含水乙醇脫水用吸附劑的製作方法
2023-04-27 07:53:21 4
專利名稱：含水乙醇脫水用吸附劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種含水乙醇脫水用吸附劑，屬於乙醇和燃料乙醇生產技術領域。
背景技術：
目前，生產乙醇或燃料乙醇的技術可以分成兩大類一種為蒸餾法，由於乙醇與水會形成共沸混合物，必需用到第三種組分，要麼是有機溶劑，要麼是濃鹽溶液，才可把共沸混合物和水分開，然後蒸餾把水從第三種組分中分離出來。蒸餾法主要存在兩個缺陷一是能耗太高，二是有汙染物排放。另一種為吸附法，以石灰、矽膠、分子篩、穀物為吸附劑進行脫水，與蒸餾法相比具有能耗低、無三廢、成本低的特點，越來越引起廣泛關注。分子篩吸附法依據分子篩孔徑大小對多組分子進行篩選而達到吸附目的，但分子篩吸附法存在著吸附劑價格偏高，成品得率偏低和失效後只能作為廢渣處理的缺陷；而穀物吸附法中流體通過時吸附劑阻力大，再生時將消耗較多的能量。為此尋找到一種價格低，成品得率高和再生時能量消耗低的吸附劑已成為乙醇和燃料乙醇能否實現低成本生產的關鍵技術。
發明內容
為了克服現有吸附脫水工藝中生產成本高的不足，本發明提供一種生產乙醇和燃料乙醇的專用吸附劑，該吸附劑具有價格低廉、使用壽命長、吸附和解析速度快、再生能耗低、操作條件溫和、產品得率高和失效後還可以作為乙醇原料使用的特點。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是1.將紅薯幹、木薯幹、馬鈴薯幹、小麥、紅薯秧、黃原膠和羧甲基澱粉分別粉碎成不同粒度；2.上述成分單獨或二種以上(含二種)以任意比例混合後加水一次成型，形成吸附劑骨架；3.二次固化成型，形成顆粒狀吸附劑，固化後的吸附劑顆粒內部會形成大量孔徑為2～3.5nm的微孔並具有一定的機械強度；4.該吸附劑對水分子具有很強的吸附作用，對乙醇分子則吸附作用很弱，當含水乙醇通過吸附劑後水分子被吸附在吸附劑上，而乙醇分子則順利通過從而達到脫水的目的。通過吸附劑的含水乙醇可以是氣態也可以是液態。
5.當吸附劑達到飽和狀態後可經過烘乾使其再生。
本發明的技術效果是，吸附劑本身價格低廉，使用壽命長，採用二次固化成型加工技術，使吸附劑具有巨大的比表面積，吸附容量大，在保證比表面積大的前提下，產品得率高；使吸附劑顆粒化，吸附和解析速度快，流體阻力小，操作條件溫和，再生能耗低；同時吸附劑使用後還可以被綜合利用。吸附劑生產過程及乙醇脫水過程中均無「三廢」屬於清潔法生產工藝，節約了處理三廢所需的大量投資及運行費用。
具體實施例方式
1.將紅薯幹、木薯幹、馬鈴薯幹、小麥、紅薯秧、黃原膠和羧甲基澱粉分別粉碎成不同粒度；2.上述成分單獨或二種以上(含二種)以任意比例混合後加水一次成型，形成吸附劑骨架；3.二次固化成型，形成顆粒狀吸附劑，固化後的吸附劑顆粒內部會形成大量孔徑為2～3.5nm的微孔並具有一定的機械強度。
4.將吸附劑裝入吸附塔，讓一種熱載氣流通過吸附層再生；然後含水乙醇通過吸附層，水分子被吸附劑吸附，而乙醇分子則暢通無阻的通過吸附層。載氣一般為空氣、二氧化碳或氮氣。
5.吸附飽和後讓一種熱載氣通過吸附劑使其再生，進入下一個循環。
6.吸附前的含水乙醇中乙醇濃度92.4％(w)，吸附後含水乙醇中乙醇濃度為99.7％(w)，質量符合GB18350-2001燃料乙醇標準和GB678-90無水乙醇標準。
7.所採用的吸附劑也適用於乙醇含量在90％(w)以下的含水乙醇的脫水過程。
權利要求
1.一種含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於含水乙醇脫水用吸附劑是由紅薯幹、木薯幹、馬鈴薯幹、小麥、紅薯秧、黃原膠和羧甲基澱粉經粉碎成不同粒度後，以一種成分單獨構成或二種以上(含二種)成分以任意比例混合後構成的；上述原料經二次成型形成內部含有大量微孔的固體顆粒。
2.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於顆粒的形狀可以是球形和圓柱形，也可以是其它不規則形狀。
3.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於顆粒的尺寸為球形顆粒的球徑從0.5毫米到20毫米；圓柱形顆粒柱徑從0.5毫米到20毫米，柱長從0.5毫米到20毫米；其它不規則形狀外形最大尺寸從0.5到20毫米。
4.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於顆粒的機械抗壓強度大於8(牛)。
5.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於乙醇就是酒精。
6.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於該吸附劑即適用於高含水量的含水乙醇脫水，也適用於低含水量的含水乙醇脫水。
7.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於使用該吸附劑可使含水乙醇的含水量小於3％(質量百分比)。
8.根據權利要求書1所述的含水乙醇脫水用吸附劑，其特徵在於含水乙醇的脫水過程中含水乙醇可在氣相狀態下進行，也可以在液相狀態下進行。
全文摘要
含水乙醇脫水用吸附劑是由紅薯幹、木薯幹、馬鈴薯幹、小麥、紅薯秧、黃原膠和羧甲基澱粉經粉碎、混合後加水經二次成型形成內部含有大量微孔和具有一定抗壓強度的顆粒狀吸附劑。該吸附劑具有價格低廉、使用壽命長、吸附和解析速度快、再生能耗低、產品得率高和失效後還可作為乙醇原料使用的特點。該吸附劑對水分子具有很強的吸附作用，對乙醇分子則很弱，當含水乙醇通過吸附劑後即達到脫水的目的。本發明提供了一種生產燃料乙醇、無水乙醇或普通乙醇專用吸附劑。
文檔編號C07C29/00GK1498678SQ0215013
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月7日 優先權日2002年11月7日
發明者馬曉建, 韓秀麗, 李洪亮, 陳俊英, 方書起 申請人:鄭州大學生化工程中心