CN102503771A - 一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 - Google Patents
一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102503771A CN102503771A CN2011103085012A CN201110308501A CN102503771A CN 102503771 A CN102503771 A CN 102503771A CN 2011103085012 A CN2011103085012 A CN 2011103085012A CN 201110308501 A CN201110308501 A CN 201110308501A CN 102503771 A CN102503771 A CN 102503771A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tower
- rectifying tower
- rectifying
- stripping
- communicated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 97
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 48
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 48
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 claims description 46
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 46
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 38
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 27
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 16
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 14
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 2
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明提供一种含乙醇的水溶液的精制系统，该系统包括热载体源、汽提单元、精馏单元、气液分离单元、换热单元和脱水单元。本发明还提供一种含乙醇的水溶液的精制方法，该方法包括将含乙醇的水溶液预热，并将预热后的含乙醇的水溶液的一部分送入第一汽提塔进行蒸馏，另一部分送入第二汽提塔进行蒸馏，将第一汽提塔的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔进行精馏，将第二汽提塔的塔顶轻组分送入第二精馏塔进行精馏。根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统以及方法，能够充分且合理地利用精制系统中的热量，从而能够有效地降低能量消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种含乙醇的水溶液的精制系统以及含乙醇的水溶液的精制方法。
背景技术
随着全球石油等不可再生能源日益衰竭，以可再生的生物质能源逐步得到了大规模的推广，本技术应用的特点就用生物质原料(玉米、木薯等)发酵后经过蒸馏脱水制得无水乙醇。
传统的酒精生产方法中，采用较多流程为两塔常压蒸馏、两塔差压蒸馏，即粗馏塔、精馏塔组合，精馏塔采用一次蒸汽，精馏塔顶汽给粗塔作为热源，蒸汽消耗高，提高了无水乙醇的生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种含乙醇的水溶液的精制系统以及含乙醇的水溶液的精制方法，采用该系统精制乙醇可以降低能量消耗。
本发明提供一种含乙醇的水溶液的精制系统，其中，该系统包括热载体源、汽提单元、精馏单元、气液分离单元、换热单元和脱水单元，所述汽提单元包括第一汽提塔和第二汽提塔，所述精馏单元包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述气液分离单元包括淡酒罐、第一精馏塔回流罐和第二精馏塔回流罐，所述换热单元包括第一原料换热器、第二原料换热器、第一汽提塔再沸器、第二汽提塔再沸器和第一精馏塔再沸器；所述第一汽提塔和所述第二汽提塔的原料入口依次与第一原料换热器、第二原料换热器的壳程连通，所述第一汽提塔的塔顶轻组分出口与所述淡酒罐的原料入口通过第一原料换热器的换热介质管程连通，所述第一汽提塔的塔底重组分出口通过所述第一汽提塔再沸器的壳程与所述第一汽提塔的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述淡酒罐的液体组分出口与所述第一精馏塔的中部原料入口连通，所述第二精馏塔的塔顶轻组分出口与所述