無水乙醇的生產方法
2023-09-19 17:40:35 3
專利名稱：無水乙醇的生產方法
技術領域：
本發明涉及乙醇生產領域，特別是涉及一種節能的無水乙醇生產方法。
背景技術：
目前無水乙醇的生產過程一般以乙醇含量為8-15%體積比的發酵醪液為原料，通過精餾和分子篩分離得到。採用精餾技術脫除大部分水、醛和雜醇油等雜質，得到水含量小於5%體積比的高濃度乙醇，再通過分子篩吸附將乙醇中的水脫除得到無水乙醇。其中精餾階段一般採用粗餾塔和精餾塔2塔完成精餾階段，進入分子篩吸附的高 濃度乙醇一般為液相，需經加熱氣化後再加熱至過熱狀態，再通入分子篩吸附裝置吸附脫水得到無水乙醇。傳統雙塔工藝生產乙醇能耗較高，蒸汽單耗高達2. 5噸蒸汽/噸無水乙醇產品以上。
發明內容
基於此，本發明的目的是提供一種節約能源的無水乙醇生產方法。具體的技術方案如下—種無水乙醇的生產方法，該生產方法所使用的設備包括粗餾塔、精餾塔、回收塔、淡酒罐、廢水閃蒸罐、閃蒸罐再沸器和分子篩吸附分離裝置，各設備之間通過管線和閥門連接，所述粗餾塔塔頂絕壓O. 13-0. 15MPa，塔頂溫度95-105°C，塔底溫度105_115°C ;所述精餾塔塔頂絕壓O. 10-0. 12MPa，塔頂溫度75_85°C，塔底溫度85_95°C ;所述回收塔塔頂絕壓 O. 48-0. 52MPa，塔頂溫度 120-130°C，塔底溫度 150_160°C。在其中一個實施例中，進入所述分子篩吸附分離裝置的乙醇料液為回收塔的塔頂酒汽。在其中一個實施例中，進入所述粗餾塔的成熟醪由精餾塔的塔頂酒汽、粗餾塔的塔釜廢醪液和分子篩吸附分離裝置的成品無水乙醇預熱。在其中一個實施例中，所述廢水閃蒸罐產生的二次蒸汽作為粗餾塔的加熱介質，所述二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75%。本發明的生產工藝流程如下本發明無水乙醇生產工藝所使用的設備包括粗餾塔、精餾塔、回收塔、分子篩吸附分離裝置、粗餾塔廢槽泵、一級預熱器、精餾塔塔頂冷凝器、精餾塔回流罐、二級預熱器、三級預熱器、淡酒罐、淡酒泵、淡酒預熱器、廢水閃蒸罐、閃蒸罐再沸器、再生冷凝器。從發酵工段來的成熟醪(乙醇體積含量為8-15%)經與精餾塔酒汽(一級預熱器)、粗餾塔廢醪液(二級預熱器)和成品無水酒精(三級預熱器)預熱後進入粗餾塔，粗餾塔塔釜排出的廢醪液經與成熟醪換熱後進入廢水處理系統，粗餾塔塔頂的粗酒汽直接進入精餾塔。控制粗餾塔塔頂絕壓O. 13-0. 15MPa，塔頂溫度95-105°C，塔底溫度105_115°C。粗餾塔的供熱一部分由蒸汽直接供熱，一部分由廢水閃蒸罐閃蒸的二次蒸汽來供熱，其中二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75%。精餾塔在常壓下操作，採用粗餾塔塔頂粗酒汽為進料，進料層附近採出富含雜醇油的酒精經冷卻後進入雜醇油分離器處理。精餾塔塔釜得到的淡酒經淡酒罐收集後作為回收塔的進料，分子篩吸附分離裝置產生的淡酒進入淡酒罐，精餾塔塔頂酒汽經與成熟醪預熱器(一級預熱器)換熱後和冷凝器冷凝後回流。控制精餾塔塔頂絕壓O. 10-0. 12MPa，塔頂溫度75-85°C，塔底溫度85-95°C。淡酒罐收集的淡酒來自精餾塔塔釜得到的淡酒；雜醇油分離器處理後得到的淡酒；以及分子篩吸附分離裝置產生的淡酒。回收塔採用正壓操作，控制回收塔塔頂絕壓O. 48-0. 52MPa，塔頂溫度120_130°C，塔底溫度150-160°C，採用淡酒罐中的淡酒作為回收塔進料。淡酒罐中的淡酒通過泵送入淡酒預熱器中，預熱後進入回收塔。回收塔進料層附近採出富含雜醇油的酒精經冷卻後進入 雜醇油分離器處理，分離掉雜醇油後，產生的淡酒返回淡酒罐。從回收塔塔頂採出成品酒汽進入分子篩吸附分離裝置製得無水乙醇，剩餘部分塔頂酒汽通過閃蒸罐再沸器和廢水閃蒸罐換熱，閃蒸罐產生的二次蒸汽進入粗餾塔提供熱量。冷凝後的酒液回流。回收塔的熱負荷由生蒸汽直接提供。