甲醇蛋白的技术与市场

第5期(总第156期)煤化工No 5(Total No 156)2011年10月Coal Chemical Industry0ct.2011甲醇蛋白的技术与市场谷小虎李晓辉杨旭王育红陈茜茹(中国平煤神马能源化工集团,河南平顶山467000)摘要简述了甲醇蛋白的生产意义、市场情况和生产工艺,介绍了英国ICI工艺,并将生产工艺与经济指标进行对比。以甲醇为原料生产单细胞蛋白,既可以消耗过剩的甲醇产能,又可以缓解我国蛋白饲料长期依赖进口的局面,具有良好的发展前景。关键词甲醇蛋白蛋白质饲料英国ICI法文章编号:1005-9598(2011)-05-000504中图分类号:TQ936.21文献标识码:A引言1市场分析甲醇蛋白是一种单细胞蛋白(SCP),以甲醇、氨、11消费与生产硫酸和磷酸等作为培养基,经过生物发酵生成单细胞我国人多地少,没有相对充裕的土地来保证饲料菌体,再精制提取为单细胞蛋白。甲醇蛋白的主要成的生产,饲料不足特别是蛋白质饲料的短缺将严重影分为粗蛋白、脂肪、赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、矿物质和响我国养殖业的发展。而以甲醇为原料生产蛋白资源,维生素,其中,粗蛋白质量分数平均在70%以上田。可以消耗大量甲醇,缓解甲醇的供需矛盾,且具有不甲醇蛋白营养价值髙,其粗蛋白含量甚至比鱼粉依靠耕地、不受气候影响、蛋白质质量稳定等优点46和大豆高得多(成分及对比见表1)。甲醇蛋白可以代据中国农科院饲料研究所的有关专家预测,替鱼粉、大豆、骨粉、肉类和脱脂奶粉等用作动物饲2010-2020年我国蛋白质饲料供需情况如表2所示料。据报道,1t甲醇蛋白作饲料可节省粮食3.5t,相从表2可以看出,甲醇蛋白的供需缺口越来越大。我当于增产1t牛肉或0.5t猪肉或6t牛奶,实际使用国不可能长期依赖增加鱼粉进口量来满足蛋白质饲价值较大。目前,正在研究将甲醇蛋白用作人类食品料的需求,若10%的蛋白饲料以甲醇蛋白代替,则需求的蛋白质添加剂和调味品原料2。量有380万t~480万t,因此,甲醇蛋白市场广阔。表1甲醇蛋白、鱼粉和大豆营养成分对比表2国内蛋白质饲料需求预测名称粗蛋白/%脂肪/%赖氨酸+蛋氨酸/%年份需求量资源供给量供需缺口甲醇蛋白74.08.57.4/亿t/亿t/亿t鱼粉61.20.6大豆4.517.74.620120.650.2250.42520】0.700.46520200.720.240.48收稿日期:2011-0411作者简介:谷小虎(1984),男,2007年毕业于河南理工目前我国的中国煤化工右,供需矛大学化学工程与工艺专业,助理工程师,现从事煤化工方·盾依然严峻,发HCNMHG巨大的潜面的研究。在市场。以1t甲醇蛋白消耗2t甲醇计算,则380万t煤化工2011年第5期甲醇蛋白的生产需消耗甲醇760万t,前景可观。国内甲醇、氨水部分企业规划的甲醇蛋白项目情况见表3。硫酸、营养物表3国内拟建设项目种子扩培养液斜面菌种大培养发酵罐培养叫分离规模投资上清液地区/万t·a1/亿元技术来源2.5英国ICI通气搅拌青海格尔木2宁夏石嘴山国内技术宁夏宁东基地9国内技术动物饲干燥洗涤或水解河南义马9.2国内技术1甲醇蛋白生产工艺流程示意图重庆万州9德国 Hoechst-Uhde法四川宏泰1013.5国内技术表4世界甲醇蛋白主要装置黑龙江鹤岗10香港富艺国家公司微生物产能/kt:a1细菌目前,大庆年产2万t、重庆川庆化工厂年产6万英国德国Hoechst-Uhde细菌t、新疆联合化工有限公司年产10万t、山东枣庄市法国酵母年产2万t、江西昌九生化股份有限公司年产2万t日本酵母0.5等甲醇蛋白项目也正在寻求合资或技术来源。