甜高粱茎秆应用高科技酿造无水乙醇综合开发项目可行性研究报告Word格式文档下载.docx
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（1）、工艺技术立足国内，采用先进，切实可行的工艺流程及设备装置；
（2）、充分依托当地资源条件、公用工程，辅助设施及管理系统，尽量节省投资；
（3）、项目具备高科技含量，产品具有高附加值，有利提高“三农”水平；
（4）、符合环境保护及安全卫生设计，考虑环保及安全卫生设施的费用投资低廉；
（5）、采用现代科学技术工艺和管理手段，控制乙醇成本在2500元以下，争取低成本大市场；
3、根据环保要求及交通便利条件，该项目选址在某市第二粮库，改造原有闲置厂房场地，靠近火车站，场内原建有的铁路专用线有利运输方便。
四、项目的背景和必要性
本项目从我国国情出发，利用高能作物甜高粱茎秆为原料生产无水乙醇大有前途，随着国家计划的安排，无水乙醇可以经国家有关部门处理作为车用乙醇用于替代汽车燃料。
甜高粱资源是燃料乙醇的原料保证，利用甜高粱茎秆为原料不与粮食争土地。
依据“九五”攻关成果项目中生产性数据证明，仅以甜高粱茎秆汁液生产乙醇，每亩茎杆按8吨收获可生产乙醇500公斤以上，是每亩玉米生产乙醇的2.5倍还多，原料成本大大降低。
有计划地开发车用乙醇，可缓解我国石油紧缺矛盾。
同时推广车用乙醇有利于环境改善，降低汽车尾气有害物质的排放。
因此，本项目符合国家产业政策。
项目建成并进行推广之后，可减少国家石油进口，节约外汇。
当前，洁净能源的急需和环境治理的紧迫，尤其目前政策支持，资源和技术基础有了一定的前期准备，时机已到，综合开发的紧迫和必要性迫在眉睫。
五、项目的先进性
1、甜高粱是湖北裕兴隆实业股份有限公司由美国引进的纯甜系列品种，该品种是国家“九五”攻关成果项目和863重点项目之一，经在湖北省荆州市引种种植，每年可种植两季，每亩地每季产籽实400公斤左右，秸秆产量8吨。
甜高粱籽实中含糖15~25%，该品种质量好、产量高，是食用及酿造的优质原料。
一年可种植1~2茬。
东北地区每亩每年种植一季甜高粱，产粮食500公斤，单季亩产高糖茎杆可达10吨，可生产625公斤乙醇，经济效益特别显著。
利用茎杆酿造乙醇技术不仅能节约粮食，又解决了秸秆的出路，而且能够产生极大的经济效益和显著的社会效益。
2、采用固定化酵母流化床生物反应器快速发醇技术比传统发酵速度提高四倍以上。
用异型夹层结构固定化酵母流化床生物反应器以及特殊的散热技术和实现程序自控，可以提高反应速度和产率。
降低生产成本，提高经济效益。
本项目还适用于粮食、薯类生产乙醇，对老酒精厂技术改造具有重大意义。
3、采用复合萃取乙醇精镏一步法集成改造传统工艺是目前国内外生产无水乙醇的先进工艺，不但提高了萃取精镏中溶剂的分离效果，同时使液体溶剂易于循环操作，是工业上理想的工艺，目前该工艺处于国内外先进水平。
六、研究范围
本报告将项目建设的目的、意义，预测国内外市场情况，并对产品价格进行分析；
对工艺技术方案进行比较，选择工艺技术路线，提出工艺设备，消耗定额和工艺流程图；
确定总平面布置，劳动定员、项目规划；
论述装置“三废”及工业卫生设施；
进行投资估算和产品成本估算，并对此进行财务评价，提供经济指标，为政府主管部门提供决策依据。
第二节经济风险及问题与建议
一、项目的简要综合结论
1、该项目经营风险小，经济效益高，社会效益显著；
2、该产业化工程运用生态学原理于农作物生产中，改善了农业生产条件和生态环境，提高了农业综合生产能力，改变了农业基础脆弱状况，这种模式将对农业的发展起着显著的作用；
3、大幅度提高了农民的经济收益，改变了农业生产结构，形成高效生态农业，对农业经济可持续发展有着重要意义；
4、根据《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》可作为燃料乙醇的原料产品，符合国家产业政策。
可减少国家石油进口，节约外汇。
因此，应尽快建设实施本项目，获得更大经济效益和社会效益。
二、问题与建议
1、本项目装置投资较高，企业在落实资金工作上难度较大；