脱水单元连通，以及通过所述第一汽提塔再沸器的换热介质管程与第二精馏塔回流罐的进料口连通，所述第二精馏塔回流罐的出料口与所述第二精馏塔上部回流入口连通，所述第二精馏塔的塔底重组分出口与所述第一精馏塔的中部进料口连通，所述第一精馏塔的塔顶轻组分出料口通过所述第二汽提塔再沸器的换热介质管程与第一精馏塔回流罐的进料口连通，塔底重组分出口与第一精馏塔再沸器的壳程连通以及与界外连通，所述第一精馏塔回流罐的出料口与所述第二精馏塔的上部进料口连通以及可选择地与第一精馏塔的上部回流入口连通，所述第二汽提塔的塔顶轻组分出口与第二精馏塔的塔底进料口连通，所述第二汽提塔的塔底重组分出口通过所述第二汽提塔再沸器的壳程与第二汽提塔的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述热载体源依次与所述第一精馏塔再沸器的换热介质管程和原料换热器的换热介质管程连通。
本发明还提供一种含乙醇的水溶液的精制方法，其中，该方法包括将含乙醇的水溶液预热，并将预热后的含乙醇的水溶液的一部分送入第一汽提塔进行蒸馏，将第一汽提塔的塔顶轻组分冷凝后送入淡酒罐进行气液分离，将得到的液体组分送入第一精馏塔进行精馏，将第一精馏塔的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐进行气液分离，将得到的液体组分部分或全部送入第二精馏塔，另一部分液体组分返回第一精馏塔，将第一汽提塔的塔底重组分的一部分通过第一汽提塔再沸器加热后返回第一汽提塔，另一部分外排，将第一精馏塔塔底重组分的一部分通过第一精馏塔再沸器加热后返回第一精馏塔，另一部分外排；
将预热后的含乙醇的水溶液的另外一部分送入第二汽提塔进行蒸馏，第二汽提塔的塔顶轻组分进入第二精馏塔进行精馏，第二精馏塔塔顶轻组分一部分进入脱水单元，另一部分冷凝后送入第二精馏塔回流罐进行气液分离，液体组分返回第二精馏塔，第二精馏塔塔底重组分进入第一精馏塔进行再精馏，将第二汽提塔塔底重组分的一部分通过第二汽提塔再沸器加热后返回第二汽提塔，另一部分外排；
其中，所述第二汽提塔内的压力高于所述第一汽提塔内的压力，所述第一精馏塔内的压力高于所述第二精馏塔内的压力，第一精馏塔再沸器由外界热源供热，所述将含乙醇的水溶液预热通过将所述含乙醇的水溶液依次与第一汽提塔的塔顶轻组分换热和与对第一精馏塔再沸器供热后的外界热源换热来实现，第一汽提塔再沸器由来自第二精馏塔的塔顶轻组分供热，第二汽提塔再沸器由来自第一精馏塔的塔顶轻组分供热。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统以及方法，能够充分且合理地利用系统中的热量，从而能够有效地降低能量消耗。
附图说明
图1为本发明提供的含乙醇的水溶液的精制系统及其工艺流程图。
附图标记
1 第一原料换热器
2 第二原料换热器
3 第一汽提塔
4 第二汽提塔
5 第二精馏塔
6 第一精馏塔
7 淡酒罐
8 第二精馏塔回流罐
9 第一精馏塔回流罐
10 第一汽提塔再沸器
11 第二汽提塔再沸器
12 第一精馏塔再沸器
13 第三原料换热器
14 第二汽提塔进料预热器
15 第一精馏塔进料预热器
具体实施方式
本发明提供一种含乙醇的水溶液的精制系统，如图1所示，其中，该系统包括热载体源、汽提单元、精馏单元、气液分离单元、换热单元和脱水单元，所述汽提单元包括第一汽提塔3和第二汽提塔4，所述精馏单元包括第一精馏塔6和第二精馏塔5，所述气液分离单元包括淡酒罐7、第一精馏塔回流罐9和第二精馏塔回流罐8，所述换热单元包括第一原料换热器1、第二原料换热器2、第一汽提塔再沸器10、第二汽提塔再沸器11和第一精馏塔再沸器12；所述第一汽提塔3和所述第二汽提塔4的原料入口依次与第一原料换热器1、第二原料换热器2的壳程连通，所述第一汽提塔3的塔顶轻组分出口与所述淡酒罐7的原料入口通过第一原料换热器1的换热介质管程连通，所述第一汽提塔3的塔底重组分出口通过所述第一汽提塔再沸器10的壳程与所述第一汽提塔3的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述淡酒罐7的液体组分出口与所述第一精馏塔6的中部原料入口连通，所述第二精馏塔5的塔顶轻组分出口与所述脱水单元连通，以及通过所述第一汽提塔再沸器10的换热介质管程与第二精馏塔回流罐8的进料口连通，所述第二精馏塔回流罐8的出料口与所述第二精馏塔5上部回流入口连通，所述第二精馏塔5的塔底重组分出口与所述第一精馏塔6的中部进料口连通，所述第一精馏塔6的塔顶轻组分出料口通过所述第二汽提塔再沸器11的换热介质管程与第一精馏塔回流罐9的进料口连通，塔底重组分出口与第一精馏塔再沸器12的壳程连通以及与界外连通，所述第一精馏塔回流罐9的出料口与所述第二精馏塔5的上部进料口连通以及可选择地与第一精馏塔6的上部回流入口连通，所述第二汽提塔4的塔顶轻组分出口与第二精馏塔5的塔底进料口连通，所述第二汽提塔4的塔底重组分出口通过所述第二汽提塔再沸器11的壳程与第二汽提塔4的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述热载体源依次与所述第一精馏塔再沸器12的换热介质管程和原料换热器2的换热介质管程连通。