本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果1、本發明無水乙醇的生產方法所使用的設備包括粗餾塔、精餾塔、回收塔、淡酒罐、廢水閃蒸罐、閃蒸罐再沸器和分子篩吸附分離裝置。通過回收塔氣相採酒、粗餾塔採用蒸汽直接供熱和廢水閃蒸罐二次汽供熱二種供熱方式、回收塔直接通入蒸汽供熱的節能方案。相對於傳統的兩塔(無回收塔)常壓無水乙醇生產流程而言，由於精餾塔不再控制塔底跑酒，同時考慮了系統內的各級能量優化配置，從而實現系統節能的目的，整個系統的蒸汽單耗為1. 8噸蒸汽/噸無水乙醇產品，與傳統的工藝相比可節省蒸汽和循環水達20%以上。2、基於粗餾塔和回收塔兩塔供熱的蒸餾節能工藝，粗餾塔的供熱一部分由蒸汽直接供熱，一部分由廢水閃蒸罐閃蒸的二次蒸汽進入粗餾塔塔釜進行供熱，其中二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75% ;回收塔的熱負荷由生蒸汽直接提供。精餾塔塔頂酒汽和粗塔廢糟液預熱成熟醪。3、進入分子篩吸附分離裝置的乙醇料液為回收塔的塔頂酒汽，脫水效果更好。分子篩對乙醇液相的處理能力要弱於氣相，因為在相同的條件下乙醇溶液的吸附熱大約是乙醇蒸汽的2倍的原因，因此現有乙醇分子篩吸附裝置都是將液相成品過熱成氣相後再進行吸附。本工藝採用回收塔的塔頂酒汽作為分子篩吸附分離裝置的進料，不再需要分子篩再沸器來氣化液相進料，節省了能量，又省去了一臺固定設備的投資。4、該系統可以方便的切換作為食用酒精生產工藝，生產食用酒精時，回收塔成品酒汽進入精餾塔，從精餾塔巴斯區採出液相成品，同時從精餾塔和回收塔頂冷凝液中採出部分工業酒精。生產無水乙醇時，精餾塔和回收塔都不採工業酒，僅從回收塔塔頂採出酒汽直接進料分子篩系統。因此，可根據生產需要，在食用酒精和無水乙醇兩產品間靈活切換進行生產。5、回收塔在絕壓O. 48-0. 52MPa下運行，塔頂蒸汽供閃蒸罐再沸器作熱源，閃蒸罐再沸器也相當於回收塔頂冷凝器，可節省固定投資，塔底廢水經閃蒸罐閃蒸後直接供給粗餾塔作熱源，閃蒸二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75%。
6、通過系統各級能量優化配置，成熟醪一級預熱器相當於精塔冷凝器、二級預熱器相當於粗塔廢水冷卻器，三級預熱器相當於成品冷卻器、閃蒸罐再沸器相當於回收塔冷凝器。同時，因為採用吸收塔的塔頂酒汽作為分子篩系統的進料方式，省去了分子篩再沸器，減少了整個系統的固定設備投資。
圖1為本發明無水乙醇生產工藝流程示意圖。附圖標記說明1、粗餾塔；2、精餾塔；3、回收塔；4、分子篩吸附分離裝置；5、粗餾塔廢槽泵；6、一 級預熱器；7、精餾塔塔頂冷凝器；8、精餾塔回流罐；9、二級預熱器；10、三級預熱器；11、淡酒罐；12、淡酒泵；13、淡酒預熱器；14、廢水閃蒸罐；15、閃蒸罐再沸器；16、再生冷凝器。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明做進一步的闡述。參考圖1，本發明實施例所述無水乙醇生產工藝所使用的設備包括粗餾塔1、精餾塔2、回收塔3、分子篩吸附分離裝置4、粗餾塔廢槽泵5、一級預熱器6、精餾塔塔頂冷凝器7、精餾塔回流罐8、二級預熱器9、三級預熱器10、淡酒罐11、淡酒泵12、淡酒預熱器13、廢水閃蒸罐14、閃蒸罐再沸器15、再生冷凝器16，各設備之間通過管線和閥門連接。所述粗餾塔塔頂絕壓O. 13-0. 15MPa，塔頂溫度95-105°C，塔底溫度105-115 °C ；所述精餾塔塔頂絕壓O. 10-0. 12MPa，塔頂溫度75_85°C，塔底溫度85_95°C ;所述回收塔塔頂絕壓O. 48-0. 52MPa，塔頂溫度120-130°C，塔底溫度150_160°C。從發酵工段來的30°C含乙醇10% (V/V)的成熟醪經一級預熱器6預熱到50°C後，在二級預熱器9中被粗餾塔廢醪預熱到75°C，再在三級預熱器10中經分子篩成品預熱到90°C後進入粗餾塔1，粗餾塔I塔釜排出的廢醪經二級預熱器9冷卻後送至廢水處理單元。粗餾塔I塔頂的粗酒汽直接進入精餾塔2。