採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法

2023-07-18 07:47:56 1

專利名稱：採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，它是從發酵醪液中通過精 餾過程生產酒精的節能工藝方法。
背景技術：
隨著石油、煤炭等能源資源的緊缺、環境汙染、溫室效應等問題的日益嚴重，酒精 等行業的節能、降耗已成為企業生存和提高競爭力的關鍵，越來越受到各方面的重視。
目前從發酵醪液生產酒精(燃料乙醇、食用酒精)的過程，多採用雙塔蒸餾方法。 這種方法具有生產能耗較高的缺點，制約了酒精行業生產的經濟性。
中國專利CN 02148634. 4提供了一種超純乙醇精製工藝採用粗餾塔、脫醛塔、精 制塔、脫甲醇塔和回收塔五塔工藝生產食用乙醇(共沸乙醇)。整個精餾系統複雜、操作能 耗尚ο
中國專利CN 200410094085. 0提供了燃料乙醇的生產方法採用蒸餾方法得到共 沸乙醇氣相，經分子篩脫水後得到無水燃料乙醇產品。蒸餾系統包含2臺塔，醪塔和脫水 塔。脫水塔塔頂蒸汽給醪塔塔釜加熱，分子篩吸附後的無水乙醇氣相也給醪塔塔釜加熱。目 前燃料乙醇蒸餾系統大都採用這種兩塔操作模式。這是一種簡單的雙效熱集成工藝，具有 操作能耗高的缺點。在目前能源費用日益增長的時期，已經不能滿足大規模生產燃料乙醇 的要求。並且這種方法只能生產普級食用酒精，無法獲得優級品食用酒精。
中國專利ZL 200710057523. X提供了一種「採用三塔熱集成裝置進行乙醇精餾的 工藝方法」整個乙醇精餾系統包括粗餾塔、低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔等三塔，粗餾 塔、低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔三塔之間熱集成，粗餾塔側線氣相為低壓共沸精餾塔 提供部分能量，高壓共沸精餾塔塔頂氣相為粗餾塔塔釜提供能量，酒精產品由低壓共沸精 餾塔和高壓共沸精餾塔分別採出。其最大缺陷為粗餾塔側線採出的乙醇/水氣相混合物需 要給低壓共沸精餾塔提供能量，粗餾塔必須儘可能多的採出氣相側線，因此粗餾塔內上升 氣相很少進入粗餾塔頂部及其塔頂冷凝器傳質、脫除輕組分，造成含有較多輕組分雜質的 粗餾塔側線氣相被引入了低壓共沸精餾塔，酒精產品難以達到優級品。其另一缺陷是低壓 共沸精餾塔採出共沸酒精直接進入高壓共沸精餾塔塔頂回流液中，這股共沸酒精中的甲醇 未被提濃，因此高壓共沸精餾塔塔頂至產品側線之間的甲醇濃度基本一致，側線酒精產品 中不可避免地甲醇濃度較高，酒精產品只能達到普級食用酒精標準，無法達到優級品標準。 此外，乙醇產品實際由低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔兩塔側線採出，系統內為雙精塔操 作，操作能耗較高。發明內容
本發明提供一種三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，從發酵醪液中通過精餾過 程生產酒精的節能工藝方法，可以克服已有技術的缺點，在常用的雙塔、三塔酒精精餾系統 的工藝基礎上，突破性地採用三臺精塔加熱集成工藝流程，顯著降低操作能耗。本發明提供的工藝方法具有顯著的實用性及經濟效益。
本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法包括
1)至少包括第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(T102)和第三精餾塔(T103)；
2)所說的第一精餾塔(TlOl)為複合塔，第一精餾塔上部為輕組分脫除段(SlOl) 和酒精精餾段(S102)，中部為酒精脫醛段(S103)，下部為第一粗塔(S104)；
3)所說的第二精餾塔(110 為複合塔，第二精餾塔上部為輕組分脫除段(S201)、 甲醇提濃段620 和酒精精餾段(S203)，下部為第二粗塔(S204)；
