甘油发酵生产1，3-丙二醇的技术经济性分析

发布时间：2023-05-31 04:31

　　1,3-丙二醇(英文名1,3-propanediol,简称1,3-PD)是一种重要的化工原料,在制造聚酯和聚氨酯的单体及有机溶剂、抗冻剂和保护剂等方面应用广泛;此外,1,3-PD也是合成新型热塑性聚酯产品——聚对苯二甲酸二醇酯(PTT)的重要单体。利用克雷伯杆菌(Klebsiella pneumoniae)发酵甘油转化1,3-PD是一种有工业化潜力的生物法生产技术,目前已基本形成了完整的工艺路线。但若要使其能够真正应用于工业生产,还需要从技术经济角度出发对整个工艺进行系统性的优化分析。因此,本文以甘油连续发酵生产1,3-PD和醇沉分离技术为研究对象,通过对该路线的发酵反应和分离过程的模拟,得到了不同操作条件下工艺各段的物耗与能耗计算结果,进而对各种操作条件下的生产成本和利润进行了分析,为生产的优化设计提供了依据。 首先,通过甘油连续生物转化1,3-PD的反应动力学模拟,得到了不同稀释速率和底物甘油浓度下的最大产物浓度、生产强度、1,3-PD得率及对应的主要副产物浓度。结果表明,随着稀释速率的升高,产物1,3-PD的最高浓度和得率均随之下降;最大生产强度先升高后略下降,当稀释速率为0.2...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 综述
    1.1 概述
    1.2 化学法生产1,3-PD
        1.2.1 环氧乙烷羰基化法
        1.2.2 丙烯醛水合加氢法
    1.3 微生物法生产1,3-PD
        1.3.1 微生物法生产1,3-PD的菌种
        1.3.2 克雷伯氏菌以甘油为底物代谢产生1,3-PD途径
        1.3.3 利用基因工程菌生产1,3-PD
    1.4 微生物法生产1,3-PD不同碳源分析
        1.4.1 以甘油为碳源生产1,3-PD
        1.4.2 以葡萄糖等为碳源生产1,3-PD
    1.5 1,3-PD的产品分离
        1.5.1 蒸发和精馏
        1.5.2 膜分离
        1.5.3 色谱分离
        1.5.4 萃取
    1.6 技术经济学方法介绍
        1.6.1 项目建设投资估算
        1.6.2 各种经济估算方法与模型
        1.6.3 敏感性分析
2 甘油发酵过程动力学模拟
    2.1 甘油发酵反应动力学模型
    2.2 模型求解
    2.3 计算结果
3 分离过程模拟
    3.1 总工艺指标和流程概述
        3.1.1 发酵液浓缩—降膜蒸发
        3.1.2 发酵液除杂—醇沉
        3.1.3 乙醇回收
        3.1.4 轻组分脱除
        3.1.5 1,3-PD精馏
    3.2 分离过程模拟计算结果
4 利用甘油转化生产1,3-PD工艺的技术经济分析
    4.1 年产1500吨规模的成本估算
        4.1.1 成本估算依据与说明
        4.1.2 投资估算及分析
        4.1.3 单位产品成本估算
        4.1.4 生产强度、得率对成本的影响分析
    4.2 年产1500吨规模的经济收益估算
    4.3 年产1500吨规模的经济评价
    4.4 年产1500吨规模的敏感性分析
        4.4.1 经济效益敏感性分析
        4.4.2 甘油成本对经济收益的影响
    4.5 扩大生产规模对经济性的影响
结论
前景展望与待深入方向
参考文献
附录A 论文使用的主要符号的意义和单位
附录B 不同操作条件下分离过程的冷热公用工程列表
附录C 不同操作条件下的分离过程物流数据列表
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3825690