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统，所述汽提单元包括第一汽提塔3和第二汽提塔4，所述第一汽提塔3和第二汽提塔4可以为本领域所公知的各种蒸馏塔，该蒸馏塔的结构为本领域所公知。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统，所述精馏单元包括第一精馏塔6和第二精馏塔5，所述精馏单元包括第一精馏塔6和第二精馏塔5可以为本领域所公知的各种精馏塔，该精馏塔的结构为本领域所公知。第一精馏塔6和第二精馏塔5的塔板数或理论塔板数各自可以为58-65和35-40。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统，所述换热单元包括第一原料换热器1、第二原料换热器2、第一汽提塔再沸器10、第二汽提塔再沸器11和第一精馏塔再沸器12。所述第一原料换热器1和第二原料换热器2可以为本领域所公知的各种换热器，一般包括管程和壳程，管程用于提供换热介质的流通场所，壳程用于提供待换热物质的流通场所。所述第一汽提塔再沸器10和第二汽提塔再沸器11以及所述第一精馏塔再沸器12可以为本领域所公知的再沸器，只要能够实现将塔底组分加热沸腾后返回塔内即可。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统，为了更充分合理地利用热量，所述第一原料换热器1可以为串联的2-3个，所述第一汽提塔再沸器10可以为并联的2-3个，所述第二汽提塔再沸器11为并联的2-3个，所述第一精馏塔再沸器12为并联的2-3个。优选的情况下，所述第一汽提塔再沸器10为并联的2个，所述第二汽提塔再沸器11为并联的2个，所述第一精馏塔再沸器12为并联的2个。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统，该精制系统还包括第一汽提塔塔底重组分排出单元，第二汽提塔塔底重组分排出单元以及第一精馏塔塔底重组分排出单元。
所述第一汽提塔3的塔底重组分出口还与界外连通，从而第一汽提塔3的塔底重组分一部分通过第一汽提塔再沸器10再沸后返回第一汽提塔3，另一部分则排出界外。为了进一步利用热源，优选的情况下，所述第一汽提塔3的塔底重组分出口连通第三原料换热器13的换热介质管程再连通界外，第三原料换热器13的壳程与第一原料换热器1和第二原料换热器2的壳程连通，且该第三原料换热器13可以设置在第一原料换热器1和第二原料换热器2之间。
所述第二汽提塔4的塔底重组分出口还与界外连通。为了进一步利用热源，优选的情况下，所述第二汽提塔4的塔底重组分出口连通第二汽提塔进料预热器14后再连通界外，所述第二汽提塔进料预热器14可以设置在第二原料换热器2与第二汽提塔4的原料入口之间，从而使第二汽提塔4的塔底重组分在排出界外前与进入第二汽提塔4的原料换热。该进料预热器可以为本领域所公知的各种预热器，只要能够实现上述预热功能即可。
所述第一精馏塔6的塔底重组分出口还与界外连通，从而第一精馏塔6的塔底重组分一部分通过第一精馏塔再沸器12再沸后返回第一精馏塔6，另一部分则排出界外。为了进一步利用热源，优选的情况下，所述第一精馏塔6的塔底重组分出口连通第一精馏塔进料预热器15的换热介质管程再连通界外，从而使第一精馏塔6的塔底重组分在排出界外前与来自淡酒罐7的原料在该原料进入第一精馏塔6前进行换热。
本发明中，所述界外是指精制乙醇的系统外。
本发明还提供一种含乙醇的水溶液的精制方法，如图1所示，其中，该方法包括将含乙醇的水溶液预热，并将预热后的含乙醇的水溶液的一部分送入第一汽提塔3进行蒸馏，将第一汽提塔3的塔顶轻组分冷凝后送入淡酒罐7进行气液分离，将得到的液体组分送入第一精馏塔6进行精馏，将第一精馏塔6的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐9进行气液分离，将得到的液体组分部分或全部送入第二精馏塔5，另一部分液体组分返回第一精馏塔6，将第一汽提塔3的塔底重组分的一部分通过第一汽提塔再沸器10加热后返回第一汽提塔3，另一部分外排，将第一精馏塔6塔底重组分的一部分通过第一精馏塔再沸器12加热后返回第一精馏塔6，另一部分外排；
将预热后的含乙醇的水溶液的另外一部分送入第二汽提塔4进行蒸馏，第二汽提塔4的塔顶轻组分进入第二精馏塔5进行精馏，第二精馏塔5塔顶轻组分一部分进入脱水单元，另一部分冷凝后送入第二精馏塔回流罐8进行气液分离，液体组分返回第二精馏塔5，第二精馏塔5塔底重组分进入第一精馏塔6进行再精馏，将第二汽提塔4塔底重组分的一部分通过第二汽提塔再沸器11加热后返回第二汽提塔4，另一部分外排；
其中，所述第二汽提塔4内的压力高于所述第一汽提塔3内的压力，所述第一精馏塔6内的压力高于所述第二精馏塔5内的压力，第一精馏塔再沸器12由外界热源供热，所述将含乙醇的水溶液预热通过将所述含乙醇的水溶液依次与第一汽提塔3的塔顶轻组分换热和与对第一精馏塔再沸器12供热后的外界热源换热来实现，第一汽提塔再沸器10由来自第二精馏塔5的塔顶轻组分供热，第二汽提塔再沸器11由来自第一精馏塔6的塔顶轻组分供热。
根据本发明的方法，该方法还包括将从所述第一汽提塔3塔底重组分出口排出的塔底重组分作为预热含乙醇的水溶液的热源；将从所述第二汽提塔4塔底重组分出口排出的的重组分作为预热进入第二汽提塔4的含乙醇的水溶液的热源；将从所述第一精馏塔6塔底重组分出口排出的重组分作为加热来自淡酒罐7液体组分的热源。
