1、发酵法生产丙二醇高技术产业化示范工程项目可行性研究报告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
2、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
3、化示范工程项目可行性研究报告的批复，文号为计高技20011912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、法规中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境影响评价法中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国噪声污染防治法中华人民共和国固体废物污染防治法中华人民共和国清洁生产促进法中华人民共和国国务院令第253号建设项目环境保
4、护管理条例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 建设项目环境保护分类管理名录1.2.2相关技术规范环境影响评价技术导则（HJ/T2.12.393）环境影响评价技术导则（HJ/T2.41995）环境影响评价技术导则非污染生态影响（HJ/T191997）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
5、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：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；控制营运期生产废水及生活污水的排
6、放，保护呼兰河水质；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N200m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，W600m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E800m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N60km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
7、准地表水环境质量标准（GB38382002）中的类标准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（DB23/4851998）环境空气质量标准（GB30951996）中的二级标准环发2000关于发布环境空气质量标准（GB30951996）修改的通知城市区域环境噪声标准（GB309693）中的2类标准1.5.2排放标准污水综合排放标准（GB89781996）中的二级标准大气污染物综合排放标准（GB162971996）中的二级标准锅炉大气污染物排放标准(GB132712001) 时段 工业企业厂界噪声标准(GB1234890)建筑施工场界噪声限值(GB1252390)1.5.3监测方法及标
8、准水和废水监测分析方法（国家环保局）空气和废气监测分析方法（国家环保局）城市区域环境噪声测量方法（GB/T1462393）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/2.293)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
9、-7-1。表1-7-1 环境空气影响评价工作级别 Pi(m3/h)地形Pi2.51092.5 109 Pi2.5108Pi2.5108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/Coi109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/h3.52107根据Pi的计算结果，PSO297%。斜面菌种经摇瓶培养后，按适当接种量接入一级种子
10、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351。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
11、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
12、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1214%）5.5t13750t本市采购(2)玉米浆（固化物40%，含P%）20kg50t本市采购（3）淀粉酶（2万单位/ml）18kg45t本市采购(4)糖化酶(10万单位/ml)6kg15t本市采购（5）氯化钙8kg20t本市采购(6)盐酸(31%)20kg50t本市采购(7)烧碱（42%）20kg50t本市采购(8)尿素(含N46%)30kg75t本市采购(9)活性碳18kg45t本市采购(10)阴离子交换树脂10.7kg26.7t本市采购(11)阳离子
13、交换树脂10.7kg26.7t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166t415000t开发区管网(2)循环冷却水（t=16）2822.4t7056000t循环水站(3)脱盐水10.1t25200t脱盐水站(4)无菌压缩空气69120Nm31.73108Nm3空压站(5)仪表空气172.8Nm3432000Nm3空压站(6)低压蒸汽（0.6Mpa，160）38.6t96480锅炉房(7)中压蒸汽3.5t8640t锅炉房(8)电5811kw.h1.46107kw.h开发区电网(9)氮气1008m32520000Nm3空压站3.4.3 工艺设备的选
14、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=5m33042搅拌加热2贮 罐VN=150m33041搅拌加热3发酵罐VN=200m33044搅拌加热4一级种子罐VN=20013042搅拌加热5二级种子罐VN=20m33042搅拌加热6尿素罐VN=3 m33041搅拌加热7玉米浆罐VN=5 m33041搅拌加热8连消系统30419蒸汽分配台Q235A1
15、二甘油提取工段1贮罐VN=200 m330422板框过滤机300组合33板框受槽VN=5m330424清液贮槽VN=200m330415三效浓缩器5000kg/h30416中间槽VN=5m330427水喷射泵5000kg/h组合1三PDO发酵工段1流加配制罐VN=75m33042搅拌2流加计量罐VN=10m3304103碱流加计量罐VN=6 m3304104碱配制槽VN=6 m33041搅拌5碱泵30426甘油配制槽VN=10 m33042搅拌7连消泵30428换热器FN=10030419维持罐VN=11.5m3304110连消喷射器304111发酵罐VN100m330410无级调速12排空消
16、毒罐VN=1m33041113一级种子罐VN=0.1m33214全自动14二级种子罐VN=1m33214全自动15三级种子罐VN=10m33044无级调速16总过滤器304617分过滤器组合44预、精各一18贮罐VN=200m33041升温、计量19蒸汽分配台304120种子站3041四PDO提取工段1絮凝罐VN100m33044搅拌、升温2酸高位槽VN=5m3塑料13酸泵组合24板框进料泵组合25板框过滤机100组合6聚丙烯6配制罐VN=1m33041搅拌7收集槽VN=10m33042板框收集8清液泵30429清液贮罐VN=100m3304410电渗析130组合1011纯液贮罐VN=100m
17、3304312三效浓缩10t/h304113真空系统组合114二浓贮罐VN=10m33042与三效配套15二次浓缩器2.5t/h3041可计量16蒸馏贮罐VN=10m33042单效17蒸馏装置1t/h3041可计量18精馏贮罐VN=20m33041三级冷却18-1塔顶产品贮罐VN=10m33041可计量18-2塔顶贮罐VN=20m3304119精馏装置500304120产品贮罐VN=25m3304121真空系统组合1绝压3mmHg22蒸汽分配台304123纯水装置10t/h组合124冷凝水收集槽VN=7.5m33041五空压、制氮1制氮机700m3/h组合92空压机70m3/h，0.3MPa组
18、合93空压机40m3/h，0.8MPa组合94储气罐Q235A25采风塔DN1400Q235A16粗过滤器组合187除油罐Q235A28旋风分离组合29冷却器Q235A210丝网分离组合211稳压罐Q235A2六锅炉房1锅炉10t/h快装锅炉组合32水处理装置组合13热水装置组合1供热取暖4烟囱砖混15导热油炉150104kal/h组合16脱硫除尘装置组合13.4.4 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
19、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
20、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=15.6m7.8m3m，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
21、电阻0.10M.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10240提 取6144锅炉房10240换热站248污水站124循环水补水35840生活及其它6144合 计5813922循环水工艺生产98023520空压站1904560合 计1170280803无离子水工艺生产3.589合 计3.5894消防水室内消防水量36室外消防水量108合 计1443.4.8 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