4)所說的第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(110 和第三精餾塔(TlOIB)三塔之間 為熱集成，第三精餾塔塔頂氣相作為第二精餾塔塔釜加熱熱源，為第二精餾塔提供所需熱 量；第二精餾塔塔頂氣相作為第一精餾塔塔釜加熱熱源，為第一精餾塔提供所需熱量；
5)整個精餾裝置系統內有兩個含醪段——第一精餾塔下部和第二精餾塔下部；
6)第二精餾塔進料為第一精餾塔進料以下液相側線出料。
本發明中所說的第三精餾塔與第二精餾塔之間的熱集成換熱器、第二精餾塔與第 一精餾塔之間的熱集成換熱器典型為採用間接換熱的蒸汽發生器，有效避免發酵醪液中固 形物對再沸器的堵塞、避免固形物對換熱管的磨損，保證再沸器的長周期穩定運行。蒸汽發 生器所用的水，優先採用第三精餾塔塔釜排放廢水，這樣既不需要外部提供新鮮水，而且可 以回收第三精餾塔塔釜廢水中的酒精。上述蒸汽發生器也可以採用新鮮水來產生蒸汽。第 三精餾塔與第二精餾塔之間的熱集成換熱器、第二精餾塔與第一精餾塔之間的熱集成換熱 器也可以不採用間接換熱的蒸汽發生器，採用泵強制循環換熱器或常規換熱器。
按本發明提供的工藝方法，由第一精餾塔頂部側線採出部分共沸酒精，由第三精 餾塔頂部側線採出部分共沸酒精，這兩股共沸酒精都進入第二精餾塔頂部，酒精產品由第 二精餾塔上部液相側線採出。由第三精餾塔S302或S303側線採出雜醇油。
按本發明提供的工藝方法，第一精餾塔TlOl被隔板BlOl分為上下兩部分，並且上 下兩部分氣液不互通。第一精餾塔TlOl按功能區共分為四段，TlOl上塔內有輕組分脫除 段SlOl和酒精精餾段S102，TlOl下塔內設有脫醛段S103和第一粗塔S104。SlOl用於脫 除進入TlOl上塔氣相10中的輕組分，S102用於提濃進入TlOl上塔氣相10中的酒精，在 S101、S102的共同作用下，由SlOU S102之間液相側線獲得共沸酒精16。SlOU S102分離 所需的能量由S104段抽出的氣相側線10提供。S104段其餘上升氣相用於與S104進料醪 液直接換熱、提餾出醪液中的部分酒精及輕組分雜質，然後在S103段繼續提濃並脫除輕組 分雜質。最終在尾冷器E102、E105採出醛酒15 (即甲醇、醛類雜質含量較高的工業酒精)。 還可以在回流罐VlOl出料中分流一股作為醛酒出料。整個第一精餾塔分離所需的能量由 第二精餾塔塔頂物料蒸汽23通過E107產生二次蒸汽27提供。
按本發明提供的工藝方法，第二精餾塔T102按功能區共分為四段，從上向下依次 為輕組分脫除段S201、甲醇提濃段S202、酒精精餾段S203和第二粗塔S204。S201用於脫 除進入T102塔物料20中的輕組分。為克服中國專利ZL 200710057523. X所提供工藝方法 的缺陷，本發明提供的工藝方法中特別地在第二精鎦塔塔頂設置了甲醇提濃段S202，來自 第一精餾塔、第三精餾塔的共沸酒精都進入第二精餾塔的輕組分脫除段S201和甲醇提濃 段S202之間，來自第一精餾塔、第三精餾塔的共沸酒精和第二精餾塔上升氣相中的甲醇都 被此甲醇提濃段進一步濃縮並在第二精餾塔塔頂富集並脫除，從而大大降低了酒精產品中4的甲醇濃度。整個第二精餾塔分離所需的能量由第三精餾塔塔頂物料蒸汽39通過E108產 生二次蒸汽43提供。
當生產普級食用酒精或其他較低規格的酒精產品時，第一精餾塔、第三精餾塔的 共沸酒精可以直接作為產品而不進入第二精餾塔，或者第一精餾塔、第三精餾塔採出的共 沸酒精直接與第二精餾塔回流液混合後一起進入第二精餾塔頂部。此時，第二精餾塔可由 塔頂或進料以上側線採出共沸酒精產品。這樣可以省去第二精餾塔塔頂的甲醇提濃段，降 低第二精餾塔塔體、塔內件等設備投資。
按本發明提供的工藝方法，發酵醪液經預熱後再進入第一精餾塔下部粗塔，第一 精餾塔和第二精餾塔塔釜分別排放含醪廢水。更為典型的，第二精餾塔塔釜排放的含醪廢 水先進入第一精餾塔塔釜，經閃蒸、降溫，回收其中能量和酒精後再與第一精餾塔塔釜醪液 一起出裝置。
