第5期(總第156期)煤化工No 5(Total No 156)2011年10月Coal Chemical Industry0ct.2011甲醇蛋白的技術(shù)與市場(chǎng)谷小虎李曉輝楊旭王育紅陳茜茹(中國(guó)平煤神馬能源化工集團(tuán),河南平頂山467000)摘要簡(jiǎn)述了甲醇蛋白的生產(chǎn)意義、市場(chǎng)情況和生產(chǎn)工藝,介紹了英國(guó)ICI工藝,并將生產(chǎn)工藝與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。以甲醇為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白,既可以消耗過(guò)剩的甲醇產(chǎn)能,又可以緩解我國(guó)蛋白飼料長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面,具有良好的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞甲醇蛋白蛋白質(zhì)飼料英國(guó)ICI法文章編號(hào):1005-9598(2011)-05-000504中圖分類號(hào):TQ936.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A引言1市場(chǎng)分析甲醇蛋白是一種單細(xì)胞蛋白(SCP),以甲醇、氨、11消費(fèi)與生產(chǎn)硫酸和磷酸等作為培養(yǎng)基,經(jīng)過(guò)生物發(fā)酵生成單細(xì)胞我國(guó)人多地少,沒有相對(duì)充裕的土地來(lái)保證飼料菌體,再精制提取為單細(xì)胞蛋白。甲醇蛋白的主要成的生產(chǎn),飼料不足特別是蛋白質(zhì)飼料的短缺將嚴(yán)重影分為粗蛋白、脂肪、賴氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、礦物質(zhì)和響我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。而以甲醇為原料生產(chǎn)蛋白資源,維生素,其中,粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均在70%以上田。可以消耗大量甲醇,緩解甲醇的供需矛盾,且具有不甲醇蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值髙,其粗蛋白含量甚至比魚粉依靠耕地、不受氣候影響、蛋白質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)46和大豆高得多(成分及對(duì)比見表1)。甲醇蛋白可以代據(jù)中國(guó)農(nóng)科院飼料研究所的有關(guān)專家預(yù)測(cè),替魚粉、大豆、骨粉、肉類和脫脂奶粉等用作動(dòng)物飼2010-2020年我國(guó)蛋白質(zhì)飼料供需情況如表2所示料。據(jù)報(bào)道,1t甲醇蛋白作飼料可節(jié)省糧食3.5t,相從表2可以看出,甲醇蛋白的供需缺口越來(lái)越大。我當(dāng)于增產(chǎn)1t牛肉或0.5t豬肉或6t牛奶,實(shí)際使用國(guó)不可能長(zhǎng)期依賴增加魚粉進(jìn)口量來(lái)滿足蛋白質(zhì)飼價(jià)值較大。目前,正在研究將甲醇蛋白用作人類食品料的需求,若10%的蛋白飼料以甲醇蛋白代替,則需求的蛋白質(zhì)添加劑和調(diào)味品原料2。量有380萬(wàn)t~480萬(wàn)t,因此,甲醇蛋白市場(chǎng)廣闊。表1甲醇蛋白、魚粉和大豆?fàn)I養(yǎng)成分對(duì)比表2國(guó)內(nèi)蛋白質(zhì)飼料需求預(yù)測(cè)名稱粗蛋白/%脂肪/%賴氨酸+蛋氨酸/%年份需求量資源供給量供需缺口甲醇蛋白74.08.57.4/億t/億t/億t魚粉61.20.6大豆4.517.74.620120.650.2250.42520】0.700.46520200.720.240.48收稿日期:2011-0411作者簡(jiǎn)介:谷小虎(1984),男,2007年畢業(yè)于河南理工目前我國(guó)的中國(guó)煤化工右,供需矛大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè),助理工程師,現(xiàn)從事煤化工方·盾依然嚴(yán)峻,發(fā)HCNMHG巨大的潛面的研究。在市場(chǎng)。以1t甲醇蛋白消耗2t甲醇計(jì)算,則380萬(wàn)t煤化工2011年第5期甲醇蛋白的生產(chǎn)需消耗甲醇760萬(wàn)t,前景可觀。國(guó)內(nèi)甲醇、氨水部分企業(yè)規(guī)劃的甲醇蛋白項(xiàng)目情況見表3。