美国Provesteen酵母1.36-2.2712价格及成本分析瑞典Nonprotein细菌甲醇蛋白产品中的粗蛋白的质量分数一般在西班牙林德1.574%-80%,而鱼粉产品中的粗蛋白质量分数一般在捷克斯洛伐克国营石油1.060%~63%。按照粗蛋白含量计算,1t甲醇蛋白的营养原苏联l500成分相当于1.2t鱼粉的营养成分,所以甲醇蛋白的产品售价应为鱼粉价格的1.2倍较为合理。目前蛋白另外,俄罗斯、墨西哥、印尼、沙特和中国台湾等质量分数>65%的鱼粉价格已突破1万元/t,甲醇蛋也有建厂计划,其中俄罗斯拟用90万t/a甲醇装置白售价应为1.2万元/t以上。来生产甲醇蛋白甲醇成本在甲醇蛋白生产成本中占了一半的比2.1.1英国ICI法介绍例,按生产1t甲醇蛋白需要2t甲醇计,甲醇目前甲醇蛋白生产技术中,以英国的ICI法居领先地价格2600元/t-2800元/t,原料成本5200元/t-位,1980年已有10万t级的甲醇蛋白装置投产,其5600元/t,则甲醇蛋白的成本约在1万元/t。以工艺流程示意图如下页图2所示。预先被灭菌的培养煤炭和焦炉煤气为源头的大型煤炭企业在甲醇成本液和含氨空气从发酵罐底部加入,在高静压下利用空上具有一定的优势气搅拌促进氧溶解于溶液,增大上升溶液中的空隙率。由此产生的空气搅拌作用使发酵罐内溶液自然循2生产技术简介环。发酵过程中产生的CO2和过剩空气从发酵罐顶部醇蛋白生产工艺的主要原料是甲醇、氨水和硫排出,密度增大后的溶液顺发酵罐的一边下流,在底酸,其工艺流程示意图如图1所示。部由冷却器完成热交换。培养液和空气在发酵罐另21国外甲醇蛋白生产工艺技术边上升循环,粗产品从塔底连续取出。调节pH值使细甲醇蛋白技术经过多年的研究取得了较大进展,菌凝集,经离心分离、闪蒸脱水、干燥得到产品2。粒国外以甲醇为碳源、采用选择性微生物生产单细胞蛋状产品可用作家畜、家禽、鱼等的饲料蛋白;粉状颗粒白的技术主要有:(1)微生物采用嗜甲醇营养菌法:可用来替代奶粉。英国的ICI法、瑞典的 Nonprotein法德国 Hoechst英国ICI公司拥有世界上最大的连续发酵器,生uhde法:(2)微生物采用酵母法:美国的 Provesteen产的甲醇虿中国煤化工产品中含有72%法、日本的三菱瓦斯化学硎C)法法国石油协会(IF)的粗蛋白,CNMHG鱼粉非常相近,法。这些技术的开发多始于20世纪60年代后期,主作为富含热量、维生素、矿物质及高蛋白的饲料在市要装置建设情况见表4。场上销售。2011年10月谷小虎等:甲醇蛋白的技术与市场废气目前,英国ICI公司和美国 Phillips公司可承空气氨消毒加压循环废气担设计10万t/a级的甲醇蛋白生产装置,且正在进发酵罐行30万t/a甲醇蛋白装置的可行性研究8涤液体排放和处理2.1.2工艺条件与经济指标对比消毒国外甲醇蛋白生产工艺主要技术指标对比见表分离一四蒸集尘营养成分5。ICI法、 Hoechst-Uhde法和MGC法在生产能力和发酵温度上基本相近,但发酵液的pH值、平均甲醇含量粒状装袋粉状袋装和蛋白含量差别较大,ICI法明显占有优势,蛋白含量高于MGC法。冷却国外甲醇蛋白工艺原料消耗见表6。 HoechstUhde法原料消耗较高,MC法在原料消耗上较ICI法图2ICI法生产甲醇蛋白工艺流程示意图有优势,但综合考虑蛋白含量、甲醇含量等因素,国内·多倾向于选择ICI工艺。