根据本发明的方法，该方法包括将预热后的含乙醇的水溶液分别送入第一汽提塔3和第二汽提塔4中。一般情况下，将预热后的含乙醇的水溶液送入第一汽提塔3中的重量与送入第二汽提塔4的重量的比可以为1∶1.4-2；优选的情况下，将预热后的含乙醇的水溶液送入第一汽提塔3中的重量与送入第二汽提塔4的重量的比为1∶1.45-1.55。
根据本发明的方法，为了能够更充分合理地利用热源，所述第二汽提塔再沸器11由来自第一精馏塔6的部分塔顶轻组分进行供热，另一部分进入脱水单元进行脱水。在本发明中，所述脱水单元可以为分子筛脱水单元。
根据本发明的方法，该方法包括将第一精馏塔6的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐9进行气液分离，将得到的液体组分部分或全部送入第二精馏塔5，另一部分液体组分返回第一精馏塔6。优选的情况下，将第一精馏塔6的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐9进行气液分离，将得到的液体组分部分送入第二精馏塔5，另一部分液体组分返回第一精馏塔6。
根据本发明的方法，第二汽提塔4内的压力高于所述第一汽提塔3内的压力。一般情况下，第二汽提塔4内的压力比所述第一汽提塔3内的压力高0.4-0.7atm；优选的情况下，第二汽提塔4内的压力比所述第一汽提塔3内的压力高0.5-0.6atm。
根据本发明的方法，第一精馏塔6内的压力高于所述第二精馏塔5内的压力。一般情况下，第一精馏塔6内的压力比所述第二精馏塔5内的压力高2.5-3atm；优选的情况下，第一精馏塔6内的压力比所述第二精馏塔5内的压力高2.6-2.8atm。
在本发明中，通过第二汽提塔4内的压力高于所述第一汽提塔3内的压力，进行一级差压蒸馏；通过第一精馏塔6内的压力高于所述第二精馏塔5内的压力，进行二级差压蒸馏。通过上述二级差压蒸馏能够进一步节约耗能。
根据本发明的方法，一般情况下，第一汽提塔3的压力可以为0.2-0.8atm，塔顶温度可以为60-70℃，塔底温度可以为80-86℃，塔底回流比可以为15-25∶1；第二汽提塔4的压力可以为1.6-2.1atm，塔顶温度可以为98-108℃，塔底温度可以为110-120℃，塔底回流比可以为20-35∶1。优选的情况下，第一汽提塔3的压力为0.4-0.5atm，塔顶温度为64-67℃，塔底温度为82-85℃，塔底回流比为18-22∶1；第二汽提塔4的压力为1.7-1.9atm，塔顶温度为100-105℃，塔底温度为112-116℃，塔底回流比为25-30∶1。在此，上述塔底回流比是指由塔底返回塔内的回流液流量与塔底重组分外排流量的比。
根据本发明的方法，一般情况下，第一精馏塔6的压力可以为4.5-6.0atm，塔顶温度可以为125-135℃，塔底温度可以为150-165℃，塔板数可以为58-65，回流比为1∶2-3；第二精馏塔5的压力可以为1.6-2.1atm，塔顶温度可以为88-98℃，塔底温度可以为98-108℃，塔板数可以为35-40，回流比可以为1∶1.6-2；优选的情况下，第一精馏塔6的压力为5.3-5.8atm，塔顶温度为128-130℃，塔底温度为155-160℃，塔板数为60-63，回流比为1∶2.3-2.6；第二精馏塔5的压力为1.7-1.9atm，塔顶温度为90-95℃，塔底温度为100-105℃，塔板数为36-38，回流比为1∶1.7-1.9。
在本发明中，上述第一精馏塔6的回流比是指精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量与塔顶产品流量的比，图1中为第一精馏塔6的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐9进行气液分离，将得到的液体组分返回第一精馏塔6的重量与送入第二精馏塔5的重量的比。
在本发明中，上述第二精馏塔5的回流比是指精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量与塔顶产品流量的比。图1中为为进入脱水单元的第二精馏塔5塔顶轻组分与冷凝后通过第二精馏塔回流罐8进行气液分离的第二精馏塔5塔顶轻组分的重量比。
根据本发明的方法，所述外界热源可以为本领域所公知的各种热源，例如蒸汽凝水、二次闪蒸汽和蒸汽。在本发明中，所述外界热源优选为温度为140-180℃的蒸汽，外界热源的用量使得预热后的含乙醇的水溶液的温度(即进入第一汽提塔3时含乙醇的水溶液的温度)为60-80℃；更优选所述外界热源为温度为150-160℃的蒸汽，外界热源的用量使得预热后的含乙醇的水溶液的温度为65-78℃。
根据本发明的方法，所述含乙醇的水溶液可以为各种含有乙醇和水的体系，优选为发酵醪液。所述发酵醪液可以为本领域采用玉米、木薯、小麦糖蜜等发酵后得到的发酵醪液。一般情况下，所述发酵醪液中的乙醇含量可以为8-16重量％。
以下通过实施例对本发明进行进一步地说明，但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例中第一精馏塔再沸器12采用温度为156℃的蒸汽。
实施例1