硫酸、營(yíng)養(yǎng)物表3國(guó)內(nèi)擬建設(shè)項(xiàng)目種子擴(kuò)培養(yǎng)液斜面菌種大培養(yǎng)發(fā)酵罐培養(yǎng)叫分離規(guī)模投資上清液地區(qū)/萬(wàn)t·a1/億元技術(shù)來(lái)源2.5英國(guó)ICI通氣攪拌青海格爾木2寧夏石嘴山國(guó)內(nèi)技術(shù)寧夏寧東基地9國(guó)內(nèi)技術(shù)動(dòng)物飼干燥洗滌或水解河南義馬9.2國(guó)內(nèi)技術(shù)1甲醇蛋白生產(chǎn)工藝流程示意圖重慶萬(wàn)州9德國(guó) Hoechst-Uhde法四川宏泰1013.5國(guó)內(nèi)技術(shù)表4世界甲醇蛋白主要裝置黑龍江鶴崗10香港富藝國(guó)家公司微生物產(chǎn)能/kt:a1細(xì)菌目前,大慶年產(chǎn)2萬(wàn)t、重慶川慶化工廠年產(chǎn)6萬(wàn)英國(guó)德國(guó)Hoechst-Uhde細(xì)菌t、新疆聯(lián)合化工有限公司年產(chǎn)10萬(wàn)t、山東棗莊市法國(guó)酵母年產(chǎn)2萬(wàn)t、江西昌九生化股份有限公司年產(chǎn)2萬(wàn)t日本酵母0.5等甲醇蛋白項(xiàng)目也正在尋求合資或技術(shù)來(lái)源。美國(guó)Provesteen酵母1.36-2.2712價(jià)格及成本分析瑞典Nonprotein細(xì)菌甲醇蛋白產(chǎn)品中的粗蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在西班牙林德1.574%-80%,而魚粉產(chǎn)品中的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在捷克斯洛伐克國(guó)營(yíng)石油1.060%~63%。按照粗蛋白含量計(jì)算,1t甲醇蛋白的營(yíng)養(yǎng)原蘇聯(lián)l500成分相當(dāng)于1.2t魚粉的營(yíng)養(yǎng)成分,所以甲醇蛋白的產(chǎn)品售價(jià)應(yīng)為魚粉價(jià)格的1.2倍較為合理。目前蛋白另外,俄羅斯、墨西哥、印尼、沙特和中國(guó)臺(tái)灣等質(zhì)量分?jǐn)?shù)>65%的魚粉價(jià)格已突破1萬(wàn)元/t,甲醇蛋也有建廠計(jì)劃,其中俄羅斯擬用90萬(wàn)t/a甲醇裝置白售價(jià)應(yīng)為1.2萬(wàn)元/t以上。來(lái)生產(chǎn)甲醇蛋白甲醇成本在甲醇蛋白生產(chǎn)成本中占了一半的比2.1.1英國(guó)ICI法介紹例,按生產(chǎn)1t甲醇蛋白需要2t甲醇計(jì),甲醇目前甲醇蛋白生產(chǎn)技術(shù)中,以英國(guó)的ICI法居領(lǐng)先地價(jià)格2600元/t-2800元/t,原料成本5200元/t-位,1980年已有10萬(wàn)t級(jí)的甲醇蛋白裝置投產(chǎn),其5600元/t,則甲醇蛋白的成本約在1萬(wàn)元/t。以工藝流程示意圖如下頁(yè)圖2所示。預(yù)先被滅菌的培養(yǎng)煤炭和焦?fàn)t煤氣為源頭的大型煤炭企業(yè)在甲醇成本液和含氨空氣從發(fā)酵罐底部加入,在高靜壓下利用空上具有一定的優(yōu)勢(shì)氣攪拌促進(jìn)氧溶解于溶液,增大上升溶液中的空隙率。由此產(chǎn)生的空氣攪拌作用使發(fā)酵罐內(nèi)溶液自然循2生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)介環(huán)。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2和過(guò)?？諝鈴陌l(fā)酵罐頂部醇蛋白生產(chǎn)工藝的主要原料是甲醇、氨水和硫排出,密度增大后的溶液順發(fā)酵罐的一邊下流,在底酸,其工藝流程示意圖如圖1所示。部由冷卻器完成熱交換。培養(yǎng)液和空氣在發(fā)酵罐另21國(guó)外甲醇蛋白生產(chǎn)工藝技術(shù)邊上升循環(huán),粗產(chǎn)品從塔底連續(xù)取出。調(diào)節(jié)pH值使細(xì)甲醇蛋白技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究取得了較大進(jìn)展,菌凝集,經(jīng)離心分離、閃蒸脫水、干燥得到產(chǎn)品2。粒國(guó)外以甲醇為碳源、采用選擇性微生物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋狀產(chǎn)品可用作家畜、家禽、魚等的飼料蛋白;粉狀顆粒白的技術(shù)主要有:(1)微生物采用嗜甲醇營(yíng)養(yǎng)菌法:可用來(lái)替代奶粉。英國(guó)的ICI法、瑞典的 Nonprotein法德國(guó) Hoechst英國(guó)ICI公司擁有世界上最大的連續(xù)發(fā)酵器,生uhde法:(2)微生物采用酵母法:美國(guó)的 Provesteen產(chǎn)的甲醇蠆中國(guó)煤化工產(chǎn)品中含有72%法、日本的三菱瓦斯化學(xué)硎C)法法國(guó)石油協(xié)會(huì)(IF)的粗蛋白,CNMHG魚粉非常相近,法。這些技術(shù)的開發(fā)多始于20世紀(jì)60年代后期,主作為富含熱量、維生素、礦物質(zhì)及高蛋白的飼料在市要裝置建設(shè)情況見表4。場(chǎng)上銷售。2011年10月谷小虎等:甲醇蛋白的技術(shù)與市場(chǎng)廢氣目前,英國(guó)ICI公司和美國(guó) Phillips公司可承空氣氨消毒加壓循環(huán)廢氣擔(dān)設(shè)計(jì)10萬(wàn)t/a級(jí)的甲醇蛋白生產(chǎn)裝置,且正在進(jìn)發(fā)酵罐行30萬(wàn)t/a甲醇蛋白裝置的可行性研究8滌液體排放和處理2.1.2工藝條件與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比消毒國(guó)外甲醇蛋白生產(chǎn)工藝主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見表分離一四蒸集塵營(yíng)養(yǎng)成分5。