按本發明提供的工藝方法，系統內設置一臺淡酒罐(Vl(XB)來自第一精餾塔上部 精餾段採出的淡酒、第一精餾塔中部脫醛段採出的淡酒、第二精餾塔上部精餾段採出的淡 酒、分子篩再生返回的淡酒和雜醇油洗水返回的淡酒都進入淡酒罐。第三精餾塔進料為來 自淡酒罐的淡酒。各股淡酒也可以分別進入第三精餾塔。
按本發明提供的工藝方法，第三精餾塔T103按功能區共分為三段，從上向下依次 為輕組分脫除段S301、酒精精餾段S302和提餾段S303。S301用於脫除進入T103塔物料 35中的輕組分。S302用於提濃進入T103塔物料35中的酒精，S303用於提餾進入T103塔 物料35中的酒精，塔釜排出基本不含酒精的廢水。
按本發明提供的工藝方法，第三精餾塔採用蒸汽直接加熱或通過再沸器用蒸汽或 導熱油加熱介質間接加熱。按本發明，第二精餾塔和第三精餾塔內的輕組分、甲醇、醛類等 雜質分別由物流26、物流42排出，並最終由第一精餾塔塔頂尾冷器採出的醛酒15排出裝 置。第二精餾塔和第三精餾塔內的輕組分、甲醇、醛類等雜質還可以分別由第二精餾塔回流 液25、第三精餾塔回流液41各自分流出少量出料返回至第一精餾塔回流罐，並最終由第一 精餾塔塔頂尾冷器採出的醛酒15排出裝置。
本發明可以結合分子篩生產無水乙醇，由第二精餾塔塔頂氣相分流一股去分子篩 裝置，經分子篩吸附脫水後的無水酒精氣相用來給第一精餾塔進料發酵醪液預熱，或者給 第一精餾塔塔釜加熱，降低操作能耗。
本發明中所說的第一精餾塔的塔頂操作壓力為10 300kPa ；第二精餾塔的塔頂 操作壓力為30 400kPa ；第三精餾塔T103的塔頂操作壓力為200 1200kPa。分子篩的吸 附操作壓力為50 1200kPa，優選100 800kPa，脫附操作壓力為10 600kPa，優選20 200kPa。除特殊說明外，本發明中所有壓力均指絕對壓力。
按本發明，第一精餾塔塔釜排放的廢水可以採用蒸汽噴射器或氣體壓縮機回收能 量及其中所含的酒精。
按本發明提供的工藝方法，所說的酒精產品可以給第三精餾塔進料淡酒預熱、或 者給第一精餾塔頂部側線採出的共沸酒精預熱、或者給發酵醪液預熱、或者給分子篩再生 返回淡酒預熱，回收其中熱量，減少冷卻水消耗。
本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，回收能量、降低蒸汽消 耗、減小循環水消耗的節能工藝方法包括但不限於以下方法，所採用的節能工藝方法可以是下列的全部、或者是它們的各種可能的組合
(1)第一精餾塔塔頂氣相11給發酵醪液預熱。
(2)第一精餾塔脫醛段S103採出的氣相6給發酵醪液預熱。
(3)第一精餾塔塔釜排放廢水4給醪液預熱。
(4)第二精餾塔釜液21給第二精餾塔進料19預熱。
(5)第三精餾塔釜液37給第三精餾塔進料(淡酒34)預熱。
(6)第三精餾塔釜液37給分子篩再生返回淡酒52加熱。
(7)第三精餾塔釜液37給雜醇油萃取返回淡酒加熱。
(8)採用蒸汽噴射器回收第一精餾塔塔釜物料4中的能量，抽出的氣體M與動力 蒸汽53 —起作為二次蒸汽M，用於給第一精餾塔塔釜加熱，或者加熱系統內其他物料。
(9)酒精產品四給淡酒33預熱。
(10)酒精產品四給第一精餾塔側線共沸酒精16預熱。
(11)酒精產品四給發酵醪液預熱。
(12)吸附脫水後的酒精氣相48可以給第一精餾塔塔釜再沸器E107B加熱，也可以 用於預熱發酵醪液。
(13)吸附脫水後的酒精凝液49給淡酒33預熱。
(14)吸附脫水後的酒精凝液49給第一精餾塔側線共沸酒精16預熱。
(15)吸附脫水後的酒精凝液49給發酵醪液預熱。
本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，只有第三精餾塔塔釜需 要輸入蒸汽加熱，第一精餾塔、第二精餾塔都不需要輸入外供蒸汽，只需採用系統內高溫物 料加熱、或者物料蒸汽加熱、或者採用系統內產生的二次蒸汽加熱。並且突破性的採用兩臺 粗塔蒸餾醪液中的酒精、採用三臺精塔精餾酒精產品，大大降低了操作能耗。
