CN102040471A - 一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置及工艺。该装置包括分子筛吸附/解析塔，粗馏塔，组合塔，精馏塔，甲醇塔，醪液预热器，其中，组合塔酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后，作为粗馏塔、甲醇塔的热源和原料酒汽，精馏塔酒汽为组合塔的热源，粗馏塔酒汽、无水乙醇蒸汽和甲醇塔酒汽分别为第一、第二和第三醪液预热器热源。该装置能同时生产燃料乙醇和普级食用酒精，亦可单独生产燃料乙醇或普级食用酒精。该装置和工艺为多效能量耦合方式，能耗比原工艺大大降低，吨燃料乙醇的蒸汽消耗降低到1.1～1.5t/t，比原工艺1.5～2.0降低25～35％，毋需消耗0.7MPag以上的高品位蒸汽；吨普级食用酒精的蒸汽消耗降低到1.2～1.4t/t，比原工艺1.9～2.5降低35～50％。

Description

一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种酒精蒸馏装置，尤其涉及一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置及工艺。 

背景技术

随着化石能源的无节制使用，引起了严重的环境污染、气候变暖等问题，也导致了化石能源的日益枯竭。世界各国纷纷把发展以生物质能为代表的可再生能源作为未来能源战略的重要组成部分。以可再生的非粮生物质为原料生产无水乙醇，进而添加辅助剂制得的燃料乙醇可作为汽油等燃料的有效替代品。 

传统的燃料乙醇蒸馏脱水单元大致分为双塔差压蒸馏液相过料脱水流程、双塔差压蒸馏气相过料脱水流程和多塔差压蒸馏气相过料脱水流程等。其中，双塔蒸馏液相过料工艺能耗高、产品质量差、废醪排放量大无法回收较清洁的废水；双塔气相过料虽然能耗上略有降低，但没能解决产品质量和废醪排放量难题。公开号为CN101580457A、名称为“一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置及工艺”和公开号为CN101157890A、名称为“燃料乙醇生产装备及方法”的中国专利申请均采用了多塔差压蒸馏和气相过料脱水工艺，它们存在以下缺陷： 

(1)对蒸汽品位要求高：由于采用的工艺为三效蒸馏，蒸馏主装置由负压塔、中压塔和高压塔组成。其中高压塔操作压力达到450～550kPa(表压)，塔底温度达到155～165℃，对蒸汽压力要求达到0.7～0.9MPa(表压)，使得热电厂的发电量减少从而降低了总的经济效益； 

(2)组合塔塔底温度偏高，尤其是以玉米发酵醪为原料的装置，由于塔底温度达到115～125℃，废醪液中的氨基酸和糖类在高温下发生美拉德反应，使得饲料的色泽加深，影响饲料产品的档次和售价； 

(3)主要换热设备投资大，换热效果差：由于成熟醪和废醪中含有大量较高粘度的固形物，换热器经常发生堵塞，严重影响换热效果；粗酒预热器废水 端的温度达到160℃左右，对板式换热器的垫片耐高温的要求更高，容易发生漏液现象，这些都使得整体的能耗大大增加； 

(4)专利申请CN 101580457A提供的工艺中负压塔顶部存在脱醛段(塔)回流，需要消耗大量冷公用工程来冷凝，增加了蒸汽消耗。 

传统的普级食用酒精的生产，尤其是以木薯原料生产的普级食用酒精，因发酵醪液的甲醇含量很高，一般采用粗馏塔、精馏塔、甲醇塔工艺，蒸汽消耗较高，吨普级食用酒精产品的蒸汽消耗约1.9-2.5t/t 

另外，传统的酒精蒸馏(脱水)装置只能实现普级食用酒精、燃料乙醇等单个产品的生产，而不能同时生产普级食用酒精和燃料乙醇两种产品，也不能根据市场需求实现两种产品的方便切换，并且建设两套产品的蒸馏(脱水)装置设备投资较大。 

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置。 

本发明的另一目的在于提供利用所述装置的工艺。 

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，包括分子筛吸附/解析塔，粗馏塔，组合塔，精馏塔，甲醇塔，管程依次串联的第一醪液预热器、第二醪液预热器和第三醪液预热器； 

其中，第一醪液预热器的醪液入口与发酵成熟醪液入口连接，第一醪液预热器的醪液出口与第二醪液预热器的醪液入口连接，发酵成熟醪液经过第一和第二醪液预热器，温度升高；第一醪液预热器的热端入口与粗馏塔的酒汽出口连接，热端出口与粗酒罐的入口连接；热端出口更优选设置为气相出口和液相出口，气相出口与粗馏塔冷凝器、粗馏塔末级冷凝器依次连接，液相出口、粗馏塔冷凝器的液相出口、粗馏塔末级冷凝器的液相出口分别通过管道与粗酒罐的入口连接；粗馏塔末级冷凝器设置气相出口，用于排放不凝汽； 

第二醪液预热器的热端入口与分子筛吸附/解析塔顶部的酒精蒸汽出口连接；第二醪液预热器的热端出口与无水乙醇成品罐连接，其中热端出口优选设置为无水乙醇气相出口和无水乙醇液相出口，无水乙醇气相出口与无水乙醇成品冷凝器连接，无水乙醇液相出口与无水乙醇成品冷凝器的液相出口分别通过管道与无水乙醇冷却器的热端液相入口连接；无水乙醇冷却器的热端液相出口与无水乙醇成品罐连接；第二醪液预热器的醪液出口分别与第三醪液预热器的 醪液入口、粗馏塔的醪液入口连接； 

第三醪液预热器的热端入口与甲醇塔的酒汽出口连接，热端出口优选设置为气相出口与液相出口，气相出口与甲醇塔末级冷凝器连接，甲醇塔末级冷凝器的液相出口与甲醇塔回流罐入口连接，液相出口依次与甲醇塔回流罐和甲醇塔的顶部回流口连接；第三醪液预热器的醪液出口与粗馏塔的醪液入口连接； 

粗馏塔外部设置用于采出脱气后的成熟醪液的侧线采出装置，侧线采出管道与醪醪换热器的醪液入口连接，醪醪换热器的成熟醪液出口与组合塔进料口连接，成熟醪液经过醪醪换热器预热后进入组合塔；醪醪换热器的废醪入口优选与组合塔塔釜连接，废醪出口与粗馏塔塔釜连接；粗馏塔与用于提供热量的粗馏塔再沸器连接，粗馏塔再沸器的入口与乙醇汽体压缩机、组合塔的酒汽出口依次连接，组合塔的酒汽为热量来源，粗馏塔再沸器的液相出口与组合塔回流罐的酒液入口连接，组合塔回流罐出口与组合塔顶层塔板回流口连接； 

组合塔外部设置用于压缩组合塔制备的酒汽的乙醇汽体压缩机和用于提供热量的组合塔再沸器，其中：乙醇汽体压缩机分别与粗馏塔再沸器、甲醇塔再沸器、原料酒汽过热器连接；组合塔再沸器设置热端入口和热端出口，热端入口与精馏塔的酒汽出口连接，热端出口与精馏塔回流罐连接，精馏塔回流罐分别与精馏塔的回流口、组合塔的顶部塔板进料口连接；组合塔通过设置在精馏段底部的淡酒采出口与精馏塔连接；组合塔通过设置在顶部的酒液出口与甲醇塔连接；醪醪换热器还设置有废醪入口与废醪出口，废醪入口与组合塔的废醪出口连接，醪醪换热器的废醪出口优选与粗馏塔塔釜连接，即组合塔的废醪经过醪醪换热器换热降温后，进入粗馏塔塔釜闪蒸，再统一由粗馏塔塔釜排出； 

