46×107kw.h 开发区电网 (9) 氮气 1008m3 2520000Nm3 空压站 3.4.3 工艺设备的选择 本装置设备主要依据中科院化冶所和清华大学的发酵工艺技术条件设计，装置设备共约260台套。本装置工艺介质酸性较重，腐蚀性较强，因此装置材料大部分采用不锈钢材料、碳钢内衬、玻璃钢、PVC等。主要设备详见表3-4-2。 表3-4-2 主要设备一览表 序号 名称 规格 材质 数量 备注 一 甘油发酵工段 1 配制罐 VN=5m3 304 2 搅拌加热 2 贮 罐 VN=150m3 304 1 搅拌加热 3 发酵罐 VN=200m3 304 4 搅拌加热 4 一级种子罐 VN=2001 304 2 搅拌加热 5 二级种子罐 VN=20m3 304 2 搅拌加热 6 尿素罐 VN=3 m3 304 1 搅拌加热 7 玉米浆罐 VN=5 m3 304 1 搅拌加热 8 连消系统 304 1 9 蒸汽分配台 Q235A 1 二 甘油提取工段 1 贮罐 VN=200 m3 304 2 2 板框过滤机 300㎡ 组合 3 3 板框受槽 VN=5m3 304 2 4 清液贮槽 VN=200m3 304 1 5 三效浓缩器 5000kg/h 304 1 6 中间槽 VN=5m3 304 2 7 水喷射泵 5000kg/h 组合 1 三 PDO发酵工段 1 流加配制罐 VN=75m3 304 2 搅拌 2 流加计量罐 VN=10m3 304 10 3 碱流加计量罐 VN=6 m3 304 10 4 碱配制槽 VN=6 m3 304 1 搅拌 5 碱泵 304 2 6 甘油配制槽 VN=10 m3 304 2 搅拌 7 连消泵 304 2 8 换热器 FN=100㎡ 304 1 9 维持罐 VN=11.5m3 304 1 10 连消喷射器 304 1 11 发酵罐 VN100m3 304 10 无级调速 12 排空消毒罐 VN=1m3 304 11 13 一级种子罐 VN=0.1m3 321 4 全自动 14 二级种子罐 VN=1m3 321 4 全自动 15 三级种子罐 VN=10m3 304 4 无级调速 16 总过滤器 304 6 17 分过滤器 组合 44 预、精各一 18 贮罐 VN=200m3 304 1 升温、计量 19 蒸汽分配台 304 1 20 种子站 304 1 四 PDO提取工段 1 絮凝罐 VN100m3 304 4 搅拌、升温 2 酸高位槽 VN=5m3 塑料 1 3 酸泵 组合 2 4 板框进料泵 组合 2 5 板框过滤机 100㎡ 组合 6 聚丙烯 6 配制罐 VN=1m3 304 1 搅拌 7 收集槽 VN=10m3 304 2 板框收集 8 清液泵 304 2 9 清液贮罐 VN=100m3 304 4 10 电渗析 130㎡ 组合 10 11 纯液贮罐 VN=100m3 304 3 12 三效浓缩 10t/h 304 1 13 真空系统 组合 1 14 二浓贮罐 VN=10m3 304 2 与三效配套 15 二次浓缩器 2.5t/h 304 1 可计量 16 蒸馏贮罐 VN=10m3 304 2 单效 17 蒸馏装置 1t/h 304 1 可计量 18 精馏贮罐 VN=20m3 304 1 三级冷却 18-1 塔顶产品贮罐 VN=10m3 304 1 可计量 18-2 塔顶贮罐 VN=20m3 304 1 19 精馏装置 ф500 304 1 20 产品贮罐 VN=25m3 304 1 21 真空系统 组合 1 绝压3mmHg 22 蒸汽分配台 304 1 23 纯水装置 10t/h 组合 1 24 冷凝水收集槽 VN=7.5m3 304 1 五 