采用图1所示工艺流程实施。将发酵醪液(乙醇含量为12重量％)与温度为150℃的水蒸气换热后，得到温度为75℃的发酵醪液。将35重量％的上述发酵醪液送入第一汽提塔3中蒸馏，将65重量％的发酵醪液在与第二汽提塔4排出的塔底重组分换热后送入第二汽提塔4中蒸馏，换热后的塔底重组分外排。
第一汽提塔3的塔顶轻组分与第一原料换热器1(2个，换热介质为未经预热的乙醇含量为12重量％的发酵醪液)换热后，冷凝的液体组分进入淡酒罐7，未冷凝的气体排空，淡酒罐7中的液体组分与第一精馏塔6排出的塔底重组分换热后进入第一精馏塔6精馏，换热后的塔底重组分外排；第一精馏塔6的塔顶轻组分与第二汽提塔4回流的塔底重组分(通过第二汽提塔再沸器11)换热后，冷却的液体组分进入第一精馏塔回流罐9，未冷却的气体排空，换热后的塔底重组分外排，第一精馏塔回流罐9中的液体组分的部分返回到第一精馏塔6中再精馏，另一部分送入第二精馏塔5再精馏。
第二汽提塔4的塔顶轻组分直接从第二精馏塔5的塔底进入第二精馏塔5中精馏，第二精馏塔5的塔顶轻组分部分与第一汽提塔塔底重组分通过第一汽提塔再沸器10换热后，冷凝的液体组分进入第二精馏塔回流罐8，未冷凝的气体系统统一冷凝回收，第二精馏塔回流罐8中的液体组分返回到第二精馏塔5中再精馏；第二精馏塔5的塔顶轻组分的另一部分进入分子筛脱水单元进行脱水后得到无水乙醇(纯度为99.2重量％)。
其中，稳定循环后，第一精馏塔6回流的塔底重组分与156℃的蒸汽进行循环换热，第一精馏塔6的压力为5.6atm，塔顶温度为130℃，塔底温度为150℃，塔板数为61，回流比为1∶2.4；第一汽提塔3的压力为0.5atm，塔顶温度为66℃，塔底温度为85℃，塔底回流比为20∶1；第二汽提塔4的压力为1.6atm，塔顶温度为103℃，塔底温度为113℃，塔底回流比为27∶1；第二精馏塔5的压力为1.6atm，塔顶温度为93℃，塔底温度为103℃，塔板数为37，回流比为1∶1.7。采出的无水乙醇量与使用蒸汽的重量比为1∶1.7。
实施例2
按照实施例1中的方法进行。不同的是：
1)送入第一汽提塔3中的发酵醪液的重量为40重量％，送入第二汽提塔4中的发酵醪液的重量为60重量％；
2)稳定循环后，第一精馏塔6回流的塔底重组分与150℃的蒸汽进行循环换热，第一精馏塔6的压力为5.4atm，塔顶温度为128℃，塔底温度为148℃，塔板数为61，回流比为1∶2.3；第一汽提塔3的压力为0.3atm，塔顶温度为67℃，塔底温度为83℃，塔底回流比为18∶1；第二汽提塔4的压力为1.9atm，塔顶温度为102℃，塔底温度为112℃，塔底回流比为25∶1；第二精馏塔5的压力为1.8atm，塔顶温度为92℃，塔底温度为102℃，塔板数为37，回流比为1∶1.9。采出的无水乙醇量与使用蒸汽的重量比为1∶1.8。
根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统以及方法，能够充分合理地利用产生的热源，通过将各塔的热源合理分配使用，只需使用少量的外部热源供热即可满足整个系统热量的需求，大大减少了热量的消耗，降低了成本。
Claims (10)
1.一种含乙醇的水溶液的精制系统，其特征在于，该系统包括热载体源、汽提单元、精馏单元、气液分离单元、换热单元和脱水单元，所述汽提单元包括第一汽提塔(3)和第二汽提塔(4)，所述精馏单元包括第一精馏塔(6)和第二精馏塔(5)，所述气液分离单元包括淡酒罐(7)、第一精馏塔回流罐(9)和第二精馏塔回流罐(8)，所述换热单元包括第一原料换热器(1)、第二原料换热器(2)、第一汽提塔再沸器(10)、第二汽提塔再沸器(11)和第一精馏塔再沸器(12)；所述第一汽提塔(3)和所述第二汽提塔(4)的原料入口依次与第一原料换热器(1)、第二原料换热器(2)的壳程连通，所述第一汽提塔(3)的塔顶轻组分出口与所述淡酒罐(7)的原料入口通过第一原料换热器(1)的换热介质管程连通，所述第一汽提塔(3)的塔底重组分出口通过所述第一汽提塔再沸器(10)的壳程与所述第一汽提塔(3)的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述淡酒罐(7)的液体组分出口与所述第一精馏塔(6)的中部原料入口连通，所述第二精馏塔(5)的塔顶轻组分出口与所述脱水单元连通，以及通过所述第一汽提塔再沸器(10)的换热介质管程与第二精馏塔回流罐(8)的进料口连通，所述第二精馏塔回流罐(8)的出料口与所述第二精馏塔(5)上部回流入口连通，所述第二精馏塔(5)的塔底重组分出口与所述第一精馏塔(6)的中部进料口连通，所述第一精馏塔(6)的塔顶轻组分出料口通过所述第二汽提塔再沸器(11)的换热介质管程与第一精馏塔回流罐(9)的进料口连通，塔底重组分出口与第一精馏塔再沸器(12)的壳程连通以及与界外连通，所述第一精馏塔回流罐(9)的出料口与所述第二精馏塔(5)的上部进料口连通以及可选择地与第一精馏塔(6)的上部回流入口连通，所述第二汽提塔(4)的塔顶轻组分出口与第二精馏塔(5)的塔底进料口连通，所述第二汽提塔(4)的塔底重组分出口通过所述第二汽提塔再沸器(11)的壳程与第二汽提塔(4)的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述热载体源依次与所述第一精馏塔再沸器(12)的换热介质管程和原料换热器(2)的换热介质管程连通。