精馏塔与用于提供热量的精馏塔再沸器连接；精馏塔的进料口与粗酒预热器、粗酒罐的采出口依次连接，粗酒罐中的粗酒经过粗酒预热器预热后，进入精馏塔中；粗酒预热器的热端入口与精馏塔底部排出的废水管道连接；精馏塔进料层上方的杂醇油酒精采出口与杂醇油分离器的入口连接，其中优选在精馏塔和杂醇油分离器之间设置杂醇油冷却器；杂醇油分离器设置有稀释水入口、杂醇油采出口和淡酒出口，淡酒出口与粗酒罐的入口连接； 

甲醇塔与用于提供热量的甲醇塔再沸器连接，甲醇塔再沸器的热端入口与乙醇汽体压缩机的出口连接，热端出口与组合塔回流罐的酒液入口连接；甲醇塔塔釜与普级食用酒精成品罐连接，优选在二者之间设置普级食用酒精成品冷却器； 

分子筛吸附/解析塔底部的乙醇气体入口与原料酒汽过热器、乙醇汽体压缩 机的出口依次连接；分子筛吸附/解析塔顶部的酒精蒸汽出口与再生酒汽过热器形成回路结构；分子筛吸附/解析塔底部的淡酒汽出口依次与淡酒汽冷凝器、粗酒罐连接。 

利用上述装置生产燃料乙醇和普级食用酒精的工艺流程为： 

(1)从发酵工段来的成熟醪液，经过醪液预热器预热后进入粗馏塔，粗馏塔顶部酒汽作为热源与第一醪液预热器换热冷凝后，未凝酒汽优选依次进入粗馏塔冷凝器和粗馏塔末级冷凝器进一步冷凝，冷凝酒液进入粗酒罐；同时来自脱水装置淡酒汽冷凝器的淡酒和来自杂醇油分离器的淡酒也进入粗酒罐； 

(2)粗酒经精馏塔底部排出的废水预热后进入精馏塔进行浓缩处理；经脱气后的部分成熟醪从粗馏塔侧线抽出，经组合塔底部排出的废醪预热后进入组合塔提馏段顶部进行提馏，组合塔精馏段底部采出的低度酒精进入精馏塔进一步浓缩处理；精馏塔进料层上方采出富含杂醇油的酒精优选经杂醇油冷却器冷却后，再进入杂醇油分离器，加稀释水后分层，得到杂醇油和淡酒，淡酒输入粗酒罐；组合塔再沸器的热源为精馏塔塔顶的酒汽，冷凝的酒液进入精馏塔回流罐，分别返回组合塔顶部和精馏塔顶部； 

(3)A、当生产燃料乙醇时，成熟醪液经过第一醪液预热器和第二醪液预热器加热，再进入粗馏塔；组合塔顶部的酒汽经乙醇汽体压缩机压缩，分为两股，第一股作为粗馏塔再沸器的热源，冷凝后的酒液进入组合塔回流罐，返回组合塔顶部回流口；第二股作为原料酒汽，原料酒汽经原料酒汽过热器过热到所需要温度后，自下而上通过处于吸附状态的分子筛吸附床脱水；脱水后的酒精蒸汽作为热源与醪液第二预热器换热冷凝后，未凝酒汽优选进入无水乙醇冷凝器进一步冷凝，冷凝液经无水乙醇冷却器冷却后进入无水乙醇成品罐；部分脱水后的酒精蒸汽进入再生酒汽过热器，然后自上而下进入到另一分子筛解吸床解析分子筛内的水分，并将含水分的淡酒汽带到淡酒汽冷凝器，得到的淡酒贮存于粗酒罐中；分子筛吸附/解析塔包括两个分子筛吸附床，分别命名为分子筛吸附床A和分子筛吸附床B，分子筛吸附床A进行吸附操作时，分子筛吸附床B进行解析操作，当分子筛吸附床A吸附完成，分子筛吸附床B再生完成后，分子筛吸附床A转入再生过程，分子筛吸附床B进入吸附状态，操作进入周期性循环； 

B、当生产普级食用酒精时，成熟醪液经过第一醪液预热器和第三醪液预热器加热，再进入粗馏塔；组合塔顶部的酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后分为两股，分别作为粗馏塔再沸器和甲醇塔再沸器的热源，冷凝的酒液进入组合塔回流罐， 输入组合塔顶部回流口；从组合塔顶部塔板(优选为自塔板往下数第2～4层塔板)采出高浓度酒精进入甲醇塔进行脱甲醇处理，甲醇塔顶部酒汽作为第三醪液预热器的热源，未凝的甲醇塔顶部酒汽优选通过甲醇塔末级冷凝器冷凝，然后采出部分富含甲醇的工业酒精，剩余的酒液优选进入甲醇塔回流罐，返回甲醇塔顶部回流口，从甲醇塔底部采出甲醇含量少的普级食用酒精；由于本工艺采用了四效蒸馏，普级食用酒精的蒸汽消耗仅为1.2-1.4t/t，比传统的普级食用酒精生产工艺1.9-2.5t/t大大降低； 

C、当同时生产普级食用酒精和燃料乙醇时，成熟醪液依次经过第一醪液预热器、第二醪液预热器和第三醪液预热器加热，再进入粗馏塔；组合塔顶部酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后分成三股，第一股作为甲醇塔再沸器的热源，第二股作为粗馏塔再沸器的热源，第三股作为原料酒汽去分子筛吸附/解析床进行脱水处理；生产普级食用酒精的步骤同步骤B中的醪液进入粗馏塔后的操作；生产燃料乙醇的步骤同步骤A中的醪液进入粗馏塔后的操作； 

其中普级食用酒精的产品质量达到食用酒精国家标准GB/T 10343-2008中的普级食用酒精标准；燃料乙醇的产品质量满足燃料乙醇国家标准GB18350-2001； 

作为一种优选方案，各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃，塔底温度70～105℃； 

组合塔塔顶操作压力为0～50kPa，塔顶温度78～98℃，塔底温度100～115℃； 

精馏塔塔顶操作压力为200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～150℃； 

甲醇塔塔顶操作压力为-50～50kPa，塔顶温度60～96℃，塔底温度70～100℃； 

分子筛吸附塔操作压力为0～50kPa，分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。 

利用所述装置生产燃料乙醇的工艺，更具体为包含以下步骤： 

(1)发酵成熟醪液依次经过第一醪液预热器、第二醪液预热器后进入粗馏塔，发酵成熟醪液通过塔顶脱气段脱除不凝气，粗馏塔顶部酒汽作为第一醪液预热器的热源，未凝酒汽优选进入粗馏塔冷凝器、粗馏塔末级冷凝器进一步冷凝，冷凝下来的酒液进入粗酒罐；废醪液从塔釜排出；质量百分比30％～70％ 的脱气后的醪液通过粗馏塔侧线被采出，再通过醪醪换热器预热，进入组合塔进行浓缩处理；所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器预热后的温度优选为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第二醪液预热器预热后的温度优选为55～70℃；所述的脱气后的醪液通过醪醪换热器预热后的温度优选为85～100℃；所述的废醪液优选为蒸馏后的酒精含量＜0.04％(体积分数)的废醪液； 

