特級食用酒精生產技術及工程應用
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新工藝 | 課題來源: | 橫向委托 |
起止時間: | 1997.04 至2014.12 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
1.簡要技術說明
本項目開展之初,我國食用酒精行業裝置規模小、技術落后、廢醪液污染環境、生產高質量產品及處理廢醪液需要引進國外價格昂貴的技術及裝備,嚴重制約著我國酒精產業的健康發展。隨著我國人們生活質量的提高,新型白酒產業的發展及生物基化學品產業的發展,亟待在以特級食用酒精為代表的高純酒精生產技術及裝備上實現突破。
項目承擔單位采用當代生物化工領域的先進技術手段及方法、傳質理論、計算流體力學及系統工程理論及方法,經歷了應用基礎研究、模型試驗及大規模產業化實施的全過程,開發了水萃取精餾脫雜、復雜塔系熱耦合精餾、高效復合塔及廢醪液綜合利用技術等高純食用酒精生產關鍵技術,解決了長期困擾傳統酒精行業發展的技術瓶頸,實現了高純食用酒精生產關鍵技術的原始創新與系統集成,形成了具有自主知識產權的特級食用酒精成套生產技術。
1997年,采用該技術建成了當時世界上單套生產能力最大的黑龍江華潤金玉實業有限公司年產14萬噸高純食用酒精生產裝置,并一次開車成功,打破了國外技術公司對高檔酒精生產技術的壟斷,產品指標優于后來頒布的GB10343-2002特級酒精產品質量等級,填補了我國特級食用酒精生產技術的空白,為此國家對當時食用酒精質量標準GB10343-89進行修訂,新頒布的食用酒精質量標準GB10343-2002的產品質量等級新增加了特級酒精。主要技術創新點:
(1)首次建立了特級食用酒精生產過程全流程數學模型及專用數據庫,發明了以水介質萃取精餾分離醛、酯及雜醇類化合物,脫甲醇塔下側線采出高純酒精等為主要技術特征的五塔特級酒精生產技術,淘汰了多塔復蒸及加堿工藝,產品質量優于GB10343-2008特級質量等級,特級酒精率由低于94%提高到97%以上。
(2)完成了熱網絡合成技術對復雜塔系精餾熱交換過程的系統分析及過程優化,開發了特級食用酒精復雜塔系熱耦合精餾生產工藝,單位產品蒸汽消耗小于2.45噸,綜合能耗指標達到國際領先水平。
(3)采用CFD方法開發了大型塔器氣體分布裝置及設計準則,結合水力學試驗研究,首次將高效填料及內件技術引入發酵法酒精精制過程,開發并工程應用了高效復合塔內件,滿足熱耦合精制操作對系統壓降的要求,在降低塔壓降的同時顯著提高了精餾系統的排雜能力,專有的抗堵型塔板結構及再沸器強制循環外閃蒸工藝解決了醪塔系統物料堵塞的行業難題。
(4)研究了酒精精餾過程中揮發酸、醛、雜醇等雜質組分在流程中的分布規律,明確了雜質走向,找出了合理的排雜位置,優化了排雜流程,工業酒量減少50%以上,精餾過程酒精收率99.8%以上,為業界最高水平。
(5)開發了含固物料再沸器強制循環外閃蒸工藝,解決了含醪物料換熱器加熱管表面蒸發結疤的難題,實現了粗餾塔再沸器等含醪換熱器高傳熱效率及長周期連續穩定運行。
(6)項目填補了我國特級食用酒精生產技術的空白,全面提升了我國酒精生產領域的技術水平及產品質量,為保證食品安全做出重要貢獻。
本技術成果獲授權專利7項,其中發明專利5項,形成的成套生產技術以技術許可的方式在全國酒精行業推廣應用,截止到2014年底,共建成11套生產裝置、完成技術改造優化3項,形成了約134.5萬噸/年特級或優級食用酒精的生產能力,2015年4月又與中國最大的白酒生產企業黑龍江盛龍酒業有限公司達成了建設年產15萬噸特級食用酒精裝置的技術許可合同,產品主要用于高檔液態基白酒或固液基白酒的生產。
技術許可方通過專利技術許可獲得了專利技術使用費3150萬元。近三年,部分被技術許可的實施單位山東濱州泰裕麥業有限公司等4個單位的5個特級食用酒精生產項目,累計新增銷售額27.7億元,新增利潤1.55億元,新增稅收 1.54億元,新增出口額293萬美元,技術成果實施的經濟及社會效益巨大。
2. 主要技術性能指標及比較
本技術開發之前,我國酒精企業引進了幾套國外公司的優級食用酒精生產技術,并捆綁引進了精餾塔等關鍵裝備,酒精產品定位GB10343-89優級食用酒精,在一定程度上代表著當時國內外酒精生產技術的先進水平。
本技術的產品定位為特級酒精產品,國外同類技術的產品定位為優級酒精產品,即使以此產品為基礎,本技術的酒精精餾收率由低于99%提高到99.8%以上,特級酒精比率由低于94%提高到97%以上,單位酒精產品蒸汽消耗量由2.75 噸降至2.45噸。本技術與國內外同類技術比較,主要技術性能指標都具有明顯的技術優勢。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 天津大學 | ||
單位地址: | 天津市南開區衛津路92號 | ||
單位電話: | 022-27401154;27405564 |
聯系方式
聯系人: | 劉濤 | 聯系人電話: | 022-27405744 | 聯系人Email: | liutao_222@tju.edu.cn |
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