2.根据权利要求1所述的含乙醇的水溶液的精制系统，其中，第一原料换热器(1)为串联的2-3个、第一汽提塔再沸器(10)为并联的2-3个、第二汽提塔再沸器(11)为并联的2-3个，第一精馏塔再沸器(12)为并联的2-3个。
3.一种含乙醇的水溶液的精制方法，其特征在于，该方法包括将含乙醇的水溶液预热，并将预热后的含乙醇的水溶液的一部分送入第一汽提塔(3)进行蒸馏，将第一汽提塔(3)的塔顶轻组分冷凝后送入淡酒罐(7)进行气液分离，将得到的液体组分送入第一精馏塔(6)进行精馏，将第一精馏塔(6)的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐(9)进行气液分离，将得到的液体组分部分或全部送入第二精馏塔(5)，另一部分液体组分返回第一精馏塔(6)，将第一汽提塔(3)的塔底重组分的一部分通过第一汽提塔再沸器(10)加热后返回第一汽提塔(3)，另一部分外排，将第一精馏塔(6)塔底重组分的一部分通过第一精馏塔再沸器(12)加热后返回第一精馏塔(6)，另一部分外排；
将预热后的含乙醇的水溶液的另外一部分送入第二汽提塔(4)进行蒸馏，第二汽提塔(4)的塔顶轻组分进入第二精馏塔(5)进行精馏，第二精馏塔(5)塔顶轻组分一部分进入脱水单元，另一部分冷凝后送入第二精馏塔回流罐(8)进行气液分离，液体组分返回第二精馏塔(5)，第二精馏塔(5)塔底重组分进入第一精馏塔(6)进行再精馏，将第二汽提塔(4)塔底重组分的一部分通过第二汽提塔再沸器(11)加热后返回第二汽提塔(4)，另一部分外排；
其中，所述第二汽提塔(4)内的压力高于所述第一汽提塔(3)内的压力，所述第一精馏塔(6)内的压力高于所述第二精馏塔(5)内的压力，第一精馏塔再沸器(12)由外界热源供热，所述将含乙醇的水溶液预热通过将所述含乙醇的水溶液依次与第一汽提塔(3)的塔顶轻组分换热和与对第一精馏塔再沸器(12)供热后的外界热源换热来实现，第一汽提塔再沸器(10)由来自第二精馏塔(5)的塔顶轻组分供热，第二汽提塔再沸器(11)由来自第一精馏塔(6)的塔顶轻组分供热。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将预热后的含乙醇的水溶液送入第一汽提塔(3)中的重量与送入第二汽提塔(4)的重量的比为1∶1.4-2。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二汽提塔(4)内的压力比所述第一汽提塔(3)内的压力高0.4-0.7atm。
6.根据权利要求3或5所述的方法，其中，第一汽提塔(3)的压力为0.2-0.8atm，塔顶温度为60-70℃，塔底温度为80-86℃，塔底回流比为15-25∶1；第二汽提塔(4)的压力为1.6-2.1atm，塔顶温度为98-108℃，塔底温度为110-120℃，塔底回流比为20-35∶1。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一精馏塔(6)内的压力比所述第二精馏塔(5)内的压力高2.5-3atm。
8.根据权利要求3或7所述的方法，其中，第一精馏塔(6)的压力为4.5-6.0atm，塔顶温度为125-135℃，塔底温度为150-165℃，塔板数为58-65，回流比为1∶2-3；第二精馏塔(5)的压力为1.6-2.1atm，塔顶温度为88-98℃，塔底温度为98-108℃，塔板数为35-40，回流比为1∶1.6-2。
9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述外界热源为温度为150-160℃的蒸汽，所述外界热源的用量使得预热后的含乙醇的水溶液的温度为60-80℃。
10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述含乙醇的水溶液为发酵醪液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110308501.2A CN102503771B (zh) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | 一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110308501.2A CN102503771B (zh) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | 一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102503771A true CN102503771A (zh) | 2012-06-20 |
| CN102503771B CN102503771B (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=46215922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110308501.2A Active CN102503771B (zh) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | 一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102503771B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014023136A1 (zh) * | 2012-08-06 | 2014-02-13 | 南通醋酸纤维有限公司 | 一种低浓度有机溶剂水溶液回收热泵精馏装置及工艺 |