(2)塔顶的酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后分为两股：第一股酒汽作为粗馏塔再沸器的热源，冷凝后作为回流返回组合塔顶部回流口；第二股酒汽经原料酒汽过热器过热到所需要的温度后，自下而上通过分子筛吸附/解析塔，通过吸附状态的分子筛吸附床进行脱水；当分子筛再生时，利用脱水后的酒精蒸汽进入再生汽过热器，然后自上而下进入到分子筛内，将分子筛水分带到淡酒汽冷凝器，得到淡酒，将其贮存于粗酒罐中；分子筛吸附/解析塔含有两个分子筛吸附床，分别为分子筛吸附床A和分子筛吸附床B，分子筛吸附床A进行吸附操作时，分子筛吸附床B进行再生，即解析操作；当分子筛吸附床A吸附完成，分子筛吸附床B再生完成后，分子筛吸附床A转入再生过程，分子筛吸附床B进入吸附状态，操作进入周期性循环；脱水后的酒精蒸汽作为热源与第二醪液预热器冷凝后，未凝酒汽优选进入无水乙醇成品冷凝器进一步冷凝，得到的冷凝液优选经无水乙醇冷却器进一步冷却，进入无水乙醇成品罐，无水乙醇经添加变性剂变性后得到燃料乙醇；所述乙醇汽体压缩机出口压力优选为50～120kPa；所述的第一股酒汽优选为相当于总酒汽体积的35％～65％；所述的第二股酒汽优选为相当于总酒汽体积的35％～65％；所述的温度优选为100～130℃； 

(3)组合塔精馏段底部采出的淡酒进入精馏塔进行浓缩处理；同时，将贮存于粗酒罐的粗酒通过粗酒预热器预热到90～130℃进入精馏塔进行浓缩处理，粗酒预热器的热源为精馏塔塔釜排出的废水；从精馏塔进料层上方采出富含杂醇油的酒精，优选经过杂醇油冷却器冷却，再通过杂醇油分离器分离后，排出杂醇油，得到的淡酒输入粗酒罐中。 

作为一种优选方案，各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃，塔底温度70～105℃； 

组合塔塔顶操作压力为0～50kPa，塔顶温度78～98℃，塔底温度100～115℃； 

精馏塔塔顶操作压力为200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～ 150℃； 

分子筛吸附塔操作压力为0～50kPa，分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。 

利用所述装置生产普级食用酒精的工艺，更具体为包含以下步骤： 

(1)发酵成熟醪液依次经过第一醪液预热器、第三醪液预热器后进入粗馏塔，发酵成熟醪液通过塔顶脱气段脱除不凝气，得到脱气醪液；粗馏塔顶部酒汽作为第一醪液预热器的热源，未凝酒汽优选进入粗馏塔冷凝器、粗馏塔末级冷凝器进一步冷凝、冷凝下来的酒液进入粗酒罐；废醪液从塔釜排出；质量百分比占30％～70％的脱气后醪液通过粗馏塔侧线被采出，再通过醪醪换热器预热，进入组合塔进行浓缩处理；所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器预热后的温度优选为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第三醪液预热器预热后的温度优选为60～75℃；所述的脱气醪液通过醪醪换热器后的预热温度优选为85～100℃；所述的废醪液优选为蒸馏后的酒精含量＜0.04％(体积分数)的废醪液； 

(2)塔顶的酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后分为两股：第一股酒汽作为甲醇塔再沸器的热源，冷凝后进入组合塔回流罐；第二股酒汽作为粗馏塔再沸器的热源，冷凝得到的酒液也进入组合塔回流罐，输送到组合塔的顶部回流口；所述乙醇汽体压缩机的出口压力优选为50～120kPa；所述的第一股酒汽优选为相当于总酒汽体积的30％～70％；所述的第二股酒汽优选为相当于总酒汽体积的30％～70％； 

(3)组合塔精馏段底部采出的低浓度酒精进入精馏塔进行浓缩处理；同时，将贮存于粗酒罐的粗酒通过粗酒预热器预热到90～130℃与组合塔淡酒一起进入精馏塔进行浓缩处理，粗酒预热器的热源为精馏塔底部排出的废水；从精馏塔进料层上方采出富含杂醇油的酒精，优选经过杂醇油冷却器冷却，再通过杂醇油分离器分离后，排出杂醇油，得到的淡酒送入粗酒罐中，经预热后再进入精馏塔进行进一步浓缩处理； 

(4)从组合塔顶部采出酒精含量＞95％(体积分数)的酒液进入甲醇塔进行脱甲醇处理，甲醇塔塔顶酒汽作为第三醪液预热器的热源，未凝酒汽优选进入甲醇塔末级冷凝器进一步冷凝，采出部分富含甲醇的工业酒精，剩余的酒精和第三醪液预热器冷凝出来的酒液一起优选进入甲醇塔回流罐，作为回流返回甲醇塔顶部回流口；从甲醇塔(27)底部采出普级食用酒精成品，优选经成品冷却器(31)冷却，再进入普级食用酒精成品罐(32)。 

作为一种优选方案，各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔 底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃，塔底温度70～105℃； 

组合塔塔顶操作压力为0～50kPa，塔顶温度78～98℃，塔底温度100～115℃； 

精馏塔塔顶操作压力为200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～150℃； 

甲醇塔塔顶操作压力为-50～50kPa，塔顶温度60～96℃，塔底温度70～100℃； 

利用所述装置生产燃料乙醇和普级食用酒精的工艺，更具体为包含以下步骤： 

(1)发酵成熟醪液依次经过第一醪液预热器、第二醪液预热器、第三醪液预热器后进入粗馏塔，发酵成熟醪液通过塔顶脱气段脱除不凝气，得到脱气醪液；粗馏塔顶部酒汽作为第一醪液预热器的热源，未凝酒汽优选进入粗馏塔冷凝器、粗馏塔末级冷凝器进一步冷凝，冷凝下来的酒液进入粗酒罐；废醪液从粗馏塔塔釜排出；质量百分比30％～70％的脱气醪液通过粗馏塔侧线被采出，再通过醪醪换热器，进入组合塔进行浓缩处理；所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器(1)预热后的温度优选为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第二醪液预热器(2)预热后的温度优选为55～65℃；所述的发酵成熟醪液经过第三醪液预热器(3)预热后的温度优选为60～75℃；所述的脱气醪液通过醪醪换热器(7)后的温度优选为85～100℃；所述的废醪液优选为蒸馏后的酒精含量＜0.04％(体积分数)的废醪液； 

(2)塔顶的酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后分为三股，所述乙醇汽体压缩机的出口压力优选为50～120kPa： 

①第一股酒汽经原料酒汽过热器过热到所需要的温度后，自下而上通过分子筛吸附/解析塔，通过吸附状态的分子筛吸附床进行脱水；当分子筛再生时，利用脱水后的酒精蒸汽进入再生汽过热器，然后自上而下进入到分子筛内，将分子筛富含水分的淡酒汽带到淡酒汽冷凝器，得到淡酒，将其贮存于粗酒罐中；分子筛吸附/解析塔包括两个分子筛吸附/解析床，分别为分子筛吸附床A和分子筛吸附床B，分子筛吸附床A进行吸附操作时，分子筛吸附床B进行再生，即解析操作；当分子筛吸附床A吸附完成，分子筛吸附床B再生完成后，分子筛吸附床A转入再生过程，分子筛吸附床B进入吸附状态，操作进入周期性循环； 脱水后的酒精蒸汽作为热源与第二醪液预热器换热降温后，得到的冷凝液优选经无水乙醇冷却器进一步冷却，进入无水乙醇成品罐，无水乙醇成品经添加变性剂变性后得到燃料乙醇；所述的第一股酒汽优选为相当于总酒汽体积的20％～40％；所述的温度优选为100～130℃； 

