第5期(總第156期)煤化工No 5(Total No 156)2011年10月Coal Chemical Industry0ct.2011甲醇蛋白的技術與市場谷小虎李曉輝楊旭王育紅陳茜茹(中國平煤神馬能源化工集團,河南平頂山467000)摘要簡述了甲醇蛋白的生產意義、市場情況和生產工藝,介紹了英國ICI工藝,并將生產工藝與經濟指標進行對比。以甲醇為原料生產單細胞蛋白,既可以消耗過剩的甲醇產能,又可以緩解我國蛋白飼料長期依賴進口的局面,具有良好的發(fā)展前景。關鍵詞甲醇蛋白蛋白質飼料英國ICI法文章編號:1005-9598(2011)-05-000504中圖分類號:TQ936.21文獻標識碼:A引言1市場分析甲醇蛋白是一種單細胞蛋白(SCP),以甲醇、氨、11消費與生產硫酸和磷酸等作為培養(yǎng)基,經過生物發(fā)酵生成單細胞我國人多地少,沒有相對充裕的土地來保證飼料菌體,再精制提取為單細胞蛋白。甲醇蛋白的主要成的生產,飼料不足特別是蛋白質飼料的短缺將嚴重影分為粗蛋白、脂肪、賴氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、礦物質和響我國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。而以甲醇為原料生產蛋白資源,維生素,其中,粗蛋白質量分數(shù)平均在70%以上田?？梢韵拇罅考状?緩解甲醇的供需矛盾,且具有不甲醇蛋白營養(yǎng)價值髙,其粗蛋白含量甚至比魚粉依靠耕地、不受氣候影響、蛋白質質量穩(wěn)定等優(yōu)點46和大豆高得多(成分及對比見表1)。甲醇蛋白可以代據(jù)中國農科院飼料研究所的有關專家預測,替魚粉、大豆、骨粉、肉類和脫脂奶粉等用作動物飼2010-2020年我國蛋白質飼料供需情況如表2所示料。據(jù)報道,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越大。我當于增產1t牛肉或0.5t豬肉或6t牛奶,實際使用國不可能長期依賴增加魚粉進口量來滿足蛋白質飼價值較大。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,則需求的蛋白質添加劑和調味品原料2。量有380萬t~480萬t,因此,甲醇蛋白市場廣闊。表1甲醇蛋白、魚粉和大豆營養(yǎng)成分對比表2國內蛋白質飼料需求預測名稱粗蛋白/%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作者簡介:谷小虎(1984),男,2007年畢業(yè)于河南理工目前我國的中國煤化工右,供需矛大學化學工程與工藝專業(yè),助理工程師,現(xiàn)從事煤化工方·盾依然嚴峻,發(fā)HCNMHG巨大的潛面的研究。在市場。以1t甲醇蛋白消耗2t甲醇計算,則380萬t煤化工2011年第5期甲醇蛋白的生產需消耗甲醇760萬t,前景可觀。國內甲醇、氨水部分企業(yè)規(guī)劃的甲醇蛋白項目情況見表3。硫酸、營養(yǎng)物表3國內擬建設項目種子擴培養(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t·a1/億元技術來源2.5英國ICI通氣攪拌青海格爾木2寧夏石嘴山國內技術寧夏寧東基地9國內技術動物飼干燥洗滌或水解河南義馬9.2國內技術1甲醇蛋白生產工藝流程示意圖重慶萬州9德國 Hoechst-Uhde法四川宏泰1013.5國內技術表4世界甲醇蛋白主要裝置黑龍江鶴崗10香港富藝國家公司微生物產能/kt:a1細菌目前,大慶年產2萬t、重慶川慶化工廠年產6萬英國德國Hoechst-Uhde細菌t、新疆聯(lián)合化工有限公司年產10萬t、山東棗莊市法國酵母年產2萬t、江西昌九生化股份有限公司年產2萬t日本酵母0.5等甲醇蛋白項目也正在尋求合資或技術來源。美國Provesteen酵母1.36-2.2712價格及成本分析瑞典Nonprotein細菌甲醇蛋白產品中的粗蛋白的質量分數(shù)一般在西班牙林德1.574%-80%,而魚粉產品中的粗蛋白質量分數(shù)一般在捷克斯洛伐克國營石油1.060%~63%。按照粗蛋白含量計算,1t甲醇蛋白的營養(yǎng)原蘇聯(lián)l500成分相當于1.2t魚粉的營養(yǎng)成分,所以甲醇蛋白的產品售價應為魚粉價格的1.2倍較為合理。目前蛋白另外,俄羅斯、墨西哥、印尼、沙特和中國臺灣等質量分數(shù)>65%的魚粉價格已突破1萬元/t,甲醇蛋也有建廠計劃,其中俄羅斯擬用90萬t/a甲醇裝置白售價應為1.2萬元/t以上。來生產甲醇蛋白甲醇成本在甲醇蛋白生產成本中占了一半的比2.1.1英國ICI法介紹例,按生產1t甲醇蛋白需要2t甲醇計,甲醇目前甲醇蛋白生產技術中,以英國的ICI法居領先地價格2600元/t-2800元/t,原料成本5200元/t-位,1980年已有10萬t級的甲醇蛋白裝置投產,其5600元/t,則甲醇蛋白的成本約在1萬元/t。以工藝流程示意圖如下頁圖2所示。預先被滅菌的培養(yǎng)煤炭和焦爐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)勢氣攪拌促進氧溶解于溶液,增大上升溶液中的空隙率。由此產生的空氣攪拌作用使發(fā)酵罐內溶液自然循2生產技術簡介環(huán)。發(fā)酵過程中產生的CO2和過剩空氣從發(fā)酵罐頂部醇蛋白生產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國外甲醇蛋白生產工藝技術邊上升循環(huán),粗產品從塔底連續(xù)取出。調節(jié)pH值使細甲醇蛋白技術經過多年的研究取得了較大進展,菌凝集,經離心分離、閃蒸脫水、干燥得到產品2。