本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，適用於以澱粉或糖質、 或它們的組合為原料，生產各種規格的酒精產品。發酵醪液乙醇含量範圍一般為1 35%， 典型發酵液濃度為5 12%。上述濃度均為體積比。本發明提供的工藝方法可適用於各種 濃度發酵醪液的酒精精餾過程，不受上述發酵醪液乙醇含量範圍的限制。
本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，可以將第一精餾塔上塔 (S101段、S102段)和第一精餾塔下塔(S103段、S104段)分開，以降低第一精餾塔的高度。 還可以將第一精餾塔的SlOl段、S102段、S103段作為一部分與S104段分開，以降低第一精 餾塔的高度。
本發明是從發酵醪液中通過精餾過程生產酒精的節能工藝方法。整個酒精精餾 系統至少包括第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔等三塔及其配套設備組成。第一精餾 塔、第二精餾塔和第三精餾塔三塔之間熱集成，加上系統內其他換熱、節能技術的應用極大 地降低了操作能耗。優化的換熱系統，使分子篩吸附脫水系統與精餾系統有機地統一在一 起，提高了整個精餾系統的穩定性和靈活性。本發明克服了已有技術的缺點，操作能耗降至 1. 1噸蒸汽/噸優質食用酒精，較目前先進的酒精酒精工藝方法降低操作能耗30%以上，具 有顯著的實用性及經濟效益。


圖1是一種典型的三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法流程圖。
圖2、圖3分別是兩種採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法生產無水乙醇(或 燃料乙醇)的工藝流程圖。
圖4是圖1流程的變形流程，將第一精餾塔上塔、下塔分開，以降低第一精餾塔的尚度。
圖5是採用蒸汽噴射器回收第一精餾塔釜液能量及酒精的節能工藝示意圖。
具體實施方式
本發明的具體實施方案參照附圖詳細說明如下，但僅作說明而不是限制本發明。
實施例1
圖1是一種典型的三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法流程圖。
一塔為第一精餾塔T101，二塔為第二精餾塔T102、三塔為第三精餾塔T103。
發酵醪液1通過ElOl與脫醛段S103上升氣相6換熱，預熱後的醪液2通過E103 與第一精餾塔塔釜排放廢水4換熱，預熱後的醪液3進入TlOl下部S104段，換熱冷卻後的 含醪廢水5出裝置。
S104段、物流3進料位置的下方側線抽出兩股物料，氣相側線10和液相側線19。 S104段內部上升氣相被分為兩部分，一部分作為氣相側線10進入S102段底部，其餘部分進 入S103段底部。
S103段頂部氣相6經冷凝器ElOl冷凝，未凝氣相7進尾冷器E102繼續冷凝，E102 後接真空系統，不凝氣8出裝置。E101、E102混合凝液9回流至S103頂部。S103底部液相 抽出經S103脫除輕組分後的淡酒18。
進入TlOl上塔的酒氣10，經S101、S102分離、提濃後，塔頂氣相11經冷凝器E104 冷凝，未凝氣相12進尾冷器E105繼續冷凝，E105後接真空系統，不凝氣13出裝置。E104、 E105混合凝液14回流至SlOl頂部。由S101、S102之間液相抽出共沸酒精16，物流16進 如第二精餾塔S201、S202之間，繼續精製，脫除16中的甲醇。
由S102底部液相抽出淡酒17。
由尾冷器E102、E105採出醛酒15 (即甲醇、醛類雜質含量較高的工業酒精)。還 可以在回流罐VlOl出料中分流一股作為醛酒出料。
S104液相側線出料19經E106與第二精餾塔釜液21換熱，預熱後的物流20進入 第二精餾塔S204段。第二精餾塔塔釜含醪廢水21冷卻後的物料22進入第一精餾塔塔釜， 閃蒸後回收其中的熱量和酒精。