②第二股酒汽作为甲醇塔再沸器的热源，冷凝液进入组合塔回流罐；第三股酒汽作为粗馏塔再沸器的热源，冷凝后进入组合塔回流罐，输送到组合塔的顶部作为回流；所述的第二股酒汽优选为相当于总酒汽体积的20％～40％；所述的第三股酒汽优选为相当于总酒汽体积的20％～45％； 

(3)组合塔精馏段底部采出的低浓度酒精进入精馏塔进行浓缩处理；同时，将贮存于粗酒罐的粗酒通过粗酒预热器预热到90～130℃和组合塔淡酒一起进入精馏塔进行浓缩处理，粗酒预热器的热源为精馏塔底部排出的废水；从精馏塔进料层上方采出富含杂醇油的酒精，优选经过杂醇油冷却器冷却，再杂醇油分离器分离后，排出杂醇油，得到的淡酒输入粗酒罐中，再进入精馏塔进行浓缩处理； 

(4)从组合塔顶部采出酒精含量＞95％(体积分数)的酒液进入甲醇塔进行脱甲醇处理，甲醇塔塔顶酒汽作为第三醪液预热器的热源，未凝酒汽优选进入甲醇塔末级冷凝器进一步冷凝，从冷凝液采出部分富含甲醇的工业酒精，剩余的酒精和第三醪液预热器冷凝下来的酒液一起优选进入甲醇塔回流罐，再返回甲醇塔顶部回流口；从甲醇塔底部采出普级食用酒精成品优选经成品冷却器(31)冷却，再进入普级食用酒精成品罐。 

作为一种优选方案，各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃，塔底温度70～105℃； 

组合塔塔顶操作压力为0～50kPa，塔顶温度78～98℃，塔底温度100～115℃； 

精馏塔塔顶操作压力为200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～150℃； 

甲醇塔塔顶操作压力为-50～50kPa，塔顶温度60～96℃，塔底温度70～100℃； 

分子筛吸附塔操作压力为0～50kPa，分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。 

本发明的能量耦合方式为：粗馏塔为负压操作，组合塔为常压或微正压操 作、精馏塔为加压操作，甲醇塔为常压或负压操作。精馏塔由来自锅炉的一次蒸汽通过精馏塔再沸器间接加热；精馏塔塔顶的酒精蒸汽通过组合塔再沸器间接加热组合塔，组合塔酒汽经乙醇汽体压缩机压缩后加热粗馏塔再沸器和甲醇塔再沸器；粗馏塔顶部酒汽对成熟醪进行一级预热，无水乙醇成品酒汽和(或)甲醇塔酒汽作为成熟醪的二级和三级预热热源；组合塔废醪作为组合塔进料醪液预热的热源，降温后去粗馏塔塔釜闪蒸，废醪统一从粗馏塔塔釜排出去废水处理站或饲料车间；精馏塔废水通过粗酒预热器冷却后作为其他车间的工艺水或杂醇油稀释用水。 

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果： 

(1)现有技术中组合塔的操作压力一般为60～120kPa，顶温一般为90～100℃。本发明中组合塔顶部的高浓度的酒精蒸汽经过乙醇汽体压缩机提高压力，压缩后的乙醇汽体作为粗馏塔的热源，同时一部份作为原料酒汽采出作为分子筛吸附塔的原料酒汽进料。从而组合塔的操作压力降低到常压，塔底温度降低到100～115℃，一方面，在以玉米发酵醪液为原料的装置中，醪液中美拉德反应的发生几率大大降低，使得饲料的色泽有显著改善；另一方面，随着进料温度的降低，醪醪换热器的热负荷大幅减少，可降低该醪醪换热器的设备投资。 

(2)本发明中精馏塔200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～150℃；一方面粗酒预热器热端的温度大大降低，对垫片的耐高温性能要求降低，从而减少该换热器的设备投资和维护费用；另一方面，对蒸汽品位的要求降低到0.4～0.5MPag，可以节省高品位的蒸汽消耗，增加电厂的发电量。 

(3)本发明中粗馏塔顶部取消了需要回流的脱醛段，降低了粗馏塔所需的热负荷；因组合塔和精馏塔之间的操作压力差减小，取消了淡酒预热器，降低了设备投资； 

(4)本发明中组合塔废醪经醪醪换热器冷却后直接进入粗馏塔塔釜闪蒸以回收废热，可以进一步减少了工艺过程的能量损失。 

(5)本发明所述装置的能耗比原工艺大大降低。吨燃料乙醇的蒸汽消耗降低到1.1～1.5t/t，比原工艺1.5～2.0降低25～35％左右，并且毋需消耗0.7MPag以上的高品位蒸汽，只需要消耗0.4～0.5MPag的低品位蒸汽。吨普级食用酒精的蒸汽消耗降低到1.2～1.4t/t，比原工艺1.9～2.5降低35％～50％。 

附图说明

图1为本发明的装置图： 

1-第一醪液预热器；2-第二醪液预热器；3-第三醪液预热器；4-粗馏塔；5-粗馏塔冷凝器；6-粗馏塔末级冷凝器；7-醪醪换热器；8-组合塔；9-乙醇汽体压缩机；10-粗馏塔再沸器；11-原料酒汽过热器；12-分子筛吸附/解析塔；13-再生酒汽过热器；14-淡酒汽冷凝器；15-粗酒罐；16-粗酒预热器；17-精馏塔；18-组合塔再沸器；19-组合塔回流罐；20-精馏塔回流罐；21-杂醇油冷却器；22-杂醇油分离器；23-精馏塔再沸器；24-无水乙醇成品冷凝器；25-无水乙醇成品冷却器；26-无水乙醇成品罐；27-甲醇塔；28-甲醇塔末级冷凝器；29-甲醇塔再沸器；30-甲醇塔回流罐；31-普级食用酒精冷却器；32-普级食用酒精成品罐。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例1 

一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置(如图1所示)，包括分子筛吸附/解析塔12，粗馏塔4，组合塔8，精馏塔17，甲醇塔27，管程依次串联的第一醪液预热器1、第二醪液预热器2和第三醪液预热器3； 

其中，第一醪液预热器1的醪液入口与发酵成熟醪液入口连接，醪液出口与第二醪液预热器2的醪液入口连接；第一醪液预热器1的热端入口与粗馏塔4的酒汽出口连接；热端出口包括气相出口和液相出口，气相出口与粗馏塔冷凝器5、粗馏塔末级冷凝器6依次连接，液相出口、粗馏塔冷凝器5的液相出口、粗馏塔末级冷凝器6的液相出口分别通过管道与粗酒罐的入口连接；粗馏塔末级冷凝器6设置气相出口，用于排放不凝汽； 

第二醪液预热器2的热端入口与分子筛吸附/解析塔12顶部的酒精蒸汽出口连接；第二醪液预热器2的热端出口包括无水乙醇气相出口和无水乙醇液相出口，无水乙醇气相出口与无水乙醇成品冷凝器24连接，无水乙醇液相出口与无水乙醇成品冷凝器24的液相出口分别通过管道与无水乙醇冷却器25的热端液相入口连接；无水乙醇冷却器25的热端液相出口与无水乙醇成品罐26连接；第二醪液预热器2的醪液出口分别与第三醪液预热器3的醪液入口、粗馏塔4的醪液入口连接； 