2、所需原料为可再生有机物质，在落实种植方面需要一定的宣传和工作力度，搞好试种、试点工作，要建立公司加农户的合同订单农业机制，要让农民获得比种植玉米有明显的收入，甚至收入达到翻一番。
3、产品售价和成本对项目的影响很大，企业应引起特别重视，对项目的产品成本要严格控制，降低售价，有利用户接受使用。
第二章国际国内市场前景
第一节项目技术基础
1、种植技术依托于中国农业科学院生物质能技术开发中心提供种子繁育技术、大面积种植技术；
2、无水乙醇的发酵和蒸馏新技术依托“九五”攻关技术单位、“863”项目单位，北京泰天地能源技术开发有限公司负责设备制造和生产技术指导。
第二节市场预测
一、国际市场情况
车用乙醇汽油燃料技术在国外已十分成熟。
目前国外使用车用乙醇汽油的国家主要是美国和巴西，欧共体自90年代初也开始生产使用车用乙醇汽油。
二十世纪七十年代末，在石油危机的背景下，美国为减少对进口原油的依赖，联邦政府制定了“乙醇发展计划”，开始大力推广车用乙醇汽油。
作为重要能源战略，美国还制定了相关法律和扶持政策，对车用乙醇汽油的生产和使用给予财政补贴。
美国主要以玉米为原料生产燃料乙醇，所耗玉米占全美总产量的7~8%。
1990年，全美燃料乙醇销售量为265万吨，到2000年，已达到559万吨，年均增长率为20%，1999年，美国环保局与国会合作，针对汽油增氧剂MTBE（甲基叔丁基醚）对水资源的污染，研究了2002~2011年期间新的国家“清洁燃料替代”计划，一些州已明令禁止使用MTBE。
2004年美国在全国范围内全面禁止使用MTBE，将极大地刺激车用乙醇汽油的需求增长。
1999年8月克林顿政府宣布实施以农作物取代石化燃料的长期计划。
该计划的目标是到2010年，生物质能源的利用增长2倍。
目前在美国，仅有3%的生物质作为能源使用。
这项以行政命令形式颁布的计划还指示农业部、能源部和环保署，制定联合研究、开辟市场、进一步扶持“再生技术”的计划。
为促进这项技术，政府还制定了给予赠款及减免税的计划。
美国推广使用车用乙醇汽油，不但在一定程度上缓解了石油供求矛盾，同时由于扩大了玉米消费市场，从而刺激了农业生产，增加了农民收入另外，还有降低汽车尾气中有害气体排放，改善了环境和空气质量，经济效益和社会效益显著。
巴西政府于1975年推行车用乙醇汽油计划，并在税收、补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业发展配套实施了完整的支持政策。
与美国不同的是，巴西是以甘蔗、糖蜜、砂糖为主要原料生产燃料乙醇。
2000年该国燃料乙醇总产量达793万吨，约占该国汽油消耗总量的1/3。
目前巴西是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国，也是唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。
欧共体发展车用乙醇汽油最直接的原因是解决农产品过剩问题。
目前，在税收优惠政策的支持下，车用乙醇汽油在欧共体的使用呈现上升趋势。
二、国内能源市场情况
目前，我国成品油供应市场的柴汽比例失衡，柴油耗油量约是汽油的3倍，另外，大量的农作物秸秆没有转化出路或不能物尽其用。
因此，国家有关部门将积极组织有关单位加快研究和开发车用乙醇柴油和纤维素变性燃料乙醇的工业化生产。
同时，推广使用车用乙醇汽油工作已经取得阶段性成果。
河南天冠集团和黑龙江华润金玉实业有限公司老厂变性燃料乙醇改扩建项目已相继投产，乙醇汽油已在多省中心城市（某市已是其中之一）进行推广使用；
我国车用乙醇汽油推广使用“十五”规划正抓紧编制；
《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项产品国家标准已经于2001年4月出台；
目前，全国每年车用汽油消费量为3600万吨，若按省级首府以上城市优先推广使用乙醇汽油，每年需燃料乙醇在不考虑工业用增量的情况下，最少需增产300万吨。
靠增加粮食等农作物产品为原料生产乙醇的潜力，起码在30~50年内是有限的。