| CN105753651A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-13 | 中粮生化能源（肇东）有限公司 | 一种生产食用酒精的方法 |
| CN108129266A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-08 | 天津凯赛特科技有限公司 | 一种分离高含水量低碳混合醇的工艺方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306942A (en) * | 1980-06-27 | 1981-12-22 | Raphael Katzen Associates International, Inc. | Hydrous alcohol distillation method and apparatus |
| US4422903A (en) * | 1981-02-17 | 1983-12-27 | Raphael Katzen Associates International Inc. | Anhydrous ethanol distillation method and apparatus |
| CN202246477U (zh) * | 2011-10-12 | 2012-05-30 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种含乙醇的水溶液的精制装置 |
-
2011
- 2011-10-12 CN CN201110308501.2A patent/CN102503771B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306942A (en) * | 1980-06-27 | 1981-12-22 | Raphael Katzen Associates International, Inc. | Hydrous alcohol distillation method and apparatus |
| US4422903A (en) * | 1981-02-17 | 1983-12-27 | Raphael Katzen Associates International Inc. | Anhydrous ethanol distillation method and apparatus |
| CN202246477U (zh) * | 2011-10-12 | 2012-05-30 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种含乙醇的水溶液的精制装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014023136A1 (zh) * | 2012-08-06 | 2014-02-13 | 南通醋酸纤维有限公司 | 一种低浓度有机溶剂水溶液回收热泵精馏装置及工艺 |
| CN105753651A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-13 | 中粮生化能源（肇东）有限公司 | 一种生产食用酒精的方法 |
| CN105753651B (zh) * | 2014-12-17 | 2018-05-08 | 中粮生化能源（肇东）有限公司 | 一种生产食用酒精的方法 |
| CN108129266A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-08 | 天津凯赛特科技有限公司 | 一种分离高含水量低碳混合醇的工艺方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102503771B (zh) | 2014-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101153257B (zh) | 优级食用酒精五塔二级差压蒸馏装置及其工艺 | |
| CN100378051C (zh) | 高纯度甲醇的精馏工艺及设备 | |
| CN106431924B (zh) | 一种分离甲酸甲酯-甲醇-水混合物的节能方法 | |
| CN101580457A (zh) | 一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置及工艺 | |
| CN102580338A (zh) | 一种3-氯丙基三乙氧基硅烷连续精馏的装置和方法 | |
| CN105344124B (zh) | 用于制取酒精的双精塔四效优级酒精蒸馏方法和装置 | |
| CN105503530A (zh) | 碱法甲醇钠制备的多效热耦合精馏生产装置和工艺方法 | |