粗餾塔的供熱一部分由蒸汽直接供熱，一部分由廢水閃蒸罐閃蒸的二次蒸汽來供熱，其中二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75%。精餾塔2在常壓下操作，採用粗餾塔塔頂粗酒汽為進料，進料層附近採出富含雜醇油的酒精經冷卻後進入雜醇油分離器處理。精餾塔塔釜得到的淡酒經淡酒罐11收集後作為回收塔的進料，精餾塔塔頂酒汽經與成熟醪預熱器(一級預熱器6)換熱後和冷凝器冷凝後回流。淡酒罐11收集的淡酒來自精餾塔塔釜得到的淡酒；雜醇油分離器處理後得到的淡酒；以及分子篩吸附分離裝置產生的淡酒。回收塔3採用正壓操作，回收塔的回流比為3-4，採用淡酒罐中的淡酒作為回收塔進料。淡酒罐11中的淡酒通過泵送入淡酒預熱器13中，預熱後進入回收塔。回收塔進料層附近採出富含雜醇油的酒精經冷卻後進入雜醇油分離器處理，分離掉雜醇油後，產生的淡酒返回淡酒罐。回收塔塔頂採出部分成品酒汽進入分子篩吸附分離裝置4製得無水乙醇，剩餘部分塔頂酒汽通過閃蒸罐再沸器15和廢水閃蒸罐14換熱，閃蒸罐產生的二次蒸汽進入粗餾塔I提供熱量。冷凝後的酒液回流。回收塔的熱負荷由生蒸汽直接提供。
生產食用酒精時，回收塔3成品酒汽進入精餾塔2，從精餾塔巴斯區採出液相成品，同時從精餾塔和回收塔頂冷凝液中採出部分工業酒精。分子篩吸附分離裝置吸附與解析時，系統的操作壓力和溫度如下吸附時絕壓1. O 2. Oatm，溫度100 120°C ；解吸時絕壓O. 3 O. 4atm，溫度110 140°C。本發明生產方法考慮了系統內的各級能量優化配置，從而實現系統節能的目的，整個系統的蒸汽單耗為1. 8噸蒸汽/噸無水乙醇產品，與傳統的工藝相比可節省蒸汽和循環水達20%以上。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種無水乙醇的生產方法，其特徵在於，該生產方法所使用的設備包括粗餾塔、精餾塔、回收塔、淡酒罐、廢水閃蒸罐、閃蒸罐再沸器和分子篩吸附分離裝置，各設備之間通過管線和閥門連接，所述粗餾塔塔頂絕壓0. 13-0. 15MPa，塔頂溫度95-105°C，塔底溫度105-115°C ;所述精餾塔塔頂絕壓0. 10-0. 12MPa，塔頂溫度75_85°C，塔底溫度85_95°C ;所述回收塔塔頂絕壓0. 48-0. 52MPa，塔頂溫度120_130°C，塔底溫度150_160°C。
2.根據權利要求1所述的無水乙醇的生產方法，其特徵在於，進入所述分子篩吸附分離裝置的乙醇料液為回收塔的塔頂酒汽。
3.根據權利要求1所述的無水乙醇的生產方法，其特徵在於，進入所述粗餾塔的成熟醪由精餾塔的塔頂酒汽、粗餾塔的塔釜廢醪液和分子篩吸附分離裝置的成品無水乙醇預熱。
4.根據權利要求1-3任一項所述的無水乙醇的生產方法，其特徵在於，所述廢水閃蒸罐產生的二次蒸汽作為粗餾塔的加熱介質，所述二次蒸汽的用量佔粗餾塔所需總蒸汽量的65-75%。
全文摘要
本發明公開了一種無水乙醇的生產方法，其特徵在於，該生產方法所使用的設備包括粗餾塔、精餾塔、回收塔、淡酒罐、廢水閃蒸罐、閃蒸罐再沸器和分子篩吸附分離裝置，各設備之間通過管線和閥門連接，所述粗餾塔塔頂絕壓0.13-0.15MPa，塔頂溫度95-105℃，塔底溫度105-115℃；所述精餾塔塔頂絕壓0.10-0.12MPa，塔頂溫度75-85℃，塔底溫度85-95℃；所述回收塔塔頂絕壓0.48-0.52MPa，塔頂溫度120-130℃，塔底溫度150-160℃。該生產方法考慮了系統內的各級能量優化配置，從而實現系統節能的目的，整個系統的蒸汽單耗為1.8噸蒸汽/噸無水乙醇產品，與傳統的工藝相比可節省蒸汽和循環水達20%以上。
文檔編號C07C31/08GK102992953SQ20121053981
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者李璟, 周宏才, 唐兆興, 姜新春, 肖朝倫, 賈曉麗, 張惠婷, 高志貴 申請人:廣東中科天元新能源科技有限公司