浅谈糠醛行业生产技术发展升级之路

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【摘 要】糠醛行业是化工产品的基础产业，随着30年前我国玉米芯作为生产原料的应用，成本大大降低，将美国、前苏联生产大国逐渐 “淘汰”出局，但经过我国近40年的发展，从工艺、设备、自动化方面没有一个新的改进，而随着国家对能源、环保、安全的监管力度的加大，糠醛行业亟待进行升级、改造来适应社会的发展。

【关键词】糠醛；生产技术；升级发展

糠醛又称呋喃甲醛，透明无色带苦杏仁气味之油状液体，是我国的传统出口化工产品之一，由于以糠醛为原料直接或间接衍生出的化工产品达1600多种，主要用于生产糠醛树脂、呋喃树脂、糠醛-尿醛树脂、酚醛树脂等。也用于制备果酸、增塑剂、溶剂和火箭燃料等。糠醛的生产以富含多缩戊糖的干蔗渣、玉米芯、稻壳等可再生的农林作物为原料，具有可再生的特点，所以，在石油、煤、天然气等能源日益紧张的今天，大力发展糠醛产业，努力开发其下游产品，拓宽其应用领域具有重大意义。

1.糠醛生产工艺简介

1.1工艺原理

糠醛的基本生产原理是：富含多聚戊糖的玉米芯，在酸性催化剂的作用下，经升温加压进行水解、生成木糖，木糖脱水生成糠醛。其反应式如下：

H+ -3H2O

（C5H8O4）n+nH2O——n（C5H10O5）——nC5H4O2

生产工艺流程大体分为五个工段：原料粉碎、拌酸、水解、蒸馏、精馏。

1.2国内外工艺技术概况

目前，国内外糠醛生产工艺种类较多，就水解和精馏而言大体可分为两大类，一类为固定床水解、间歇精馏或连续精馏；另一类则是旋转床水解、间歇精馏或连续精馏。水解催化方式分为有酸水解与无酸水解，我国的糠醛生产全部使用有酸水解；无酸水解工艺目前尚不成熟，主要是采用玉米芯在中压（大于1.6MPa）水解釜中产生醋酸而进行自水解，缺点是成品收率相对较低。

1.3工艺流程描述

原料粉碎拌酸水解冷凝蒸馏冷凝毛醛中和精馏冷凝成品。

2.目前行业存在的问题

（1）生产规模：单体生产能力小、产能不集中。目前，国内的糠醛厂大多为年产3000t产能，近两年有新建年产5000t的生产系统，但还是延续传统的工艺，未能充分体现出规模效应，单位产品摊销费用相对较高，规模弱势凸显，市场竞争力相对较弱。

（2）人力成本：一套年产3000t/a系统生产定员为50人，随着人力资源成本的不断上升，工人工资费用由5年前的250元/t醛升高至目前的520元/t醛。

（3）安全环保问题：排渣、运渣、硫酸输送等工段均为人工操作，自动化程度较低，生产过程中存在一定的安全隐患；锅炉均为手动上渣锅炉，密封性能差、效率低，污染物排放不稳定；释放气体未有合理的回收装置，刺激性气体大部分释放至大气中。

（4）水解锅体积小，操作自动化程度低，造成蒸气能耗相对较高，目前行业大多使用12-15m3水解锅，吨醛蒸气消耗达21t-23t，整体设备利用率较低。

3.行业改造升级思路

根据原料收购半径，规划产能合并至10000t/年产，公司年消耗玉米芯原材料10.5万吨，每年产生的废糠醛渣约为14.85万吨，为了充分利用糠醛渣生物质能，实现资源综合利用，发展低碳经济，淘汰现有的落后工艺，筹建生物质能发电项目，并将糠醛生产系统进行优化：

（1）将手动燃渣锅炉升级整合为两台具有国内先进技术水平的35t/h循环流化床燃渣热电锅炉，平均效率较现有锅炉提高40%。

（2）建设2×3.3MW生物质能发电项目，年均发电量为4752万kwh，折合节约标准煤5万吨，可以减少二氧化碳排放量约15万吨。

（3）锅炉环保设施系统综合治理，各项污染物指标达到国家相关标准要求。烟气采用静电+高效布袋除尘（装置处理，钠钙双碱法（湿法）脱硫处理后经60m烟囱排放。

（4）采用水解排渣系统全密封装置，将释放出的无组织气体设计专用回收装置收集、蒸发冷凝器冷却成液体后进系统回用，彻底解决无组织气体的气味污染。

（5）采用无碱中和与轻组分（甲醇、丙酮）回收的连续精馏装置系统。

（6）所有环保设施及各岗位进行DCS系统自动化控制，采用分级分层体系结构，由工作站和通信网络两大部分组成，将各个工作站连接起来，实现集中监视、操作、信息管理和分散控制。

4.改前后主要优化数据对比

行业通过淘汰置换落后工艺、系统改造升级实现生物质能发电，从经济、环境、社会效益上得到明显提升，同时，对整个行业起到积极示范作用，对国家产业结构调整具有重要的意义。 [科]