然而，从我国国情出发，利用农业废弃物为原料生产乙醇却大有前途。
目前形势对乙醇的创新发展，出现了机遇并提出挑战。
三、无水乙醇近期状况
近年来，由于国内乙醇市场消费量增长，部分乙醇厂的停产或减产而新建的乙醇装置很少，导致国内乙醇市场供应紧张。
仅本省医用品、食用品、农药品、民用燃料用和电子行业缺口高达25万吨。
在今后几年，乙醇掺烧汽油将得到迅速发展，因从能源利用和环境保护角度来看，无水乙醇更为经济、合理。
因此，今后我国乙醇消费结构将重点转移到醇类燃料。
本项目为国家“十五”重点建设项目燃料乙醇的前期产品和后期配套产品。
装置建成后，其产品销售去向如下：
1、供黑龙江华润金玉实业有限公司制乙醇汽油使用和省外乙醇汽油生产企业使用；
2、供某酒厂原料酒；
3、供某龙滨酒厂和省内外酒厂原料酒；
4、供精细化工消化和供化工厂使用；
5、供某制药厂提取使用和省内外制药厂使用；
6、供医院使用和民用燃料使用。
第三节产品价格分析
由于传统方式生产酒精使用的原料为粮食酿造，每吨酒精消耗粮食3.6~3.8吨，进厂粮价在1200~1300元/吨，每吨酒精的耗粮成本为4680元左右。
采用甜高粱茎杆汁作为酒精原料，每吨酒精消耗茎杆16吨，每吨茎杆按120元计算，原材料成本为1920元，再加上先进的发酵工艺较传统工艺发酵率提高四倍且提高了产出率，采用复合萃取乙醇精馏一步法蒸馏工艺，又大大降低了成本，该项目产品经国家计委定价3850元/吨，具有明显的市场价格优势。
第三章产品方案及生产规模
第一节产品方案
本装置按照国家重点项目“乙基叔丁醚（ETBE）”乙醇原料标准要求进行配套建设，生产主导产品精乙醇。
但以甜高粱茎杆汁为原料，压榨汁时，将产出大量的废渣，为了降低成本，充分发挥资源的潜力，利用榨汁废渣和酒精漕渣，采取综合技术路线，在建设乙醇生产主体工程的同时，配套建设微生物发酵专用肥料厂、微生物发酵专用饲料厂、生物质气化发电站和供造纸原料等同步消化废渣利用。
第二节生产规模
本工程远景规划为国家车用汽油配套燃料乙醇生产。
同时考虑到盘活现有关闭企业，满足本地区乙醇需求和发展，充分发挥现有高科技技术的优势，计划总工程分三期实施，达到最终规模年产无水乙醇20万吨，总投资20亿元（人民币），工厂服务半径200~300公里，省内独家生产，填补省内空白。
其中一期工程投资2.5亿元人民币，年生产能力2万吨。
生产规模计划表
序
号
内容
单
位
一期
二期
三期
综期
1
制种基地
亩
2000~4000
10000~12000
20000~24000
40000
2
甜高粱种植面积
20000~40000
120000
240000
400000
3
乙醇年加工能力
吨
10000~20000
60000
200000
4
年产生物发酵
专业肥
100000
300000
600000
5
专业饲料
160000
6
年生物质气化发电
Mw
10
20
40
7
供造纸厂原料
20000
80000
第四章工艺技术方案
第一节工艺技术方案的选择
原料路线确定的原则和依据：
乙醇生产的原料大致有糖密、粮食、地瓜、甘庶、马铃薯、植物秸秆等。
巴西主要采用糖密，美国主要采用粮食，我国主要采用甘庶和粮食等为原料，用植物秸秆酿造乙醇的很少。
用生物质资源制取乙醇，是可再生能源开发领域里解决乙醇原料可行的途径。
取之不尽，用之不竭。
根据当地实际情况，本地气候条件，水、肥资源丰富，优质甜高粱亩产量更高，按照当地农业结构调整方案，选用种植甜高粱
（1）、可以解决当地农业的管理问题；
（2）、可以解决农村卖粮难的问题；
（3）、可以解决农民收入低的问题，而且交通运输方便，原料
供应有保证。
第二节国内外工艺技术概况
酿造乙醇是一项传统的技术，酿造无水乙醇还是一项不可多得的技术。
美国、巴西和欧共体，先后从70年代和90年代推行车用乙醇汽油。
巴西已是世界上唯一不使用纯汽油的国家。
美国计划2004年全面禁止使用MTBE汽油。
因此，无水乙醇在美国、巴西的酿造，使用多年。