第三醪液预热器3的热端入口与甲醇塔27的酒汽出口连接；热端出口包括 气相出口与液相出口，气相出口与甲醇塔末级冷凝器28连接，甲醇塔末级冷凝器28的液相出口与甲醇塔回流罐30入口连接，液相出口依次与甲醇塔回流罐30、甲醇塔27的顶部回流口连接；第三醪液预热器3的醪液出口与粗馏塔4的醪液入口连接； 

粗馏塔4外部设置用于采出脱气后的成熟醪液的侧线采出装置，侧线采出管道与醪醪换热器7的醪液入口连接，醪醪换热器7的成熟醪液出口与组合塔8进料口连接，成熟醪液经过醪醪换热器7预热后进入组合塔8；醪醪换热器7的废醪入口与组合塔8塔釜连接，废醪出口与粗馏塔4塔釜连接；粗馏塔4与用于提供热量的粗馏塔再沸器10连接，粗馏塔再沸器10的入口与乙醇汽体压缩机9、组合塔8的酒汽出口依次连接，组合塔8的酒汽为热量来源，粗馏塔再沸器10的液相出口与组合塔回流罐19的酒液入口连接，组合塔回流罐19出口与组合塔8顶层塔板回流口(设置于自上往下数第2～6塔板)连接； 

组合塔8外部设置用于压缩组合塔制备的酒汽的乙醇汽体压缩机9和用于提供热量的组合塔再沸器18，其中：乙醇汽体压缩机9分别与粗馏塔再沸器10、甲醇塔再沸器29、原料酒汽过热器11连接；组合塔再沸器18设置热端入口和热端出口，热端入口与精馏塔17的酒汽出口连接，热端出口与精馏塔回流罐20连接，精馏塔回流罐20分别与精馏塔17的回流口、组合塔8的顶部塔板进料口(设置于自上往下数第1～6塔板)连接；组合塔8通过设置在精馏段底部的淡酒采出口与精馏塔17连接；组合塔8通过设置在顶部的酒液出口与甲醇塔27连接；醪醪换热器7还设置有废醪入口与废醪出口，废醪入口与组合塔8的废醪出口连接，醪醪换热器7的废醪出口与粗馏塔4塔釜连接，即组合塔8的废醪经过醪醪换热器7换热降温后，进入粗馏塔4塔釜闪蒸，再统一由粗馏塔4塔釜排出； 

精馏塔17与用于提供热量的精馏塔再沸器23连接；精馏塔17的进料口与粗酒预热器16、粗酒罐15依次连接，粗酒罐15中的粗酒经过粗酒预热器16预热后，进入精馏塔17中；粗酒预热器16的热端入口与精馏塔底部排出的废水管道连接；精馏塔17进料层上方的杂醇油酒精采出口与杂醇油冷却器21、杂醇油分离器22的入口依次连接；杂醇油分离器22设置有稀释水入口、杂醇油采出口和淡酒出口，淡酒出口与杂粗酒罐15的入口连接； 

甲醇塔27与用于提供热量的甲醇塔再沸器29连接，甲醇塔再沸器29的热端入口与乙醇汽体压缩机9的出口连接，热端出口与组合塔回流罐19的酒液入口连接；甲醇塔27塔釜依次与普级食用酒精成品冷却器31和普级食用酒精成 品罐32连接； 

分子筛吸附/解析塔12底部的乙醇气体入口与原料酒汽过热器11和乙醇汽体压缩机9的出口依次连接；分子筛吸附/解析塔12顶部的酒精蒸汽出口与再生酒汽过热器13形成回路结构；分子筛吸附/解析塔12底部的淡酒汽出口依次与淡酒汽冷凝器14、粗酒罐15连接。 

实施例2 

利用实施例1所述的装置生产燃料乙醇，红薯发酵成熟醪液为原料： 

从发酵工段来的13％V/V发酵成熟醪液，温度为30℃，流量为144t/h，依次经过第一醪液预热器1预热到45℃、第二醪液预热器2预热到70℃后进入粗馏塔4，粗馏塔4顶部的酒汽(温度55℃，压力-70kPa)经过醪液第一预热器1和粗馏塔冷凝器5和粗馏塔末级冷凝器6冷凝后进入粗酒罐15。同时来自分子筛脱水装置淡酒汽冷凝器14的淡酒和来自杂醇油分离器22的淡酒也进入粗酒罐15。粗酒通过粗酒预热器16预热到90℃后进入精馏塔17进行浓缩处理，热源为精馏塔17底部排出的废水。发酵成熟醪液进入组合塔后脱气，部分脱气醪液(温度67℃，流量100t/h，占总醪液量的70％)从粗馏塔侧线抽出，经醪醪换热器7预热到91℃后进入组合塔8提馏段，醪醪换热器7的热源是组合塔8塔釜排出的废醪。组合塔8精馏段底部采出的淡酒(温度95℃，流量10.1t/h，)，进入精馏塔17进一步浓缩处理。组合塔8底部的废醪经醪醪换热器7冷却后进入粗馏塔塔釜，从粗馏塔4塔釜采出的废醪去废水处理车间。精馏塔17进料层上方采出富含杂醇油的酒精经杂醇油冷却器21冷却后，进入杂醇油分离器22，加入稀释水进行稀释分层，分离出杂醇油。淡酒送往粗酒罐15。精馏塔废水通过粗酒预热器16冷却后作为其他车间的工艺水或杂醇油稀释用水。 

组合塔顶部95％V/V酒汽(温度78℃，压力0kPa)经压缩机9压缩到80kPa后分成两股，第一股酒汽(占体积百分比35％比例)作为粗馏塔再沸器10的热源，冷凝酒液进入组合塔回流罐19，再返回组合塔(8)顶部。第二股酒汽(占体积百分比65％比例)经原料酒汽过热器11过热到120℃，自下而上通过处于吸附状态的分子筛吸附床12脱水。体积百分比25％的产品乙醇蒸汽进入再生酒汽过热器13，然后进入到另一分子筛塔12解吸分子筛内的水分，并将水分带到淡酒汽冷凝器14冷凝后，冷凝液收于粗酒罐15。脱水后的酒精蒸汽作为第二醪液预热器2的热源，其中未凝酒汽经无水乙醇成品冷凝器24进一步冷凝，冷凝后的无水乙醇成品酒液经无水乙醇冷却器25冷却进入无水乙醇罐26。无水乙醇成 品经添加变性剂变性后得到燃料乙醇。 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70kPa，塔顶温度55℃，塔底温度70℃； 

组合塔塔顶操作压力为0kPa，塔顶温度78℃，塔底温度105℃； 

精馏塔塔顶操作压力为210kPa，塔顶温度109℃，塔底温度138℃； 

分子筛吸附塔操作压力为0kPa，分子筛解析塔操作压力为-80kPa。 

此工艺年产燃料乙醇10万吨(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.29t/t燃料乙醇，最终产品质量满足燃料乙醇国家标准GB18350-2001。 

