酒精三效差壓蒸餾裝置的製作方法
2023-06-26 19:30:41
專利名稱：酒精三效差壓蒸餾裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於差壓蒸餾裝置，特別涉及用於酒精生產的三效差壓蒸餾 裝置，適合酒精及燃料乙醇行業。
背景技術：
酒精生產中，蒸餾能耗佔總能耗的(60 70) %，其中大量的熱能被冷 卻水、廢液等帶走造成損失。能量費用與設備折舊費相比，前者佔首要地位。 燃料乙醇作為一種汽油的替代燃料，燃燒放出的能量是一個定數，生產燃料 乙醇的能耗必須小於燃燒放出的能量，否則燃料乙醇的推廣使用就要受到制 約，作為能源是不合理的。因此，燃料乙醇的生產節能問題顯得越來越重要。
差壓蒸餾是多次重複利用蒸汽的熱量，也稱為多效蒸餾。該工藝是在兩 個或兩個以上塔系內進行，各塔在不同壓力下操作，前一效塔的壓力高於後 一效塔的壓力，前一效塔的塔頂蒸氣冷凝溫度高於後一效塔底液體的沸騰溫 度。第一效塔用生蒸汽加熱，其塔頂蒸氣作為第二效塔塔底再沸器加熱介質， 蒸氣在再沸器冷凝。依次逐效進行，直到最後一效塔頂蒸氣用外源冷卻介質 冷凝。
多效差壓蒸餾是充分利用固定冷熱源之間的過剩溫差，儘管總能量降級 是相同的，但每個塔的塔頂和塔底間溫差減小了，從而降低了有效能的損失。 多效差壓蒸餾使得總能量逐漸降低，充分利甩各級品位的能量，從而降低總 的能耗，提高了整個蒸餾系統的熱力學效率。
現有酒精生產的差壓蒸餾技術有雙效和四效差壓蒸餾。我國北京化工大 學開發的雙效差壓蒸餾流程，由兩個醪塔和一個精餾塔組成，其中高壓醪塔 的塔頂蒸氣作為低壓醪塔塔底再沸器加熱介質。現有主流差壓蒸餾連續生產 的消耗指標為3t 4. 2t蒸汽/t酒精，該技術預計可節能(35 40) %。
美國也採用雙效差壓蒸餾技術來生產直接作為燃料使用含量為(95 96)% (V)酒精。該流程由兩塔構成，每塔又分為提餾段(醪塔)和精餾段(精
餾塔)。兩塔同時進醪，同時出產品。高壓塔的操作壓力約為4X10'5pa,低壓 塔的操作壓力為常壓。加壓塔直接用蒸汽加熱，該塔塔頂蒸氣用作常壓塔的 熱源。這套裝置的能耗為1.2 1.5t蒸汽/t酒精。
德國四效差壓蒸餾流程由四個精餾塔和一個醛塔提餾段、 一個醛塔濃縮 段組成。該技術由於採用了四效精餾，使得能耗降到0. 9t蒸汽/t酒精，遠遠 低於一般連續生產3t 4t蒸汽/t酒精的消耗指標，四效精餾比常規精餾節省 蒸汽達70%以上。
現有的雙效差壓蒸餾技術雖然設備投資較少，但能耗較高，而四效差壓 蒸餾技術共需6個塔，雖然能耗降了下來，但存在設備投資大，操作不穩定 的問題。
實用新型內容
