论文部分内容阅读
当今世界经济的发展高度依赖石油,而全球石油的产量在逐年降低,寻找可再生能源已迫在眉睫。纤维素乙醇作为一种可再生能源日益引起人们的重视,如何低能高效的生产纤维素乙醇已成为纤维素乙醇工业化发展的瓶颈,减压精馏法提取纤维素乙醇使纤维素酶的回收成为可能,同时也提高了纤维素乙醇的浓度和产率,可有效降低纤维素乙醇的制取成本。本实验首先开展了配制的乙醇-水体系的减压精馏实验,对不锈钢填料筛板复合精馏塔中试装置进行调试,得到了减压精馏过程的最佳操作条件,验证了在保证纤维素酶活性的前提下开展减压精馏提取生物乙醇的可行性。在乙醇-水体系减压精馏的基础上进行了发酵醪液的减压精馏实验,在进料量为7L/h、进料温度为25℃、加热功率为1500W的条件下考察了搅拌转速、操作压力、回流比、进料位置对发酵醪液体系精馏过程的影响,得到最佳操作条件为:搅拌转速36rpm、操作压力6.3kPa、回流比8.0、第13块板进料。在此操作条件下塔釜温度为38.4℃,使纤维素酶的回收成为可能。塔顶乙醇摩尔分率为73.42mo1%、回流率为99.58%,与常压条件相比可使精馏过程的能耗降低20%左右、塔顶乙醇浓度增大47%左右、回收率亦提高3%左右。最后用ASPEN PLUS流程模拟软件对乙醇-水体系和发酵醪液体系的减压精馏过程进行了模拟。对于乙醇-水体系,在常压条件下ASPEN PLUS内嵌方程计算得到的气液平衡数据与文献值相吻合,但在低压条件下计算值与文献值差别较大,因而本文采用文献中的气液平衡基础数据对ASPEN PLUS软件中NRTL、UNIQUAC和WLSON模型的二元交互参数进行修正对比,发现采用修正后的NRTL模型计算所得到的气液平衡数据与文献值相吻合。因此本文采用修正后的NRTL模型分别对乙醇-水体系和发酵醪液体系的减压精馏过程进行了模拟,模拟值与实验值吻合良好,可为今后的工业放大及生产调整提供理论指导。