实施例3 

利用实施例1所述的装置生产普级食用酒精，木薯发酵成熟醪液为原料： 

从发酵工段来的13.5％V/V发酵成熟醪液，温度为30℃，流量为135t/h，依次经过第一醪液预热器1预热到54℃、第三醪液预热器3预热到75℃后进入粗馏塔，粗馏塔顶部的酒汽(温度75℃，压力-30kPa)经过醪液第一预热器1和粗馏塔冷凝器5和粗馏塔末级冷凝器6冷凝后进入粗酒罐15。同时来自杂醇油分离器22的淡酒也进入粗酒罐15。粗酒通过粗酒预热器16预热到88℃后进入精馏塔17进行浓缩处理，热源为精馏塔17底部排出的废水。经脱气后的部分成熟醪(温度68℃，流量79t/h，占总醪液的58％)从粗馏塔侧线抽出，经醪醪换热器7预热后进入组合塔8提馏段，组合塔8精馏段底部采出的淡酒进入精馏塔17进一步浓缩处理。组合塔8底部的废醪经醪醪换热器7冷却后进入粗馏塔塔釜，从粗馏塔4塔釜采出的废醪去废水处理车间。精馏塔17进料层上方采出含杂醇油的酒精经杂醇油冷却器21冷却到28℃，进入杂醇油分离器22，加工艺水进行稀释分离出杂醇油(流量41kg/h，温度28℃)。杂醇油淡酒送往粗酒罐15。精馏塔17底部废水通过粗酒预热器16冷却后作为其他车间的工艺水或杂醇油稀释用水。 

组合塔8顶部酒汽(温度78.5℃，压力3kPa)经乙醇汽体压缩机9压缩(出口压力115kPa)后分成两股，第一股酒汽(占体积百分比48％比例)作为甲醇塔再沸器29的热源，冷凝的酒液进入组合塔回流罐19，其作为组合塔8顶部回流；从组合塔8顶部第2层板采出的酒液进入甲醇塔27进行脱甲醇处理，甲醇塔27塔顶酒汽作为第三醪液预热器3的热源，甲醇塔末级冷凝器28采出部分富含甲醇的工业酒精(流量205kg/h)，剩余的进入甲醇塔回流罐30，然后打回甲醇塔(27)顶部回流口；甲醇塔(27)塔底采出甲醇含量少的普级食用酒精；第二股酒汽(占 体积百分比52％比例)作为粗馏塔再沸器(10)的热源，冷凝酒液送回组合塔(8)顶部回流口。 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-30kPa，塔顶温度70℃，塔底温度95℃； 

组合塔塔顶操作压力为3kPa，塔顶温度78.5℃，塔底温度104℃； 

精馏塔塔顶操作压力为220kPa，塔顶温度110℃，塔底温度138℃； 

甲醇塔顶操作压力为-50kPa，塔顶温度62℃，塔底温度72℃； 

此工艺年产普级食用酒精10万吨(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.21t/t普级食用酒精，产品质量满足GB/T10343-2008中的普级食用酒精标准。 

实施例4 

利用实施例1所述的装置生产燃料乙醇和普级食用酒精，玉米发酵成熟醪液为原料： 

从发酵工段来的13％V/V发酵成熟醪液，温度为30℃，流量为167t/h，，依次经过第一醪液预热器1预热到45℃、第二醪液预热器2预热到65℃和第三醪液预热器3预热到75℃后进入粗馏塔，粗馏塔顶部的酒汽经过醪液第一预热器1和粗馏塔冷凝器5，粗馏塔末级冷凝器6冷凝后进入粗酒罐15。同时来自分子筛变压吸附装置产生的淡酒和杂醇油分离器22的杂醇油淡酒也进入粗酒罐15。粗酒经精馏塔17底部排出的废水(温度139℃)预热到114℃进入精馏塔17进行浓缩处理。经脱气后的部分成熟醪(温度67℃，流量96.8t/h)从粗馏塔侧线抽出，经醪醪换热器7预热到96℃后进入组合塔8提馏段，组合塔8精馏段底部采出的淡酒进入精馏塔17进一步浓缩处理。组合塔底部的废醪经醪醪换热后进入粗馏塔塔釜，从粗馏塔塔釜采出的废醪去饲料车间浓缩干燥处理，饲料色泽呈金黄色，色泽比原工艺(公开号为CN101580457A)的黑褐色大大改善。精馏塔17进料层上方采出含杂醇油的酒精经杂醇油冷却器21冷却后，进入杂醇油分离器22，加工艺水进行稀释分离出杂醇油，杂醇油淡酒送往粗酒罐15。精馏塔废水通过粗酒预热器16冷却后作为其他车间的工艺水或杂醇油稀释用水。 

组合塔8顶部酒汽(温度79℃，压力6.5kPa)经乙醇汽体压缩机9压缩后(出口压力82kPa)，分成三股，第一股酒汽(占31％比例)作为甲醇塔再沸器29的热源，冷凝的酒液进入组合塔回流罐20，再作为组合塔8顶部回流，从组合塔8顶部第3层塔板采出酒液后进入甲醇塔27进行脱甲醇处理，塔顶酒汽作为第三 醪液预热器3的热源，甲醇塔末级冷凝器28采出部分富含甲醇的工业酒精(温度72℃，流量240kg/h)，剩余的酒液进入甲醇塔回流罐30，然后打回甲醇塔顶部回流口；甲醇塔27塔底采出甲醇含量少的普级食用酒精(流量8334kg/h)经普级食用酒精成品冷却器31冷却到30℃后进入普级食用酒精成品罐32；第二股酒汽(占34％比例)作为粗馏塔再沸器10的热源，冷凝酒液进入组合塔回流罐19，由组合塔回流泵送回组合塔8顶部。第三股酒汽(占35％比例)经原料酒汽过热器11过热到118℃，通过处于吸附状态的分子筛吸附床12脱水。占出口总量18％的产品乙醇蒸汽进入再生酒汽过热器13，然后进入到另一分子筛塔12解吸分子筛内的水分，并将水分带到淡酒汽冷凝器14冷凝后，冷凝液收于粗酒罐15。脱水后的酒精蒸汽作为第三醪液预热器3的热源，未凝酒汽经无水乙醇成品冷凝器24进一步冷凝，冷凝酒液经无水乙醇冷却器25冷却进入无水乙醇成品罐26。无水乙醇成品经添加变性剂变性后得到燃料乙醇。 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-70kPa，塔顶温度55℃，塔底温度75℃； 

组合塔塔顶操作压力为6.5kPa，塔顶温度79℃，塔底温度105℃； 

精馏塔塔顶操作压力为220kPa，塔顶温度110℃，塔底温度139℃； 

甲醇塔顶操作压力为-40kPa，塔顶温度65℃，塔底温度75℃； 

分子筛吸附塔操作压力为30kPa，分子筛解析塔操作压力为-60kPa。 

此工艺年产6万吨普级食用酒精联产6万吨燃料乙醇(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.39t/t燃料乙醇+普级食用酒精，产品质量分别满足燃料乙醇国家标准GB18350-2001和GB/T 10343-2008中的普级食用酒精标准。 

实施例5 

利用实施例1所述的装置生产燃料乙醇，木薯发酵成熟醪液为原料(13％V/V)，操作同实施例2，主要区别在于： 

发酵成熟醪液经过第一醪液预热器1预热到55℃、第二醪液预热器2预热到70℃；部分脱气醪液(温度67℃，流量81t/h，占总醪液量的56％)从粗馏塔侧线抽出。 

组合塔顶部酒汽经乙醇汽体压缩机9压缩(压缩机出口压力70kPa)后分成两股，第一股酒汽为相当于总酒汽体积的65％；所述的第二股酒汽为相当于总酒汽体积的35％；所述的第二股酒汽经原料酒汽过热器11过热后温度为130℃； 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-60kPa，塔顶温度65℃，塔底温度85℃； 