ICI法、 Hoechst-Uhde法和MGC法在生產(chǎn)能力和發(fā)酵溫度上基本相近,但發(fā)酵液的pH值、平均甲醇含量粒狀裝袋粉狀袋裝和蛋白含量差別較大,ICI法明顯占有優(yōu)勢(shì),蛋白含量高于MGC法。冷卻國(guó)外甲醇蛋白工藝原料消耗見表6。 HoechstUhde法原料消耗較高,MC法在原料消耗上較ICI法圖2ICI法生產(chǎn)甲醇蛋白工藝流程示意圖有優(yōu)勢(shì),但綜合考慮蛋白含量、甲醇含量等因素,國(guó)內(nèi)·多傾向于選擇ICI工藝。表5國(guó)外甲醇蛋白生產(chǎn)工藝主要參數(shù)對(duì)比工藝技術(shù)生產(chǎn)能力值溫度甲醇平均蛋白/g·(L·h)-1/℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)/×104質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%發(fā)酵罐形式ICI法5.035~401~1078.9空氣提升加壓外循環(huán)Hoechst-Uhde法5.06.5~7.570~90空氣提升內(nèi)循環(huán)MGC法5.03.0100空氣提升IFP法3.43.0-3.535~36升氣式表6國(guó)外工藝原料消耗工藝技術(shù)甲醇NH3(25%)H3PO4(70%HSO4(94%)KOH(38%)ICI法200017020.0(90%)hoechst-Uhde法80.0法IFP法1720~196014722國(guó)內(nèi)甲醇蛋自生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)80%以上;南京工業(yè)大學(xué)生物化工技術(shù)中心優(yōu)選與培甲醇蛋白在國(guó)外已使用20余年,被證明是一種殖了生產(chǎn)甲醇蛋白的菌種,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試,完成安全的動(dòng)物飼料添加劑,但目前國(guó)內(nèi)還沒有成熟的生了lt/a及5t/a的模式,目前,正在進(jìn)行50t/a的放產(chǎn)技術(shù),而甲醇蛋白技術(shù)的引進(jìn)面臨國(guó)外持有的技術(shù)大試驗(yàn),同時(shí)籌建250t/a的工業(yè)示范裝置;2011不轉(zhuǎn)讓或價(jià)格太高的困境。中國(guó)的甲醇蛋白工業(yè)要發(fā)年河南煤化集團(tuán)所屬研究院與鄭州大學(xué)河南省離子展起來(lái),只有進(jìn)行自主創(chuàng)新束生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作,開始了離子注入誘變選自20世紀(jì)70年代以來(lái),我國(guó)也進(jìn)行了大量的甲育甲醇蛋白高產(chǎn)菌株及其生產(chǎn)工藝研究,以促進(jìn)企業(yè)醇蛋白生產(chǎn)技術(shù)研發(fā),主要單位包括中國(guó)科學(xué)院微生煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),延長(zhǎng)甲醇下游產(chǎn)業(yè)鏈條。物研究所、北京市營(yíng)養(yǎng)源研究所、中國(guó)科學(xué)院上海有但這些技術(shù)距大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化尚遠(yuǎn),尤其不能滿足機(jī)研究所、中國(guó)石油克拉瑪依研究所、四川大學(xué)、南京萬(wàn)噸級(jí)以上規(guī)模甲醇蛋白生產(chǎn)的技術(shù)要求。工業(yè)大學(xué)(我國(guó)生物化工工程研究技術(shù)中心)等。北京市營(yíng)養(yǎng)源研究所已掌握了甲醇蛋白的生產(chǎn)技術(shù);中國(guó)3結(jié)論中國(guó)煤化工CNMHG石油克拉瑪依石化公司研究院引進(jìn)一株銅綠假單胞近年來(lái),大型和超大型甲醇裝置的建設(shè)和投產(chǎn),菌Sx,使甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)40%以上,蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)使甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩,再加上市場(chǎng)因素,使產(chǎn)品滯銷8煤化工2011年第5期急需尋求下游加工產(chǎn)品,而甲醇蛋白則是其后加工產(chǎn)[2]謝克昌甲醇及其衍生物[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,品中很有發(fā)展前景的產(chǎn)品。至今甲醇蛋白在我國(guó)工業(yè)2002:406-407上沒有得到規(guī)模發(fā)展,一方面在于缺乏技術(shù)支持,另3]徐兆瑜.甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和工藝技術(shù)新進(jìn)展[J精細(xì)方面,甲醇蛋白在價(jià)格上與大豆和魚粉相比沒有優(yōu)化工原料及中間體,2007(6):23-26,14勢(shì),只有在魚粉缺稀、甲醇價(jià)格低廉的情況下才具有[4]韓天玉,喬建芬.甲醇蛋白開發(fā)的前景[J.煤化工,可行性。如果以國(guó)內(nèi)技術(shù)為依托,可大大降低成本,屆2002,30(3):28-30時(shí)甲醇蛋白工業(yè)化既可解決部分甲醇產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)5]吳國(guó)荃,丁爽宋淑利等.甲醇蛋白的生產(chǎn)應(yīng)用及題,又可緩解長(zhǎng)期進(jìn)口蛋白飼料的局面,具有良好的投資建議[J]化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2003,21(11):7-8,14[6]李娟,張錫蘭,郭泉輝.甲醇下游產(chǎn)品的開發(fā)和利用經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。[J].河南化工,2011,28(1):2528參考文獻(xiàn):[7]豐恒夫,羅小林,熊偉,等,我國(guó)焦?fàn)t煤氣綜合利用技術(shù)的進(jìn)展[J].武鋼技術(shù),2008,46(4):55-[i]李雙娟.甲醇蛋白的生產(chǎn)及發(fā)展前景[J.中氮肥,[8沈飛.發(fā)展甲醇蛋白須突破技術(shù)制約[N].中國(guó)化2006(3):4-6,20.工報(bào),2005-07-27(008)Production and Utilization of Single Cell Protein from MethanolGu Xiaohu, Li Xiaohui, Yang Xu, Wang Yuhong and Chen Qianru(China Pingmei Shenma Energy Group, Pingdingshan Henan 467000, China)Abstract The significance of methanol protein production, its market status and production process were intro-duced. The British ICI process was expounded, and the production process and economic data were compared. It not onlconsumes surplus methanol, but also eases the dependence on the import of foreign protein feed. Methanol protein has asplendid prospect of developmentKey words methanol protein, protein feed, British ICI(上接第4頁(yè))The Development and Utilization of Low Rank Coal withHigh Ash/sulfur Contents and High AFT from the Jincheng Mining AreaWang Yi2(1. China University of Mining Technology, Beijing 100083, China;2. Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group Co, Ltd, Jincheng Shanxi 048006, China)Abstract The features and present development and utilization status of the low rank coal with high ash content,high sulfur content and high ash fusion temperature(AFT)from the Jincheng Mining Area were introduced and the its fea-tures of combustion and gasification were analyzed and the in-depth issues that exist in the operation of the ash agglomer-ating gasification process were probed into. Countermeasures were proposed in the large-scale development and utilizationof the low rank coal with high ash/sulfur contents and with high ash fusion temperatureKey words Jincheng Mining Area, low rank coal with high ash/sulfur contents and with high ash fusion temperature, development and utilization中國(guó)煤化工CNMHG節(jié)能珍惜資源,減隸愛護(hù)環(huán)境44405055.55545055405050050595950504990050050000000