本實用新型目的在於提供一種投資較小、能耗較低的酒精三效差壓蒸餾 裝置。
為達上述目的，本實用新型採用如下技術方案酒精三效差壓蒸餾裝置， 包括常壓蒸餾塔、常壓精餾塔、負壓蒸餾塔、加壓精餾塔和餘熱回收塔，常 壓蒸餾塔塔頂氣相出口端通過管道與常壓精餾塔的進口端相接，常壓蒸餾塔 釜液出口通道經循環泵(14乂再沸飄6〕與塔下部進口通道相接；常壓精餾塔塔 頂氣相出口端分為通過管道與負壓蒸餾塔釜液再沸器(8)的加熱介質進口端相
接的通道和帶閥門的氣相產品採出通道，常壓精餾塔釜液出口通道經再沸激7) 與塔下部進口通道相接；負壓蒸餾塔釜液再沸器的加熱介質出口端經管道與 常壓精餾塔回流罐相連，常壓精餾塔回流罐的回流出口端經帶回流泵的管道 與常壓精餾塔的回流入口端連通， 負壓蒸餾塔塔底酒精糟液出口端接帶泵(19) 的管道，負壓蒸餾塔釜液出口通道經循環泵(20X再沸器(8)與塔下部進口通道 相接；加壓精餾塔釜液出口通道經再沸器(9)與塔下部進口通道相接，加壓精 餾塔釜液再沸器(9)的加熱介質入口端與生蒸汽管道相連，加壓精餾塔塔頂氣 相出口端分為兩個通道， 一個通道與常壓蒸餾塔釜液再沸器(6)的加熱介質入口端相連，再沸器(6)的加熱介質出口端通過管道與常壓蒸餾塔回流罐相連， 另一通道與常壓精餾塔釜液再沸器(7)的加熱介質入口端相連，再沸器(7〕的加 熱介質出口端通過管道與常壓精餾塔回流罐相連，常壓蒸餾塔回流罐的一出
口端經節流閥(22)與常壓精餾塔回流罐入口端連通、另一出口端經帶回流泵(16)
的管道與加壓精餾塔的回流入口端連通，常壓精餾塔回流罐的出口端接帶閥 門(23)的液相產品採出通道。
.負壓蒸餾塔的塔頂氣相出口端通過管道與餘熱回收塔的進料端相接，餘 熱回收塔底部釜液出口端經管道與加壓精餾塔的進料端相連通，餘熱回收塔 塔頂氣相出口端通過管道與發酵醪預熱器連接，發酵醪預熱器的發酵醪出口 端通過管道與常壓蒸餾塔的進料端和負壓蒸餾塔的進料端相連。
餘熱回收塔底部釜液出口端經帶預熱器的管道與加壓精餾塔的進料端相 連通，預熱器的加熱介質管道與常壓精餾塔餘餾水出口連通。
常壓蒸餾塔塔底酒精糟液出口通過管道與負壓蒸餾塔底部的酒精糟液進 口相連；加壓精餾塔餘餾水的出口端通過管道與常壓精餾塔餘餾水的入口端 相接。
本實用新型的優點主要表現在
(1) 、常壓蒸餾塔和負壓蒸餾塔的進料——發酵醪作為被加熱介質先利 用餘熱回收塔塔頂的預熱器進行預熱， 一方面可以回收熱能，降低能耗，另 一方面可減少冷卻劑的用量，同時冷卻待排放的廢氣；
(2) 、常壓蒸餾塔出來的酒精糟液溫度高，再返回到負壓蒸餾塔中可以 利用糟液廢熱；
(3) 、加壓精餾塔出來的餘餾水溫度高，再返回到常壓精餾塔中可以利 用餘餾水的熱量； .