组合塔塔顶操作压力为50kPa，塔顶温度88℃，塔底温度115℃； 

精馏塔塔顶操作压力为250kPa，塔顶温度113℃，塔底温度142℃； 

分子筛吸附塔操作压力为20kPa，分子筛解析塔操作压力为-60kPa。 

此工艺年产燃料乙醇10万吨(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.30t/t燃料乙醇，最终产品质量满足燃料乙醇国家标准GB18350-2001。 

实施例6 

利用实施例1所述的装置生产普级食用酒精，红薯发酵成熟醪液(13.5％V/V)为原料，操作同实施例3，主要区别在于： 

发酵成熟醪液经过第一醪液预热器1预热到50℃、第二醪液预热器2预热到70℃；部分脱气醪液(温度60℃，流量85t/h，占总醪液量的63％)从粗馏塔侧线抽出。 

组合塔顶部酒汽经压缩(压缩机出口压力48kPa)后分成两股，第一股酒汽为相当于总酒汽体积的41％；所述的第二股酒汽为相当于总酒汽体积的59％； 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-60kPa，塔顶温度66℃，塔底温度86℃； 

组合塔塔顶操作压力为10kPa，塔顶温度80℃，塔底温度107℃； 

精馏塔塔顶操作压力为240kPa，塔顶温度112℃，塔底温度140℃； 

甲醇塔顶操作压力为3kPa，塔顶温度79℃，塔底温度90℃； 

此工艺年产普级食用酒精10万吨(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.29t/t普级食用酒精，产品质量满足GB/T10343-2008中的普级食用酒精标准。 

实施例7 

利用实施例1所述的装置生产燃料乙醇和普级食用酒精，红薯发酵成熟醪液(13％V/V)为原料，操作同实施例3，主要区别在于： 

发酵成熟醪液经过第一醪液预热器1预热到55℃、第二醪液预热器2预热到63℃；第三醪液预热器2预热到75℃；部分脱气醪液(温度60℃，流量85t/h，占总醪液量的63％)从粗馏塔侧线抽出。 

组合塔顶部酒汽经乙醇汽体压缩机9压缩(压缩机出口压力65kPa)后分成三股，第一股酒汽为相当于总酒汽体积的38％；所述的第二股酒汽为相当于总酒汽体积的40％；所述的第二股酒汽经原料酒汽过热器11过热后温度为126℃；所述的第三股酒汽为相当于总酒汽体积的22％； 

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为： 

粗馏塔塔顶操作压为-50kPa，塔顶温度69℃，塔底温度89℃； 

组合塔塔顶操作压力为15kPa，塔顶温度82℃，塔底温度109℃； 

精馏塔塔顶操作压力为260kPa，塔顶温度115℃，塔底温度142℃； 

甲醇塔塔顶操作压力为12kPa，塔顶温度81℃，塔底温度85℃； 

分子筛吸附塔操作压力为20kPa，分子筛解析塔操作压力为-70kPa。 

此工艺年产6万吨普级食用酒精联产6万吨燃料乙醇(年生产时间7920h)，蒸馏率99％以上。吨产品蒸汽(0.5MPa表压)消耗量为1.36t/t燃料乙醇+普级食用酒精，产品质量分别满足燃料乙醇国家标准GB18350-2001和GB/T 10343-2008中的普级食用酒精标准。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，包括分子筛吸附/解析塔(12)，粗馏塔(4)，组合塔(8)，精馏塔(17)，甲醇塔(27)，管程依次串联的第一醪液预热器(1)、第二醪液预热器(2)和第三醪液预热器(3)；其特征在于：

第一醪液预热器(1)设置醪液入口、醪液出口、热端入口和热端出口，其中：醪液入口与发酵成熟醪液入口连接，醪液出口与第二醪液预热器(2)的醪液入口连接，热端入口与粗馏塔(4)的酒汽出口连接，热端出口与粗酒罐(15)连接；

第二醪液预热器(2)设置醪液入口、醪液出口、热端入口和热端出口，其中：醪液出口分别与第三醪液预热器(3)的醪液入口、粗馏塔(4)的醪液入口连接，热端入口与分子筛吸附/解析塔(12)顶部的酒精蒸汽出口连接，热端出口与无水乙醇成品罐(26)连接；

第三醪液预热器(3)设置醪液入口、醪液出口、热端入口和热端出口，其中：醪液出口与粗馏塔(4)的醪液入口连接，热端入口与甲醇塔(27)的酒汽出口连接，热端出口与甲醇塔(27)的顶部回流口连接；

粗馏塔(4)外部设置用于采出脱气后的成熟醪液的侧线采出装置和用于提供热量的粗馏塔再沸器(10)，其中：侧线采出装置的醪液出口与醪醪换热器(7)、组合塔(8)依次连接；粗馏塔再沸器(10)设置热端入口和热端出口，热端入口与乙醇汽体压缩机(9)的出口连接，热端出口与组合塔回流罐(19)、组合塔(8)顶层塔板回流口依次连接；

组合塔(8)外部设置用于压缩组合塔(8)制备的酒汽的乙醇汽体压缩机(9)和用于提供热量的组合塔再沸器(18)，其中：乙醇汽体压缩机(9)分别与粗馏塔再沸器(10)、甲醇塔再沸器(29)、原料酒汽过热器(11)连接；组合塔再沸器(18)设置热端入口和热端出口，热端入口与精馏塔(17)的酒汽出口连接，热端出口与精馏塔回流罐(20)连接，精馏塔回流罐(20)分别与精馏塔(17)的回流口、组合塔(8)的顶部塔板进料口连接；组合塔(8)通过设置在精馏段底部的淡酒采出口与精馏塔(17)连接；组合塔(8)通过设置在顶部的酒液出口与甲醇塔(27)连接；醪醪换热器(7)还设置有废醪入口与废醪出口，废醪入口与组合塔(8)的废醪出口连接；

精馏塔(17)的进料口与粗酒预热器(16)、粗酒罐(15)的采出口依次连接，粗酒预热器(16)的热端入口与精馏塔底部的废水出口连接；精馏塔(17)分别与用于提供热量的精馏塔再沸器(23)、杂醇油分离器(22)连接；杂醇油分离器(22)设置有稀释水入口、杂醇油采出口和淡酒出口，淡酒出口与粗酒罐(15)的入口连接；

甲醇塔(27)塔釜与普级食用酒精成品罐(32)连接；甲醇塔(27)与用于提供热量的甲醇塔再沸器(29)连接，甲醇塔再沸器(29)的热端入口与乙醇汽体压缩机(9)的出口连接，热端出口与组合塔回流罐(19)的酒液入口连接；

分子筛吸附/解析塔(12)底部的乙醇气体入口与原料酒汽过热器(11)、乙醇汽体压缩机(9)的出口依次连接；分子筛吸附/解析塔(12)顶部的酒精蒸汽出口与再生酒汽过热器(13)形成回路结构；分子筛吸附/解析塔(12)底部的淡酒汽出口依次与淡酒汽冷凝器(14)、粗酒罐(15)连接。

2.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述第一醪液预热器(1)与所述粗酒罐(15)之间还设置粗馏塔冷凝器(5)和粗馏塔末级冷凝器(6)；所述第一醪液预热器(1)的热端出口包含气相出口和液相出口，气相出口与粗馏塔冷凝器(5)、粗馏塔末级冷凝器(6)依次连接，液相出口、粗馏塔冷凝器(5)的液相出口、粗馏塔末级冷凝器(6)的液相出口分别通过管道与粗酒罐的入口连接；粗馏塔末级冷凝器(6)设置气相出口。

