19 2016年第10期工业、生产

燃料乙醇是以淀粉质或糖质为原料，经发酵、蒸馏及

脱水等工序后制得的汽油替代产品，将其与汽油按一定比

例混配制成汽油醇，是当代十分理想的汽车燃料。燃料乙

醇属可再生资源，推广使用对节省石油资源，减轻环境污

染与促进粮食转化具有十分重要的战略意义。

燃料乙醇的生产工艺主要有：糖化醪制备、发酵、差

压精馏、分子筛脱水、废醪液处理，并DDGS生产及玉米

油生产工艺过程。1　糖化醪制备

糖化醪制备包括液化和糖化两部分。

企业现在采用的酶法液化工艺、糖化工艺，这两种制

糖生产工艺是我国现今适用和比较先进的。采用此类方法

可以提高原料淀粉的转化率，改善糖化醪的质量。但在国

内各发酵酒精生产企业的应用过程中，因工艺参数和关键

设备安排不当，能耗、物耗指标均高于国外同行。

该项工艺在生产过程中，使用两次加酶、一次高温喷

射液化、真空闪蒸急冷和低温二次液化技术，发挥优质耐

高温淀粉酶的功效，大大降低了液化过程中酶制剂的消耗

数量，使原料淀粉的转化率得到了明显提高。并采用精馏

系统废蒸汽进行喷射液化，闪蒸凝液返回粉浆罐方法，减

少了新鲜蒸汽和水资源的消耗数量。2　发酵

由糖液化工段来的糖化醪和酒母醪，进入发酵罐发

酵，在经过几组发酵罐连续发酵。各发酵罐设置外循环换

热器，保持生产标准要求的发酵温度，发酵完成的成熟

醪，经过成熟醪泵再送精馏工段。

乙醇发酵过程经由汽、液、固三相。在发酵后期，因

降低了发酵强度，减少了二氧化碳释放量，发酵醪液中的

固相物很容易沉积，出现了发酵不正常的情况。为了解决

这一难题，天津大学的科研人员进行了大量的试验和计算

工作，他们利用特殊设计的分布式低功耗多维侧搅拌装

置，彻底解决了乙醇发酵过程超大型生物反应器中固相物

容易沉积的难题，避免了大规模连续生产过程中存在的易

染菌、残糖高、收率低及生产不稳定等现象的发生，熟悉并运用了乙醇生产过程中超大型生物反应器放大的核心技

术。3　差压精馏

来自发酵工段的成熟醪液经二级换热进入醪塔上部。

脱除酒精后的塔底废醪液经泵送至DDGS工段，塔顶采出

的淡酒泵送至脱水塔。塔釜的加热介质为脱水塔的塔顶

气。

在脱水塔中，经过精馏作用脱出大部分水份，塔顶馏

份为乙醇和水的共沸物，乙醇含量为92%（wt）左右。塔

釜排出的废水送去给进料预热。

热耦合精馏技术和换热网络合成技术，近年来发展速

度很快。该项技术的主要目的，是最大程度地利用生产过

程中可利用的能源，来降低生产过程中的能量消耗，实现

降低产品成本。在传统的酒精生产工艺中，精馏过程所消

耗的蒸汽及冷却水量，在总消耗量中占有很大比例，所消

耗的蒸汽量达到7.0吨。采用了该项技术，蒸汽耗量可由

7.0吨下降到5.0吨。可见节能效果之显著。但由于酒精差

压精馏工艺流程比较复杂，热耦合单元及循环流股众多，

给以上技术的实现造成一定难度，需要很高的过程模拟水

平、热网络合成技术和工程经验。4　分子筛脱水

从脱水塔顶采出的共沸物送至分子筛吸附床，经分子

筛的吸附作用除去残余水分，最终获得燃料级乙醇。

天津大学石油化工技术开发中心，开发的分子筛吸附

脱水技术，在乙醇分子筛脱水工艺中，满足了变温和变压

的全过程，达到了吸附和解吸过程的高效率操作目标。利

用特殊设计的冷凝控制过程实现了变压，确保了该系统操

作的稳定和可控制性能。并且配制了多吸附床联合流程，

最大限度地提高了分子筛的利用率。该项先进技术的研发

和应用，使天津大学燃料乙醇生产技术，实现了脱水过程

的低能耗和高效率，达到了当今世界国际领先水平。

采用传统共沸精馏方法生产无水乙醇，在脱水过程中

每吨无水乙醇的蒸汽消耗为1.5吨以上，天津大学石油化玉米生产燃料乙醇的工艺过程

胡杨

吉林省石油化工设计研究院　吉林　长春　130021

摘要：燃料乙醇是以淀粉质或糖质为原料，经发酵、蒸馏及脱水等工序后制得的汽油替代产品，将其与汽油按一定比

例混配制成汽油醇，是当代十分理想的汽车燃料。燃料乙醇属可再生资源，推广使用对节省石油资源，减轻环境污染与促

进粮食转化具有十分重要的战略意义。

关键词：发酵　液化　糖化　工艺

Production process of fuel ethanol from corn

Hu YangDesign and Research Institute for Petrochemical Engineering，Jilin Province，Changchun，130021，China

Abstract：Fuel ethanol is a substitute of gasoline via fermentation，distillation，dehydration and others with starch-based

materials or sugars as raw materials. When blending with gasoline in a right proportion，fuel ethanol can be turned into gasoline

alcohol that is an ideal motor fuel. For fuel ethanol is a renewable resource，its promotion and usage plays an important strategic

significance in saving petroleum resource，reducing environmental pollution and promoting grain transformation.