第二精餾塔內酒精經S203提濃、S202脫除甲醇、S201脫除輕組分後由S202、S203 之間的液相側線獲得優質酒精四。物流四被混合淡酒33冷卻，冷卻後酒精30經EllO繼 續冷卻至常溫，得到酒精產品31。由S203、S204之間液相抽出淡酒32。
第二精餾塔塔頂氣相23去E107換熱器被氣液分離罐V104內廢水冷凝，同時將 V104內廢水汽化為二次蒸汽27，二次蒸汽27進入第一精餾塔塔釜，為第一精餾塔提供能 量。通過E107和V104，實現了第二精餾塔與第一精餾塔的熱集成操作。物流23的凝液M 進入第二精餾塔回流罐V105，然後作為第二精餾塔回流液25返回第二精餾塔塔頂。V104剩餘廢水觀從V104溢流，排出裝置。
物流23未凝氣相沈自V105排出，與第一精餾塔塔頂氣相11混合一起進入E104， 繼續冷凝、回收其中酒精。
淡酒17、淡酒18、淡酒32都進入淡酒罐V103，V103出料33經E109被酒精產品四 預熱，預熱後淡酒；34經Elll被第三精餾塔塔釜廢水37加熱後進入第三精餾塔S303段上部。
第三精餾塔內酒精經S302提濃、S301脫除輕組分後由S301、S302之間的液相側 線採出共沸酒精45，共沸酒精45返回第二精餾塔S201、S202之間，繼續精製，脫除45中的甲醇。
由第三精餾塔進料位置以上或以下側線抽出雜醇油46。
第三精餾塔可以採用蒸汽36直接加熱、省去塔釜再沸器。也可以通過再沸器用蒸 汽或導熱油等加熱介質間接加熱。
第三精餾塔塔釜廢水37給淡酒34預熱，冷卻後廢水38進入E108。
第三精餾塔塔頂氣相39去E108換熱器被氣液分離罐V106內廢水冷凝，同時將 V106內廢水汽化為二次蒸汽43，二次蒸汽43進入第二精餾塔塔釜，為第二精餾塔提供能 量。通過E108和V106，實現了第三精餾塔與第二精餾塔的熱集成操作。物流39的凝液40 進入第三精餾塔回流罐V107，然後作為第三精餾塔回流液41返回第三精餾塔塔頂。V106 剩餘廢水44從V106溢流去E107。
物流39未凝氣相42自V107排出，與第二精餾塔塔頂氣相23混合一起進入E107， 繼續冷凝、回收其中酒精。
—般S103與S104之間設2層除霧塔板以去除S104段上升氣相可能夾帶的固形 物。這兩層除霧塔板頂部可以採用物流18、物流9或物流33分流出少量液體進行洗滌，以 增強除霧效果，確保進入S103段上升氣相中不夾帶固形物。
一般S203與S204之間設2層除霧塔板以去除S204段上升氣相可能夾帶的固形 物。這兩層除霧塔板頂部可以採用物流32或物流33分流出少量液體進行洗滌，以增強除 霧效果，確保進入S203段上升氣相中不夾帶固形物。
以下給出了實施例1各主要設備的一種典型操作條件
第一精餾塔塔頂操作壓力40kPa，塔頂操作溫度為56°C，塔釜操作溫度83°C。
第二精餾塔塔頂操作壓力190kPa，塔頂操作溫度94°C，塔釜操作溫度122°C。
第三精餾塔塔頂操作壓力600kPa，塔頂操作溫度131°C，塔釜操作溫度160°C。
第一精餾塔脫醛段S103頂部操作壓力40kPa，S103塔頂操作溫度56°C。
V104操作壓力60kPa，操作溫度86 °C。
V106操作壓力220kPa，操作溫度123°C。
實施例2
圖2是一種採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法生產無水乙醇(或燃料乙 醇)的工藝流程圖。圖2是在圖1所提供的工藝流程基礎上，直接增加了分子篩脫水系統 和無水乙醇冷凝器E107B，以生產無水乙醇或燃料乙醇產品。
從第二精餾塔塔頂分流一股共沸酒氣47去分子篩脫水塔S101A、SlOlB0分子篩 脫水塔分為兩臺切換操作，一臺吸附脫水時，另一臺處於脫附再生或備用狀態。分子篩脫附 出來的淡酒52進入淡酒罐。8
共沸酒氣47經分子篩吸附脫水後的無水乙醇蒸汽48進入無水乙醇冷凝器E107B， 無水乙醇蒸汽48通過E107B被氣液分離罐V104內廢水冷凝為無水乙醇49進緩衝罐V108， V108出料無水乙醇經E109被淡酒33冷卻。冷卻後無水乙醇50經EllO繼續冷卻至常溫， 得到無水乙醇產品51。