我国科技攻关人员，对生产乙醇项目的研究对象是利用茎秆汁液制造符合GB18350-2001质量要求的无水乙醇，关键性的技术突破和技术路线为甜高粱优种繁育，大面积高产种植，茎秆榨汁，快速发酵（比常规发酵工艺生产率提高5~8倍），一步法精馏获得无水乙醇。
当前这种酿造乙醇的方法，已成为目前世界上生产低成本乙醇的唯一方法。
国家“十五”规划已将此项目作为重点推广。
第三节主要材料消耗
每吨无水乙醇需甜高粱茎秆原料16吨，年需用量320万吨；
需茎秆汁液10吨，年需用量200万吨；
需用蒸气6吨，年需蒸汽量120万吨。
第四节一期工程主要设备
一、种曲
1、原材料加工系统
2、菌种单元
3、辅助系统
二、发酵
1、发酵罐50m3～500m3
2、往复式泵
3、清水泵
4、储罐
5、空压机系统
6、仪表柜单元
三、蒸馏
1、酒罐
2、蒸馏塔
3、供热系统
4、降温水箱系统
5、仪表柜系统
6、酒精泵
第五章原料、燃料的供应
第一节原料供应
甜高粱亦称芦粟，为普通高粱的变种。
在我国栽培历史悠久，但多用于生啖。
单纯的农业开发没有很大的经济价值，并未形成大面积栽培。
开展甜高粱作为糖料作物的研究开辟了新的糖源。
从制糖、制酒和茎秆青贮饲料，到研制液体燃料酒精，甜高粱茎秆由农副产品一跃而为来源丰富、物美价廉，具有多种用途的生物原料。
本品种具有耐寒、抗旱、抗盐碱之特点。
目前引种的纯甜高粱既可收获籽粒，又可收获茎杆，符合农业结构调整，可实现农业机械化操作，减轻农民繁重的体力劳动，增加农民收入翻两番的当家作物品种。
甜高粱茎杆中的汁液约占80%左右，榨汁中的水份占80~85%，汁液中溶有蔗糖、葡萄糖、果糖等糖份，属高能植物。
甜高粱茎杆汁可以转化酒精。
未来大量开发可称为地球上的“绿色油田”。
本品种经6年一定规模的实地（荆州地区）种植实践，结论为丰产丰收。
近年来，经选种适应性好的当家种源，在本地种植证实，已实现粮食、茎杆双高产。
如果计划单季种植40万亩合同订单甜高粱，可供年产20万吨乙醇的原料基地和种子繁育基地。
第二节燃料供应
本项目利用自备锅炉供热的煤炭，直接由省内多家煤矿供应。
第六章建厂条件和厂址方案
第一节建厂条件
一、地理位置及自然地理概况
某市位于黑龙江省南部，黑吉两省交界处，是进出黑龙江的咽喉要道。
东与阿城、五常接壤；
北与肇东、肇源隔江相望；
西、南与吉林省的扶余、榆树县为邻；
距吉林省会长春市190公里。
东北近靠某市区，距某市40公里，又是某市的卫星城。
这里交通便利，四通八达，是全国各省从陆、空、水进入黑龙江的必经之路，京哈铁路贯穿全境，拉宾铁路从东部通过，同三高速公路（同江到三亚）、京哈102国道（某到北京）、哈大公路（某到大连）、哈松公路（某到吉林省松原市）等国家级公路从境内通过，市境内乡间公路均为水泥路面，城乡、乡乡相连，十分发达，某国际机场座落在原某市的太平镇，有公路直达，距市区仅30公里，某市具有着辐射东北地区的有利条件。
某市地域辽阔、历史悠久、土地肥沃、气候宜人、环境优美，是物产丰富的鱼米之乡，素有“塞北小江南”美誉。
某市地处松嫩平原腹地，属温带大陆季风气候区，四季分明，雨热同季，三面环水，气温适宜，年平均温度为4.4℃，年降水量481.5毫米，年相对湿度为65%，年平均积温2820℃属黑龙江第一积温带，土壤PH值6~8.5，地下水资源丰富，土地肥沃，适宜从事各业生产和甜高粱生产基地的建设。
全市幅员面积3112平方公里，属农业大县，盛产玉米、高粱、大豆等农作物，还是奶牛大县，大奶牛——大乳品的产业化格局已经形成，所以，又是饲料消费的大市场，因而，种植甜高粱和应用甜高粱茎秆酿造无水乙醇综合开发项目具备着得天独厚的条件。
二、行政区划及项目建设适应区
某隶属某市。
全市行政区总面积3112.3平方公里，共辖24个乡镇，246个行政村，全市总人口80万，农业人口占80%。
市政府设在某市。
项目的原材料种植建设区域，将以某市周边乡镇乡为首发基地和龙头，在市政府的协调下，幅射全某市各乡镇。
三、水、电、汽供应
1、供水该厂的一次水来源于地下水，由自建供水系统用于工厂循环水，一次水供应能力为200吨/小时以上。
2、供电区内现有35KV电力专线一条可供直变式变压器供电，某市内有两座热电力发电厂可供输电，供电条件十分便利。