| CN104151136A (zh) | 从抗生素生产废水中回收丁醇-醋酸丁酯的工艺方法 | |
| CN102503771B (zh) | 一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法 | |
| CN110613946B (zh) | 一种合成草酸二乙酯的背包反应精馏装备及其工艺 | |
| CN106316791A (zh) | 基于双粗和双精塔的酒精制备装置和方法 | |
| CN1827581A (zh) | 醋酸乙酯和醋酸丁酯的生产方法及其设备 | |
| CN202246477U (zh) | 一种含乙醇的水溶液的精制装置 | |
| CN109704920A (zh) | 从低浓度发酵液生产燃料乙醇的节能工艺方法和装置 | |
| CN101982450B (zh) | 从抗生素生产废酸水中减压蒸馏回收丁醇-醋酸丁脂的方法 | |
| CN201603410U (zh) | 节能型连续酒精精馏回收塔 | |
| CN214344493U (zh) | 一种液态法白酒精馏的装置 | |
| CN111233646A (zh) | 一种高纯度环己酮和环己醇的精馏系统及其生产工艺 | |
| CN101607869B (zh) | 甲醇双效精馏高弹性组合工艺及其系统 | |
| CN106316792B (zh) | 从秸秆糖加氢裂解产物中回收甲醇和乙醇的装置及方法 | |
| CN201668968U (zh) | 一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统 | |
| CN101745243A (zh) | 一种精馏节能新工艺 | |
| CN201614355U (zh) | γ-氯丙基三乙氧基硅烷酯化反应装置 | |
| CN211546425U (zh) | 一种洗油蒸馏装置 | |
| CN212881084U (zh) | 杂酒提纯的蒸馏装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ANHUI COFCO FUEL ETHANOL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) CO., LTD. Effective date: 20120611 Owner name: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) CO., LTD. Effective date: 20120611 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 233010 No. 73, Daqing Road, Bengbu, Anhui Applicant after: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) Co.,Ltd. Address before: 233010 No. 1 COFCO Avenue, Anhui, Bengbu Applicant before: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120611 Address after: 233010 Chinese in Anhui province Bengbu City Yuhui District Road No. 818 tiger Applicant after: Anhui COFCO Biochemical Fuel Alcohol Co.,Ltd. Co-applicant after: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) Co.,Ltd. Address before: 233010 No. 73, Daqing Road, Bengbu, Anhui Applicant before: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) Co.,Ltd. |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 233010 Anhui province Bengbu City Yuhui District Road No. 818 tiger Co-patentee after: COFCO Biotechnology Co.,Ltd. Patentee after: Anhui COFCO Biochemical Fuel Alcohol Co.,Ltd. Address before: 233010 Anhui province Bengbu City Yuhui District Road No. 818 tiger Co-patentee before: COFCO BIOCHEMICAL (ANHUI) Co.,Ltd. Patentee before: Anhui COFCO Biochemical Fuel Alcohol Co.,Ltd. |