實施例2各主要設備的典型操作條件與實施例1相同。
如圖3所示，按實施例2提供的工藝方法，如果僅用於生產無水乙醇或燃料乙醇， 第二精餾塔可以省去S202段，來自第一精餾塔和第三精餾塔的共沸酒精都進入第二精餾 塔塔頂，節省設備投資。
圖4是圖1流程的變形流程，將第一精餾塔上塔、下塔分開，以降低第一精餾塔的 高度。圖5是採用蒸汽噴射器回收第一精餾塔釜液能量及酒精的節能工藝示意圖。採用 較高壓力的蒸汽53抽吸第一精餾塔塔釜出料4，被抽出的氣體M與53混合成為二次蒸汽 55。這股二次蒸汽55可以給第一精餾塔塔釜加熱，或者給醪液預熱，或者加熱系統內其他 物料。
本發明與目前廣泛採用兩塔酒精精餾工藝進行了操作能耗對比，對比節能效果如 下
目前廣泛採用的常規兩塔酒精精餾工藝，生產共沸酒精蒸汽耗量約2. 3噸蒸汽/ 噸共沸酒精產品。
目前廣泛採用的常規兩塔酒精精餾工藝，生產無水乙醇蒸汽耗量約3. 2噸蒸汽/ 噸無水乙醇產品。
中國專利ZL 200710057523. X所提供的採用三塔熱集成裝置進行酒精精餾的工 藝方法，生產共沸酒精蒸汽耗量約1. 6噸蒸汽/噸共沸酒精產品；生產無水乙醇蒸汽耗量約 2. 2噸蒸汽/噸無水乙醇產品。
採用本發明提供的三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，蒸汽耗量約1. 1噸蒸汽 /噸食用酒精產品；蒸汽耗量約1. 4噸蒸汽/噸無水酒精產品。
採用本發明提供的採用三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法與中國專利 ZL200710057523. X所提供工藝方法操作能耗對比，按20萬噸/年酒精裝置計算(酒精產量 為25噸/小時，年操作時數按8000小時)
食用酒精每小時可節省蒸汽1. 6-1. 1 = 0.5噸蒸汽/噸食用酒精產品。
0. 5/1. 6X100% 31%。
每年可節省蒸汽約10萬噸(0. 5噸/噸X 20萬噸/年=10萬噸/年)。
按每噸蒸汽150元計算，每年可節省蒸汽費用
10萬噸/年X 150元/噸=1500萬元/年。
無水乙醇每小時可節省蒸汽2. 2-1. 4 = 0.8噸蒸汽/噸共沸乙醇產品。
0. 8/2. 2X100% 36%。
每年可節省蒸汽約20萬噸(0. 8噸/噸X20萬噸/年=16萬噸/年)。
按每噸蒸汽150元計算，每年可節省蒸汽費用
16萬噸/年X150元/噸=MOO萬元/年。
本發明提供了一種三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，具有極其顯著經濟效 益。結合實施例加以具體說明，相關領域的人員完全可以根據本專利提供的方法進行適當改動或變更與組合，來實現本專利技術。需要特別說明的是，所有這些通過對本專利提供的 工藝流程進行相類似的改動或變更與組合，對本領域技術人員來說是顯而易見的，都被視 為在本發明的精神、範圍和內容中。
權利要求
1.一種三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，該工藝方法是從發酵醪液中通過精餾過 程生產酒精，其特徵在於1)至少包括第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(T102)和第三精餾塔(T103)；2)所說的第一精餾塔(TlOl)為複合塔，第一精餾塔上部為輕組分脫除段(SlOl)和酒 精精餾段(S102)，中部為酒精脫醛段(S103)，下部為第一粗塔(S104)；3)所說的第二精餾塔(110 為複合塔，第二精餾塔上部為輕組分脫除段(S201)、甲醇 提濃段620 和酒精精餾段(S203)，下部為第二粗塔(S204)；4)所說的第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(110 和第三精餾塔(T10;3)三塔之間為熱 集成，第三精餾塔塔頂氣相作為第二精餾塔塔釜加熱熱源，為第二精餾塔提供所需熱量；第 二精餾塔塔頂氣相作為第一精餾塔塔釜加熱熱源，為第一精餾塔提供所需熱量；5)整個精餾裝置系統內有兩個含醪段——第一精餾塔下部和第二精餾塔下部；6)第二精餾塔進料為第一精餾塔進料以下液相側線出料。