(4) 、常壓精餾塔餘餾氷的熱量被用來加熱加壓精餾塔的進料——淡酒， 或用來加熱發酵醪，以節約蒸汽用量；
(5) 、加壓精餾塔塔頂氣相介質溫度高，分為兩路，分別作為常壓蒸餾塔和常壓精餾塔塔底再沸器的加熱介質，可回收餘熱；
(6) 、常壓精餾塔塔頂氣相介質作為負壓蒸餾塔塔底再沸器的加熱介質， 可利用餘熱，節約蒸汽用量；
(7) 、蒸餾塔再沸器採用強制循環技術，可以提高換熱效率，減輕再沸 器的結垢情況；
(8) 、本實用新型可根據檢修需要，常壓蒸餾塔和常壓精餾塔一組，負 壓蒸餾塔、餘熱回收塔和加壓精餾塔一組，分開運行，檢修不誤生產，生產 效率高；
(9) 、本實用新型操作穩定，汽耗指標可達到1. lt蒸汽/t酒精，與我國 現有主流差壓蒸餾連續生產的消耗指標3t 4. 2t蒸汽/t酒精相比節約能耗近 60 75%。
圖1為本實用新型三效差壓蒸餾裝置示意圖。
圖中l一常壓蒸餾塔；2—常壓精餾塔；3—負壓蒸餾塔；4一加壓精餾塔； 5--餘熱回收塔；6、 7、 8、 9—再沸器；10—預熱器；ll一發酵醪預熱器；12 一冷卻器；13—真空泵；14一泵;，15—回流罐；16—泵；17—回流罐；18、 19、 20—泵；21—閥；22—節流閥；23_閥。
具體實施方式
實施例酒精三效差壓蒸餾裝置，包括常壓蒸餾塔l、常壓精餾塔2、負
壓蒸餾塔3、加壓精餾塔4和餘熱回收塔5，其中常壓蒸餾塔1塔頂氣相出口 端通過管道與常壓精餾塔2的進'口端相接，常壓蒸餾塔1釜液出口通道經循 環泵14、再沸器6與塔下部進口通道相接；常壓精餾塔2塔頂氣相出口端分 為兩個通道， 一個通道通過管道與負壓蒸餾塔3釜液再沸器8的加熱介質進 口端相接，另一個通道通過閥門21將氣相產品採出，常壓精餾塔2釜液出口 通道經再沸器7與塔下部進口通道相接；負壓蒸餾塔3釜液再沸器的加熱介 質出口端經管道與常壓精餾塔回流罐17相連，常壓精餾塔回流罐17的回流 出口端經回流泵18與常壓精餾塔2的回流入口端通過管道相連通，負壓蒸餾塔3的塔頂氣相出口端通過管道與餘熱回收塔5的進料端相接，負壓蒸餾塔3 塔底酒精糟液出口端通過管道與泵19相連送入下一工段，負壓蒸餾塔3釜液 出口通道經循環泵20、再沸器8與塔下部進口通道相接；加壓精餾塔4釜液 出口通道經再沸器9與塔下部進口通道相接，加壓精餾塔釜液再沸器9的加 熱介質入口端與生蒸汽管道相連，加壓精餾塔回流罐15的一出口端經節流閥 22與常壓精餾塔回流罐17入口端通過管道相連通，加壓精餾塔回流罐15的 另一出口端經回流泵16與加壓精餾塔4的回流入口端通過管道相連通，常壓 精餾塔回流罐17的出口端通過閥門23將液相產品採出。
餘熱回收塔5底部釜液出口端通過管道經淡酒預熱器10與加壓精餾塔4 的進料端相連通，餘熱回收塔5塔頂氣相出口端通過管道與預冷器11、冷卻 器12、真空泵13、塔頂回流液入口端相連，預冷器11的被加熱介質出口端 分為兩個通道， 一個通道通過管道與常壓蒸餾塔1的進料端相連，另一個通 道通過管道與負壓蒸餾塔3的進料端相連。
常壓蒸餾塔1塔底酒精糟液出口通過管道與負壓蒸餾塔3底部的酒精糟 液進口端相連；加壓精餾塔4餘餾水的出口端通過管道與常壓精餾塔2餘餾 水的入口端相接，常壓精餾塔2餘餾水的出口端通過管道與淡酒預熱器10加 熱介質的進口端相通；加壓精餾塔4塔頂氣相出口端分為兩個通道， 一個通 道與常壓蒸餾塔釜液再沸器6的加熱介質入口端通過管道相連，再沸器6的 加熱介質出口端通過管道與加壓精餾塔回流罐15相連；另一通道與常壓精餾 塔釜液再沸器7的加熱介質入口端通過管道相連，再沸器7的加熱介質出口 端通過管道與常壓精餾塔回流罐17相連。