表5国外甲醇蛋白生产工艺主要参数对比工艺技术生产能力值温度甲醇平均蛋白/g·(L·h)-1/℃质量分数/×104质量分数/%发酵罐形式ICI法5.035~401~1078.9空气提升加压外循环Hoechst-Uhde法5.06.5~7.570~90空气提升内循环MGC法5.03.0100空气提升IFP法3.43.0-3.535~36升气式表6国外工艺原料消耗工艺技术甲醇NH3(25%)H3PO4(70%HSO4(94%)KOH(38%)ICI法200017020.0(90%)hoechst-Uhde法80.0法IFP法1720~196014722国内甲醇蛋自生产技术的开发80%以上;南京工业大学生物化工技术中心优选与培甲醇蛋白在国外已使用20余年,被证明是一种殖了生产甲醇蛋白的菌种,并通过实验室小试,完成安全的动物饲料添加剂,但目前国内还没有成熟的生了lt/a及5t/a的模式,目前,正在进行50t/a的放产技术,而甲醇蛋白技术的引进面临国外持有的技术大试验,同时筹建250t/a的工业示范装置;2011不转让或价格太高的困境。中国的甲醇蛋白工业要发年河南煤化集团所属研究院与郑州大学河南省离子展起来,只有进行自主创新束生物工程重点实验室合作,开始了离子注入诱变选自20世纪70年代以来,我国也进行了大量的甲育甲醇蛋白高产菌株及其生产工艺研究,以促进企业醇蛋白生产技术研发,主要单位包括中国科学院微生煤化工产业转型升级,延长甲醇下游产业链条。物研究所、北京市营养源研究所、中国科学院上海有但这些技术距大规模产业化尚远,尤其不能满足机研究所、中国石油克拉玛依研究所、四川大学、南京万吨级以上规模甲醇蛋白生产的技术要求。工业大学(我国生物化工工程研究技术中心)等。北京市营养源研究所已掌握了甲醇蛋白的生产技术;中国3结论中国煤化工CNMHG石油克拉玛依石化公司研究院引进一株铜绿假单胞近年来,大型和超大型甲醇装置的建设和投产,菌Sx,使甲醇转化率达40%以上,蛋白质质量分数达使甲醇产能严重过剩,再加上市场因素,使产品滞销8煤化工2011年第5期急需寻求下游加工产品,而甲醇蛋白则是其后加工产[2]谢克昌甲醇及其衍生物[M].北京:化学工业出版社,品中很有发展前景的产品。至今甲醇蛋白在我国工业2002:406-407上没有得到规模发展,一方面在于缺乏技术支持,另3]徐兆瑜.甲醇产业的发展和工艺技术新进展[J精细方面,甲醇蛋白在价格上与大豆和鱼粉相比没有优化工原料及中间体,2007(6):23-26,14势,只有在鱼粉缺稀、甲醇价格低廉的情况下才具有[4]韩天玉,乔建芬.甲醇蛋白开发的前景[J.煤化工,可行性。如果以国内技术为依托,可大大降低成本,届2002,30(3):28-30时甲醇蛋白工业化既可解决部分甲醇产能过剩的问5]吴国荃,丁爽宋淑利等.甲醇蛋白的生产应用及题,又可缓解长期进口蛋白饲料的局面,具有良好的投资建议[J]化工技术经济,2003,21(11):7-8,14[6]李娟,张锡兰,郭泉辉.甲醇下游产品的开发和利用经济效益和社会效益。[J].河南化工,2011,28(1):2528参考文献:[7]丰恒夫,罗小林,熊伟,等,我国焦炉煤气综合利用技术的进展[J].武钢技术,2008,46(4):55-[i]李双娟.甲醇蛋白的生产及发展前景[J.中氮肥,[8沈飞.发展甲醇蛋白须突破技术制约[N].中国化2006(3):4-6,20.工报,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页)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中国煤化工CNMHG节能珍惜资源,减隸爱护环境44405055.55545055405050050595950504990050050000000