2.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於所說的第三精餾塔與第二精餾塔之間 的熱集成換熱器、第二精餾塔與第一精餾塔之間的熱集成換熱器採用間接換熱的蒸汽發生 器、泵強制循環換熱器或常規換熱器。
3.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於所說的第一精餾塔的塔頂操作壓力為 10 300kPa ；第二精餾塔的塔頂操作壓力為30 400kPa ；第三精餾塔T103的塔頂操作壓 力為 200 1200kPa。
4.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於所說的發酵醪液經預熱後再進入第一 精餾塔下部粗塔，第一精餾塔和第二精餾塔塔釜分別排放含醪廢水；或第二精餾塔塔釜排 放的含醪廢水先進入第一精餾塔塔釜，經閃蒸、降溫，回收其中能量和酒精後再與第一精餾 塔塔釜醪液一起排出裝置。
5.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於由第一精餾塔頂部側線採出部分共沸 酒精，由第三精餾塔頂部側線採出部分共沸酒精，這兩股共沸酒精都進入第二精餾塔頂部， 酒精產品由第二精餾塔上部液相側線採出，由第三精餾塔側線採出雜醇油。
6.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於來自第一精餾塔上部精餾段採出的淡 酒、第一精餾塔中部脫醛段採出的淡酒、第二精餾塔上部精餾段採出的淡酒、分子篩再生返 回的淡酒和雜醇油洗水返回的淡酒都進入淡酒罐，第三精餾塔進料為來自淡酒罐的淡酒， 或各股淡酒分別進入第三精餾塔。
7.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於所說的第三精餾塔採用蒸汽直接加 熱、通過再沸器用蒸汽或導熱油加熱介質間接加熱。
8.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於由第二精餾塔塔頂氣相分流一股去分 子篩裝置，經分子篩吸附脫水後的無水酒精氣相用來給第一精餾塔進料發酵醪液預熱，或 者給第一精餾塔塔釜加熱，降低操作能耗。
9.按照權利要求1所說的工藝方法，其特徵在於所說的第一精餾塔塔釜排放的廢水可 以採用蒸汽噴射器或氣體壓縮機回收能量及其中所含的酒精。
10.按照權利要求1、8所說的工藝方法，其特徵在於所說的酒精產品給第三精餾塔進 料淡酒預熱、或者給第一精餾塔頂部側線採出的共沸酒精預熱、或者給發酵醪液預熱、或者 給分子篩再生返回淡酒預熱，回收其中熱量，減少冷卻水消耗。
全文摘要
本發明涉及一種三精塔熱集成酒精精餾節能工藝方法，從發酵醪液中通過精餾過程生產酒精的節能工藝方法。整個酒精精餾系統至少包括第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔等三塔及其配套設備組成。第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔三塔之間熱集成，加上系統內其他換熱、節能技術的應用極大地降低了操作能耗。優化的換熱系統，使分子篩吸附脫水系統與精餾系統有機地統一在一起，提高了整個精餾系統的穩定性和靈活性。本發明克服了已有技術的缺點，操作能耗降至1.1噸蒸汽/噸優質食用酒精，較目前先進的酒精工藝方法降低操作能耗30％以上，具有顯著的實用性及經濟效益。
文檔編號C07C29/80GK102040472SQ20101054735
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者藍仁水, 黃貴明 申請人:藍仁水, 黃貴明