空压、制氮 1 制氮机 700m3/h 组合 9 2 空压机 70m3/h，0.3MPa 组合 9 3 空压机 40m3/h，0.8MPa 组合 9 4 储气罐 Q235A 2 5 采风塔 DN1400 Q235A 1 6 粗过滤器 组合 18 7 除油罐 Q235A 2 8 旋风分离 组合 2 9 冷却器 Q235A 2 10 丝网分离 组合 2 11 稳压罐 Q235A 2 六 锅炉房 1 锅炉 10t/h快装锅炉 组合 3 2 水处理装置 组合 1 3 热水装置 组合 1 供热取暖 4 烟囱 砖混 1 5 导热油炉 150×104kal/h 组合 1 6 脱硫除尘装置 组合 1 3.4.4 总平面布置 总平面布置的原则：符合生产和运输要求；结合地形、地质等自然条件；符合防火、安全、卫生要求；妥善处理分期建设和考虑发展的可能性；为施工创造有利条件。总平面布置详见图3-4-3。 本工程分为生产区、辅助生产区两个功能区。生产区包括综合厂房一个单项；辅助生产区包括空压站、循环水站、消防水泵房、总变电站、污水处理场、锅炉房、原料库、成品棚、办公楼九个单项。 3.4.5 绿 化 本工程绿化面积近4500平方米，覆盖率达15%。绿化方案为对厂前进行重点绿化，布置形式采用自然式。对于生产区和辅助生产区，根据各自的生产特点、空气污染状况、相邻车间的生产性质或使用功能等具体情况因地制宜地进行。 3.4.6 工厂运输 全厂货物运输量为42984吨/年。其中运入：29779吨/年，运出13205吨/年。采用公路与铁路相结合的运输方式。 本工程的原料来自本地及外地。成品也销往本地及外地，所以选择近途公路运输，远途铁路运输至本地，公路二次倒运进厂是合理的。 3.4.7 工厂给水 日供水能力为2000吨。 (1)新鲜水 新建工程用新鲜水水量为69m3/h。生产生活用水储存在新鲜水储罐内，工厂拟建一座V=650m3的生产、生活及消防共同储存罐，可储存6小时的生产生活用水。深井来水进入水池，再由清水泵加压供给各用水点。 (2)循环水 新建工程用循环水量为1170m3/h（见用水量表）。循环水的平均供水温度t130℃，平均回水温度t2=40℃，余压回水上塔。厂区新建一座V=360m3的无盖循环储水池，LXBXH=15.6m×7.8m×3m，新上两座方型逆流式节能型玻璃钢冷却塔，每小时冷却水量1400m3。 (3)无离子水新建工程用无离子水量为3.5m3/h，水的电阻0.10MΩ.cm。无离子水处理设备布置的锅炉房自备水处理间，以减少用地， 解决室外管路输送困难，节省投资。 表3-4-2 全 厂 用 水 量 一 览 表 序 号 用水种类 用水部门 用 水 量 小时平均流量（m3/h） 日平均流量（m3/d） 1 新鲜水 发 酵 10 240 提 取 6 144 锅炉房 10 240 换热站 2 48 污水站 1 24 循环水补水 35 840 生活及其它 6 144 合 计 58 1392 2 循环水 工艺生产 980 23520 空压站 190 4560 合 计 1170 28080 3 无离子水 工艺生产 3.5 89 合 计 3.5 89 4 消防水 室内消防水量 36 室外消防水量 108 合 计 144 3.4.8 工厂排水 厂区新建合流制排水管网，干线管径DN600，清净下水与雨水排入排水管网，生产及生活污水经污水处理站处理达标后，与清净水一起排入开发区排水管网。 3.4.9 污水处理 主要污染源： 主要废水来自工艺生产污水和生活污水。成份主要是可溶性有机物。 (1)废水排放量及水质 生产废水和生活污水排放量432m3/d COD=2282mg/l ，BOD=1618mg/l (2)去除量及去除率 根