Key words：fermentation；liquefaction；saccharification；process

（下转第37页） 37 2016年第10期工业、生产

器检出限，依据称样量和试样最终定容体积计算本方法检

出限，结果见表5。表5 方法检出限

元素测量次数标准偏差仪器检出限/(mg·L-1)方法检出限/(mg·kg-1)铝（Al）110.00390.01171.76

铁（Fe）110.00470.01412.12

铅（Pb）110.0100.0304.5

锌（Zn）110.00580.01742.61

2.2　方法精密度

利用六次加标值（0.5mg/L）的相对标准偏差计算方

法的精密度，计算结果见表6。表6 方法精密度

元素标准偏差/%平均值/(mg·kg-1)相对标准偏差/%

铝（Al）0.1270.4890.260

铁（Fe）0.2720.4730.575

铅（Pb）0.3100.5160.600

锌（Zn）0.1510.4910.308

2.3　方法回收率

为验证测定结果的准确性，对已知含量的样品进行

回收率试验，称取200 mg已剪好的样品6份，一份不加标

液，另外5份加入已知量的铝、铁、铅、锌标准溶液，结

果见表7。表7 加标回收率 mg/kg

元素样品本底含量加标量加标后测得量回收率/%

铝（Al）1215.01000.0218898.7

铁（Fe）54.550.0102.197.7

铅（Pb）10.310.020.8102.4

锌（Zn）15.710.025.599.2由表7可以看出，铝、铁、铅、锌四个元素的回收率

在97.7%～102.4%之间，表示该方法的准确度较高。

2.4　试样测定

称取塑料水管试样200mg，精确至0.1mg，消解后定容

在30mL的消解管中。根据仪器测定的试样原溶液中铝、

铁、铅、锌的浓度，依据称样量和试样最终定容体积计算

得出试样中铝、铁、铅、锌的含量，结果见表8。表8 PP样品中铝、铁、铅、锌测定结果 mg/kg

样品含量铝铁铅锌

塑料水管样品162863.814.877.23　结论

本方法利用钪元素作为内标物建立了电感耦合等离

子体发射光谱法，测定聚丙烯塑料水管中铝、铁、铅、

锌元素含量，具有较高的准确度和精密度（回收率范围

97.7%～102.4%，相对标准偏差0.260%～0.600%），且样

品用量少，密闭消解系统也避免了易挥发元素的损失，适

用于塑料中有害元素的快速测定。参考文献

[1]王岩，韦璐，靳春林，等．塑料原料中有害重金属铅、镉、汞的测定[J].工程塑料应用，2004，32（9）：50-53．[2]李险峰，张锦军，刘国聪.微波消解一ICP—AES法测定ABS塑料中的铅[J]. 湖北大学学报，2015，1（31）：17-20

工技术开发中心，研发的变温变压吸附脱水技术，它使每

吨燃料乙醇的蒸汽消耗数量是传统方法的1/3，降低能耗

明显。5　废醪液处理并DDGS生产

本工段包括离心分离，清夜蒸发，湿糟干燥及造粒包

装四部分。

（1）离心分离部分

利用高速离心沉降原理，将来自酒精精馏装置的废醪

液进行固液分离，最大限度地分离出湿糟中所含的清液。

分离出的湿糟送入“湿糟干燥工段”；分离出的离心清液

部分送入发酵工段，部分通过粗塔再沸器送入“蒸发浓缩

工段”。

（2）离心清液蒸发部分

采用低压降多效蒸发技术，对来自“离心分离工段”

的离心清液进行浓缩操作，所需热源为“干燥工段”产生

的二次蒸汽，获得的浓缩液—浓浆送入“干燥工段”。

蒸发过程历来是耗能大户，在DDGS生产过程中，要

把离心清液中绝大部分的水蒸出，能耗的高低成为影响

DDGS生产装置经济效益的关键。在湿糟干燥过程中，干

燥机会产生大量常压二次蒸汽，采取必要的技术手段，把这部分蒸汽用于离心清液的蒸发，是节能降耗的最佳途

径。

（3）湿糟干燥部分

将“离心分离工段”分离出的湿糟和“清液蒸发工

段”获得的蒸发浓浆进行混合，并将混合后的物料送入干

燥机进行干燥。干燥机产生的二次蒸汽引入“蒸发浓缩工

段”，作为多效蒸发的热源。干燥机产出的干糟送入“造

粒包装工段”。

（4）造粒包装部分

由干燥机出来的干糟—DDGS，销售方式为：直接包

装和粒料型式两种。6　生产玉米油的过程

该工段包括浸油及精练两部分。

（1）浸油部分

浸油部分包括DDGS烘干，溶剂浸出，脱溶烘干及蒸

发气提等工序。

（2）精练部分

精练部分包括溶剂回收，毛油水化，中和脱酸，吸附

脱色，真空脱臭及冷却冬化等工序。

一般工厂只做第一部分，生产出的玉米油称作毛油。（上接第19页）