權利要求1、酒精三效差壓蒸餾裝置，其特徵在於包括常壓蒸餾塔、常壓精餾塔、負壓蒸餾塔、加壓精餾塔和餘熱回收塔，常壓蒸餾塔塔頂氣相出口端通過管道與常壓精餾塔的進口端相接，常壓蒸餾塔釜液出口通道經循環泵(14)、再沸器(6)與塔下部進口通道相接；常壓精餾塔塔頂氣相出口端分為通過管道與負壓蒸餾塔釜液再沸器(8)的加熱介質進口端相接的通道和帶閥門的氣相產品採出通道，常壓精餾塔釜液出口通道經再沸器(7)與塔下部進口通道相接；負壓蒸餾塔釜液再沸器的加熱介質出口端經管道與常壓精餾塔回流罐相連，常壓精餾塔回流罐的回流出口端經帶回流泵的管道與常壓精餾塔的回流入口端連通，負壓蒸餾塔塔底酒精糟液出口端接帶泵(19)的管道，負壓蒸餾塔釜液出口通道經循環泵(20)、再沸器(8)與塔下部進口通道相接；加壓精餾塔釜液出口通道經再沸器(9)與塔下部進口通道相接，加壓精餾塔釜液再沸器(9)的加熱介質入口端與生蒸汽管道相連，加壓精餾塔塔頂氣相出口端分為兩個通道，一個通道與常壓蒸餾塔釜液再沸器(6)的加熱介質入口端相連，再沸器(6)的加熱介質出口端通過管道與常壓蒸餾塔回流罐相連，另一通道與常壓精餾塔釜液再沸器(7)的加熱介質入口端相連，再沸器(7)的加熱介質出口端通過管道與常壓精餾塔回流罐相連，常壓蒸餾塔回流罐的一出口端經節流閥(22)與常壓精餾塔回流罐入口端連通、另一出口端經帶回流泵(16)的管道與加壓精餾塔的回流入口端連通，常壓精餾塔回流罐的出口端接帶閥門(23)的液相產品採出通道。
2、 如權利要求l所述的酒精三效差壓蒸餾裝置，其特徵在於負壓蒸餾 塔的塔頂氣相出口端通過管道與餘熱回收塔的進料端相接，餘熱回收塔底部 釜液出口端經管道與加壓精餾塔的進料端相連通，餘熱回收塔塔頂氣相出口 端通過管道與發酵醪預熱器連接，發酵醪預熱器的發酵醪出口端通過管道與 常壓蒸餾塔的進料端和負壓蒸餾塔的進料端相連。
3、 如權利要求2所述的酒精三效差壓蒸餾裝置，其特徵在於餘熱回收 塔底部釜液出口端經帶預熱器的管道與加壓精餾塔的進料端相連通，預熱器的加熱介質管道與常壓精餾塔餘餾水出口連通。
4、如權利要求1、 2或3所述的酒精三效差壓蒸餾裝置，其特徵在於 常壓蒸餾塔塔底酒精糟液出口通過管道與負壓蒸餾塔底部的酒精糟液進口相 連；加壓精餾塔餘餾水的出口端通過管道與常壓精餾塔餘餾水的入口端相接。
專利摘要酒精三效差壓蒸餾裝置，包括常壓蒸餾塔、常壓精餾塔、負壓蒸餾塔、加壓精餾塔和餘熱回收塔，常壓精餾塔塔頂氣相介質作為負壓蒸餾塔塔底再沸器的加熱介質，發酵醪作為被加熱介質先利用餘熱回收塔塔頂的發酵醪預熱器進行預熱，常壓蒸餾塔出來的較高溫度的酒精糟液返回到負壓蒸餾塔中利用糟液廢熱，加壓精餾塔出來的較高溫度的餘餾水返回到常壓精餾塔中利用餘餾水的熱量，常壓精餾塔餘餾水的熱量被用來加熱加壓精餾塔的進料或用來加熱發酵醪，加壓精餾塔塔頂較高溫度的氣相介質作為常壓蒸餾塔和常壓精餾塔塔底再沸器的加熱介質，蒸餾塔再沸器採用強制循環技術從而提高換熱效率，減輕再沸器的結垢情況。本實用新型節約能耗60-75％，操作穩定。
文檔編號B01D3/14GK201253496SQ20082007074
公開日2009年6月10日 申請日期2008年5月28日 優先權日2008年5月28日
發明者劉利平, 李洪亮, 陳俊英 申請人:鄭州凱樂生物能有限公司