3、供汽可直接由2台10吨/小时1.3mpa的蒸汽锅炉来供汽。
4、软水建厂时可配装阳离子树脂交换装置二台处理软水。
四、消防设施
厂内组建专职消防队，设置地面消防栓、消防泵、消防带、灭火机。
工厂距市消防队为2公里。
五、当地协作条件
哈市内有多家机械制造厂和和压力容器制造公司，可加工一、二类压力容器并有相应的检测能力，有压力容器的许可证，能解决设备加工问题。
该厂们具有设备安装能力，有大中型设备吊装能力。
能解决设备安装问题。
哈市内有多家省、市级建筑安装公司及建筑公司。
第二节厂址方案
一、该厂的乙醇项目为国家“十五”重点建设项目燃料乙醇、车用乙醇的前期项目。
该装置的建成将为农业产业化的重点龙头企业，逐步开发系列综合产品，为高附加值的农业结构发展起到极其重要的作用。
乙醇装置拟建在市政府提供的闲置场地—某第二粮库原址。
二、厂址方案的利弊
1、利用现有破产的某市第二粮库场地，可节省部分投资；
2、新建配套装置紧靠改造区，可充分依托公用工程、辅助设施、生活福利设施和便于生产管理；
3、有某市政府部门的领导和支持；
4、现有空地有限，总平面布置将受到一定限制，不利今后下游产品的发展。
第七章公用工程和辅助设施方案
第一节总图、运输
一、总平面布置
按照原某市第二粮库场地布置不作较大改动。
大门旁设保安室，厂内西部自东向南为办公楼、体育场、职工食堂、消防队、更衣室、辅料仓库、成品包装及库房。
厂内东部自南向北为化验室、实验室、锅炉房、蒸馏塔、发酵车间、修理车间、水泵房、配电房、粮食原料库。
为满足消防及运输的需要，界区间设有环形通道和主干道（附图）。
置占地面积4200m2；
建筑系数17%；
利用系数32%。
新增一期土地160亩用于茎杆堆场，榨汁，原汁储存；
管道输送到酒精厂酿造；
职工宿舍。
厂房场地建设主干图
成品库
水泵房
修理车间
配电房
包装
化验室
实验室
锅炉房
渣场
蒸馏塔
辅料仓库
消防队更衣房厕所
发酵车间
职工食堂
发酵车间
体育场
粮食原料库
办公大楼
保安队
城北大道
二、工厂运输
精乙醇产品采用汽车运输、火车运输，全厂年运入量350万吨。
第二节给排水
一、工厂给水
水源由自建地下水井供水。
二、排水
无水乙醇生产过程中冷却水和茎杆储存保温水均采用循环利用，无外排水量，生活污水直接排入厂区外排管道进市政排污系统。
第三节供电及通讯
一、全厂用电
工厂从35KV电力专线直接入厂区变压器用于生产装置、泵房、压宿机、消防站、化验室及其生活设施、辅助设施、办公和照明等。
二、电讯
厂内设置多孔式内部交换机，外线设5条专线供专职部门使用。
第四节供热
自备两台10吨锅炉作供热设备。
第五节空压站
无水乙醇生产拟在界区内建空压站一座。
第六节维修设施
无水乙醇生产装置的日常维修、中修及大修由工厂统一考虑，协作进行。
第七节中心化验室
无水乙醇生产装置设置中心化验室（由工厂统一考虑）。
负责进厂原料和产品的分析检验，控制其质量指标；
中间品的分析化验按规定及时了解生产中的情况，以满足生产控制的需要。
第八节土建
一、土建设计原则
在满足工艺生产和公用工程等各工程专业需要的前提下，根据国家颁发的现行建筑设计防火、防爆、防腐蚀等有关规范及当地自然条件，力求设计先进，安全可靠、经济合理、美观大方，并与原有建筑物协调一致。
无水乙醇生产装置中，为防止外泄，乙醇库设防护堤。
为便于乙醇运输、设置装车平台及回车场。
二、土建工程量估算
该项目主要建、构筑物一览表（见附表）
主要建、构筑物一览表
序号
构筑名称
规格
层高
（M）
层数
结构
形式
建筑面
积m2
备注
办公楼
48×
12
305
8
砖混
30
800元/㎡
发酵单元
100×
20×
16
框架
1200
1100元/㎡
菌种单元
24×
3.6
480
1200元/㎡
蒸馏单元
60×
900元/㎡
泵房
18×
3.5
240
400元/㎡
循环水池
1000元/㎡
16×
砖
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