粒國外以甲醇為碳源、采用選擇性微生物生產單細胞蛋狀產品可用作家畜、家禽、魚等的飼料蛋白;粉狀顆粒白的技術主要有:(1)微生物采用嗜甲醇營養(yǎng)菌法:可用來替代奶粉。英國的ICI法、瑞典的 Nonprotein法德國 Hoechst英國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:美國的 Provesteen產的甲醇蠆中國煤化工產品中含有72%法、日本的三菱瓦斯化學硎C)法法國石油協(xié)會(IF)的粗蛋白,CNMHG魚粉非常相近,法。這些技術的開發(fā)多始于20世紀60年代后期,主作為富含熱量、維生素、礦物質及高蛋白的飼料在市要裝置建設情況見表4。場上銷售。2011年10月谷小虎等:甲醇蛋白的技術與市場廢氣目前,英國ICI公司和美國 Phillips公司可承空氣氨消毒加壓循環(huán)廢氣擔設計10萬t/a級的甲醇蛋白生產裝置,且正在進發(fā)酵罐行30萬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工藝條件與經濟指標對比消毒國外甲醇蛋白生產工藝主要技術指標對比見表分離一四蒸集塵營養(yǎng)成分5。ICI法、 Hoechst-Uhde法和MGC法在生產能力和發(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,蛋白含量高于MGC法。冷卻國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法生產甲醇蛋白工藝流程示意圖有優(yōu)勢,但綜合考慮蛋白含量、甲醇含量等因素,國內·多傾向于選擇ICI工藝。表5國外甲醇蛋白生產工藝主要參數(shù)對比工藝技術生產能力值溫度甲醇平均蛋白/g·(L·h)-1/℃質量分數(shù)/×104質量分數(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國外工藝原料消耗工藝技術甲醇NH3(25%)H3PO4(70%HSO4(94%)KOH(38%)ICI法200017020.0(90%)hoechst-Uhde法80.0法IFP法1720~196014722國內甲醇蛋自生產技術的開發(fā)80%以上;南京工業(yè)大學生物化工技術中心優(yōu)選與培甲醇蛋白在國外已使用20余年,被證明是一種殖了生產甲醇蛋白的菌種,并通過實驗室小試,完成安全的動物飼料添加劑,但目前國內還沒有成熟的生了lt/a及5t/a的模式,目前,正在進行50t/a的放產技術,而甲醇蛋白技術的引進面臨國外持有的技術大試驗,同時籌建250t/a的工業(yè)示范裝置;2011不轉讓或價格太高的困境。中國的甲醇蛋白工業(yè)要發(fā)年河南煤化集團所屬研究院與鄭州大學河南省離子展起來,只有進行自主創(chuàng)新束生物工程重點實驗室合作,開始了離子注入誘變選自20世紀70年代以來,我國也進行了大量的甲育甲醇蛋白高產菌株及其生產工藝研究,以促進企業(yè)醇蛋白生產技術研發(fā),主要單位包括中國科學院微生煤化工產業(yè)轉型升級,延長甲醇下游產業(yè)鏈條。物研究所、北京市營養(yǎng)源研究所、中國科學院上海有但這些技術距大規(guī)模產業(yè)化尚遠,尤其不能滿足機研究所、中國石油克拉瑪依研究所、四川大學、南京萬噸級以上規(guī)模甲醇蛋白生產的技術要求。工業(yè)大學(我國生物化工工程研究技術中心)等。北京市營養(yǎng)源研究所已掌握了甲醇蛋白的生產技術;中國3結論中國煤化工CNMHG石油克拉瑪依石化公司研究院引進一株銅綠假單胞近年來,大型和超大型甲醇裝置的建設和投產,菌Sx,使甲醇轉化率達40%以上,蛋白質質量分數(shù)達使甲醇產能嚴重過剩,再加上市場因素,使產品滯銷8煤化工2011年第5期急需尋求下游加工產品,而甲醇蛋白則是其后加工產[2]謝克昌甲醇及其衍生物[M].北京:化學工業(yè)出版社,品中很有發(fā)展前景的產品。至今甲醇蛋白在我國工業(yè)2002:406-407上沒有得到規(guī)模發(fā)展,一方面在于缺乏技術支持,另3]徐兆瑜.甲醇產業(yè)的發(fā)展和工藝技術新進展[J精細方面,甲醇蛋白在價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,只有在魚粉缺稀、甲醇價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。如果以國內技術為依托,可大大降低成本,屆2002,30(3):28-30時甲醇蛋白工業(yè)化既可解決部分甲醇產能過剩的問5]吳國荃,丁爽宋淑利等.甲醇蛋白的生產應用及題,又可緩解長期進口蛋白飼料的局面,具有良好的投資建議[J]化工技術經濟,2003,21(11):7-8,14[6]李娟,張錫蘭,郭泉輝.甲醇下游產品的開發(fā)和利用經濟效益和社會效益。[J].河南化工,2011,28(1):2528參考文獻:[7]豐恒夫,羅小林,熊偉,等,我國焦爐煤氣綜合利用技術的進展[J].武鋼技術,2008,46(4):55-[i]李雙娟.甲醇蛋白的生產及發(fā)展前景[J.中氮肥,[8沈飛.發(fā)展甲醇蛋白須突破技術制約[N].中國化2006(3):4-6,20.工報,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)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中國煤化工CNMHG節(jié)能珍惜資源,減隸愛護環(huán)境44405055.55545055405050050595950504990050050000000