我国是世界上主要肌醇出口国,但该行业大多数厂家的生产工艺却还很落后。从现状来看,可以说三十几年一贯制,基本上未有实质性的改进。其消耗高、效益低的突出问题已明显不适应肌醇行业发展的要求。而且也已严重危及到该行业大部分厂家的生存。自上世纪90年代以来,一个十分明显的事实是,当肌醇市场行情(售价)好的时候,肌醇厂家都可正常运营并盈利。一旦行情下滑,众多厂家随即亏损并陷入困境。此间,停产关门者比比皆是。因此,对于现还在运营的肌醇厂家来说,实施技术进步,对传统工艺进行改造和升级换代,从而降低成本、提高效益,应是迫在眉睫的首选之举。
一.现行肌醇生产工艺存在的问题
现行肌醇生产工艺,一般是以玉米淀粉生产中排出的玉米浸泡水,用石灰乳中和沉淀制得的粗菲汀(干品或湿品),经打浆、加压水解、中和过滤,脱色、真空浓缩,结晶制得肌醇粗品,将肌醇粗品溶解、净化、再结晶,制得肌醇精品。
多年的生产实践证明,这一工艺,突出存在着原料利用率低、能源消耗高这两个难以破解的问题。此外,还有副产品不能有效利用以及环境污染的问题。
1.原料利用率低
原料利用率,是指实际制得的肌醇与原料中肌醇理论含量之比。对于菲汀原料,我们一般是以有机磷含量来衡量其质量的高低。菲汀中,有机磷的分子量为426,肌醇的分子量为180,二者之比为2.37
。由此,我们可以用有机磷的含量来推算出菲汀中的肌醇含量,即,将有机磷含量除以2.37,就得到菲汀原料的肌醇理论含量。如,现一般的粗菲汀(无水物)的有机磷含量基本为25%左右,含水率约为18%(冬天偏高,夏天则偏低一些)。将其折算为含水菲汀,即为:
25%÷1/(1-18%)×100/100=20.5%
就是说,上述菲汀,按含水物计算,其有机磷含量为20.5%。将此含量除上2.36,就可得出其肌醇的理论含量:20.5%÷2.36=8.69%
由此,我们就可以计算出,用这种原料,每生产一吨肌醇,理论上需要多少吨原料. 1000÷8.69%=11.51 (吨)
而据笔者了解,现大部分企业,每生产一吨肌醇要耗用原料23吨左右,原料利用率只有50%。
当然,原料利用率不可能达到100%,但应当看到,日本的肌醇生产企业,原料利用率均在85%以上,高者可超过90%。相比之下,差距实在太大。若国内的肌醇企业的原料利用率能达到80%,则每吨肌醇产品的原料消耗即可下降到14吨左右,从而可减少原料消耗8—9吨。
那么,造成这一巨大差距的原因在哪里呢?
(1)菲汀原料的纯度不高,水解率低。
(2)工艺过程中产品损失率过高
(3)能源消耗过高
二.升级工艺技术思路
找到了问题的关键所在,技改的目标和思路就十分清晰了。即以原料精制为突破口,提高水解率,降低原料、能源消耗;改进精制工艺,降低产品工艺损失;结合三废治理,回收有价值的副产品。
1.
用精制菲汀作生产原料,用粗菲汀精制后再投料生产肌醇
2. 改革水解工艺,提高原料水解率,降低水解能耗
3. 改革中和、过滤工艺,降低过滤损失
4. 采用离子交换树脂对水解过滤液进行精制
三.
技改的预期效果
上述技改方案全面实施并正常运转后,生产成本将大幅度下降。
(1)原料水解率可提高到90-95%,产品总损失率可下降至10%以下。由此,原料利用率可提高到80-85%。若折算成原料消耗,则每吨肌醇只需粗菲汀(有机磷含量25%)14吨左右,比原工艺下降约9吨。按现行价1700元/吨计,可减少原料成本1.53万元。
(2)吨产品能源(煤、电)消耗可下降40%,约减少成本0.6万元。
(3)吨产品辅助材料成本下降:不用甲醇,节约成本0.24万元;不用活性炭,节约成本0.3万元;减少乙醇用量,节约成本0.15万元。
以上合计,成本可下降2.82万元。
但采用技改后的新工艺,也要新增加以下几项成本:
(1)原料精制成本,每吨肌醇约为0.6万元(若在菲汀厂直接生产精制菲汀,此项约为0.3万元)。
(2)水解催化剂成本,每吨肌醇约为0.3万元。
(3)离子交换树脂再生成本,每吨肌醇约为0.3万元.
(4)废水处理成本,每吨肌醇约为0.1万元。
以上合计,新增成本1.3万元。
将节约和新增成本相抵后,每吨产品的成本实际可下降1.53万元。若再保守一些,按其八折测算,则每吨产品的成本下降1.2万元是完全可行的。
此外,将生产过程中产生的副产物加工成相应的商品,同样可产生可观的经济效益。
(1)磷酸氢钙
新工艺产生的磷酸盐,是真正意义上的磷酸氢钙,且含氟量极低,将其烘干后,即为优质的饲料添加剂。每吨肌醇可副产6吨商品磷酸氢钙,按每吨2000元计,可增收1.2万元。扣除烘干、包装成本3000元,净利润9000元。
(2)饲料蛋白
菲汀精制中回收的蛋白,含蛋白质45%以上。干燥后即可作为饲料蛋白商品。目前市场价格为每吨2000元左右。按每吨肌醇可副产2.5吨商品饲料蛋白,可增收5000元。扣除干燥、包装成本2000元,净利润3000元。
两项合计,每吨肌醇的产生的副产品可增收利润1.2万元,保守计,也可达0.8-1.0万元。