3.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述第二醪液预热器(2)与所述无水乙醇成品罐(26)之间还设置无水乙醇成品冷凝器(24)和无水乙醇冷却器(25)；所述第二醪液预热器(2)的热端出口包含无水乙醇气相出口和无水乙醇液相出口，无水乙醇气相出口与无水乙醇成品冷凝器(24)连接，无水乙醇液相出口与无水乙醇成品冷凝器(24)的液相出口分别通过管道与无水乙醇冷却器(25)的热端液相入口连接；无水乙醇冷却器(25)的热端液相出口与无水乙醇成品罐(26)连接。

4.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述第三醪液预热器(3)与所述甲醇塔(27)之间还设置甲醇塔末级冷凝器(28)和甲醇塔回流罐(30)；所述第三醪液预热器(3)的热端出口包含气相出口与液相出口，气相出口与甲醇塔末级冷凝器(28)连接，甲醇塔末级冷凝器(28)的液相出口与甲醇塔回流罐(30)入口连接，液相出口依次与甲醇塔回流罐(30)、甲醇塔(27)的顶部回流口连接。

5.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述醪醪换热器(7)的废醪出口与粗馏塔(4)塔釜连接。

6.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述精馏塔(17)与杂醇油分离器(22)之间还设置杂醇油冷却器(21)。

7.根据权利要求1所述燃料乙醇和普级食用酒精联产的蒸馏脱水装置，其特征在于：所述甲醇塔(27)与所述普级食用酒精成品罐(32)之间还设置普级食用酒精成品冷却器(31)。

8.利用权利要求1～7任一项所述装置生产燃料乙醇和普级食用酒精的工艺，其特征在于包含以下步骤：

I、从发酵工段来的成熟醪液，经过醪液预热器预热后进入粗馏塔(4)，发酵成熟醪液通过塔顶脱气段脱除不凝气，得到脱气的成熟醪液；粗馏塔顶部酒汽作为热源与第一醪液预热器(1)换热冷凝后，冷凝酒液进入粗酒罐(15)；同时来自脱水装置淡酒汽冷凝器(13)的淡酒和来自杂醇油分离器(22)的淡酒进入粗酒罐(15)；

II、粗酒罐(15)中的粗酒经粗酒预热器(16)预热后进入精馏塔进行浓缩处理，热源为精馏塔(17)底部排出的废水；部分脱气的成熟醪从粗馏塔(4)侧线抽出，经醪醪换热器(7)预热后进入组合塔(8)提馏段顶部进行提馏，热源为组合塔(8)底部排出的废醪；组合塔(8)精馏段底部采出的低度酒精进入精馏塔(17)进一步浓缩处理；精馏塔(17)进料层上方采出富含杂醇油的酒精进入杂醇油分离器(22)，加稀释水后分层，得到杂醇油和淡酒，淡酒输入粗酒罐(15)；组合塔再沸器(18)的热源为精馏塔(17)塔顶的酒汽，冷凝的酒液进入精馏塔回流罐(20)，分别返回组合塔(8)顶部和精馏塔(17)顶部；

III A、当生产燃料乙醇时，发酵成熟醪液经过第一醪液预热器(1)和第二醪液预热器(2)加热，再进入粗馏塔(4)；组合塔(8)顶部的酒汽经乙醇汽体压缩机(9)压缩，分为两股，一股作为粗馏塔再沸器(10)的热源，冷凝后的酒液进入组合塔回流罐(19)，返回组合塔(8)顶部回流口；一股作为原料酒汽，原料酒汽经原料酒汽过热器(11)过热到所需要温度后，自下而上通过处于吸附状态的分子筛吸附/解析塔(12)；分子筛吸附/解析塔(12)包括两个分子筛床，其中一个分子筛床进行吸附操作时，另一个分子筛床进行再生操作，即解析操作，两个分子筛床操作状态相互转换，不断循环；脱水后的酒精蒸汽作为热源与醪液第二预热器(2)换热降温冷凝后，冷凝液进入无水乙醇成品罐(26)，无水乙醇成品经添加变性剂变性后得到燃料乙醇；部分脱水后的酒精蒸汽进入再生酒汽过热器(13)，然后自上而下进入到另一分子筛解吸床解析分子筛内的水分，并将含水分的淡酒汽带到淡酒汽冷凝器(14)，得到的淡酒贮存于粗酒罐(15)中；

B、当生产普级食用酒精时，发酵成熟醪液经过第一醪液预热器(1)和第三醪液预热器(3)加热，再进入粗馏塔(4)；组合塔(8)顶部的酒汽经乙醇汽体压缩机(9)压缩后分为两股，分别作为粗馏塔再沸器(10)和甲醇塔再沸器(29)的热源，冷凝的酒液进入组合塔回流罐(19)，输入组合塔(8)顶部回流口；从组合塔(8)顶部塔板采出高浓度酒精进入甲醇塔(27)进行脱甲醇处理，甲醇塔(27)顶部酒汽作为第三醪液预热器(3)的热源，冷凝后然后采出部分富含甲醇的工业酒精，剩余的酒液返回甲醇塔(27)顶部回流口，从甲醇塔底部采出普级食用酒精；

C、当同时生产普级食用酒精和燃料乙醇时，发酵成熟醪液依次经过第一醪液预热器(1)、第二醪液预热器(2)和第三醪液预热器(3)加热，再进入粗馏塔(4)；组合塔(8)顶部酒汽经乙醇汽体压缩机(9)压缩后分成三股，一股作为甲醇塔再沸器(29)的热源，一股作为粗馏塔再沸器(10)的热源，一股作为原料酒汽去分子筛吸附/解析床(12)进行脱水处理；生产普级食用酒精的步骤同步骤B中的醪液进入粗馏塔后的操作；生产燃料乙醇的步骤同步骤A中的醪液进入粗馏塔后的操作。

9.根据权利要求8所述生产燃料乙醇和普级食用酒精的工艺，其特征在于：

各蒸馏塔和分子筛吸附解析塔的操作压力、塔顶和塔底温度分别为：

粗馏塔塔顶操作压为-70～-30kPa，塔顶温度55～75℃，塔底温度70～105℃；

组合塔塔顶操作压力为0～50kPa，塔顶温度78～98℃，塔底温度100～115℃；

精馏塔塔顶操作压力为200～350kPa，塔顶温度108～120℃，塔底温度130～150℃；

甲醇塔塔顶操作压力为-50～50kPa，塔顶温度60～96℃，塔底温度70～100℃；

分子筛吸附塔操作压力为0～50kPa，分子筛解析塔操作压力为-80～0kPa。

10.根据权利要求8所述生产燃料乙醇和普级食用酒精的工艺，其特征在于：

步骤II中所述的脱气醪液通过醪醪换热器(7)后的温度为85～100℃；所述的废醪液为蒸馏后的酒精含量小于体积百分比0.04％的废醪液；

步骤III中所述乙醇汽体压缩机(9)的出口压力为50～120kPa；

步骤III A中所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器预热后的温度为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第二醪液预热器预热后的温度为55～70℃；

步骤III B中所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器(1)预热后的温度为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第三醪液预热器(3)预热后的温度为60～75℃；

步骤III C中所述的发酵成熟醪液经过第一醪液预热器(1)预热后的温度为45～55℃；所述的发酵成熟醪液经过第二醪液预热器(2)预热后的温度为55～65℃；所述的发酵成熟醪液经过第三醪液预热器(3)预热后的温度为60～75℃。

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