CN102716596B - 一种五塔差压节能酒精蒸馏装置 - Google Patents

一种五塔差压节能酒精蒸馏装置 Download PDF

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Abstract

一种五塔差压节能酒精蒸馏装置，其包括粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔和导热油锅炉。通过在循环蒸馏回路中设有真空泵，实现了差压蒸馏，在差压环境下，并通过粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔的反复循环蒸馏，从而大大提高了酒精质量和纯度，此外通过导热油锅炉与精馏塔和回收塔形成循环并以导热油为加热介质，能够加块导热速度并且供热稳定，降低了能耗，在精馏塔与醛塔之间设有闪蒸罐，以回收蒸汽供给醛塔使用，利用酒汽对粗馏塔和优质塔加热器进行加热，目的在于提高热能的利用率。

Description

一种五塔差压节能酒精蒸馏装置
技术领域
本发明涉及一种酒精蒸馏塔装置，尤其是一种以导热油为加热介质并且通过五塔差压节能蒸馏之间的循环蒸馏从而获得较高酒精纯度的五塔差压节能蒸馏装置。
背景技术
酒精生产差压蒸馏技术是近年来酒精工业发展起来的蒸馏技术，国内已有多家企业采用五塔差压蒸馏技术，但对于传统的五塔差压酒精蒸馏装置，常以水蒸汽为介质，其存在不足，水蒸气散热慢，供热不稳定，从而导致其蒸馏效率低、成本高、耗能大，另外其水蒸汽锅炉安全系数低，在生产过程中容易结垢而停产维护造成经济损失，劳动强度大，从而使酒精产生企业成本居高不下，发明一种节能蒸馏塔。由于蒸馏其采用蒸汽蒸馏不稳定，使酒精的质量难以达到国家标准。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的在于提供一种对酒精提纯高，生产效率高，安全性高和低能耗的五塔差压节能蒸馏装置。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种五塔差压节能酒精蒸馏装置，其包括粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔和导热油锅炉，其中，精馏塔的顶部经管道与粗馏塔底部的粗塔再沸器、精馏塔暂贮罐以及精馏塔回流泵形成回路；醛塔顶部经管道与优质塔底部的优质塔再沸器、第一醛塔冷却器和第二醛塔冷却器、醛酒暂贮罐以及醛塔回流泵形成回路，其特征在于：精馏塔底部的精馏塔加热器和回收塔底部的回收塔加热器通过导热油输入输出管道与导热油锅炉形成回路。
优选的是，粗馏塔的顶部依次与第一预热器和第一粗馏塔冷却器、第二粗馏塔冷却器和第三粗馏塔冷却器连接，并且连接有真空泵。
优选的是，第一预热器、第一粗馏塔冷却器、第二粗馏塔冷却器和第三粗馏塔冷却器与粗酒暂贮罐连接，其中，粗酒暂贮罐通过粗酒泵与醛塔的中部连接。
优选的是，精馏塔的底部与醛塔的中部之间设有闪蒸罐。
优选的是，优质塔的顶部通过酒精输出管与第一优质塔冷却器、第二优质塔冷却器、第三优质塔冷却器以及第四优质塔冷却器连接，并且第一优质塔冷却器、第二优质塔冷却器、第三优质塔冷却器以及第四优质塔冷却器均与优质塔暂贮罐连接；优质塔暂贮罐通过优质塔回流泵与优质塔的中部连接形成循环蒸馏回路。
优选的是，回收塔的中部与精馏塔的中部连接并且回收塔的顶部通过酒精输出管与第一回收塔冷却器、第二回收塔冷却器、第三回收塔冷却器以及第四回收塔冷却器连接，其中，第一回收塔冷却器、第二回收塔冷却器、第三回收塔冷却器以及第四回收塔冷却器均与回收塔暂贮罐连接；回收塔暂贮罐通过回收塔回流泵以与精馏塔的中部连接形成循环蒸馏回路。
优选的是，设于回收塔中部的第一提油口和第二提油口通过冷却器与回收塔杂醇油暂贮罐连接，优质塔的底部通过成品冷却器与成品暂贮罐连接。
优选的是，在粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔以及优质塔的塔身、支架、层板上设置浮阀，该浮阀是由成块钢板开模冲压成一个圆形面板和三个Z形脚的结构，三个Z形脚结构位于圆形面板的底部且沿圆形面板的周边均匀分布。
本发明还提供了一种利用上述五塔差压节能酒精蒸馏装置进行酒精蒸馏的方法，具体为采用降低蒸馏系统的操作压力和温度，差压蒸馏技术，将酒精发酵成熟醪液多种挥发物质或不挥发物质，通过层层蒸馏进行分离，其中，在粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔之间对多种挥发物质或不挥发物质进行分离过程中，从精馏塔塔顶出来的酒气通过粗馏塔再沸器间接加热并且供给粗馏塔使用，精馏塔塔底排出的废水通过闪蒸罐产生二次蒸气供给醛塔使用，此外，导热油锅炉提供的导热油进入精馏塔再沸器，并在精馏塔再沸器中进行间接加热以提供热能给精馏塔使用，精馏塔顶部的酒气通过粗馏塔再沸器间接加热能供给粗馏塔使用，同时导热油锅炉提供的导热油还进入回收塔再沸器并在回收塔再沸器中进行间接加热以提供热能给回收塔使用，醛塔塔顶的酒汽通过优质塔再沸器间接加热供给优质塔使用。
优选的是，通过精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔进一步将酒气浓缩分离并排除头级杂质，在精馏塔的中下部通过回收塔回收下段低浓度酒精和含有较多的头级杂质进行循环蒸馏，使得到更高浓度的酒精以回流到精馏塔，从而实现重复循环蒸馏，在回收塔中部通过杂醇油冷却器、杂醇油分离器提取副产品杂醇油，精馏塔顶部的酒气通过粗馏塔再沸器、冷却器，从而冷却后的酒精液回流到精馏塔，从精馏塔上部中采出的酒精液进入优质塔进行分离，使优质塔底部提取出成品酒精达到浓度95％以上。
优选的是，粗馏塔的塔底温度为85-88℃，压力为-0.04～-0.045表压，粗馏塔的塔顶温度75-78℃，压力为-0.05～-0.058兆帕；精馏塔的塔底温度为126-130℃，压力为0.15-0.18兆帕；回收塔的塔底温度为100-105℃，塔顶温度92-95℃；醛塔的塔底温度为104-105℃，塔顶温度78-82℃；优质塔的塔底为65-75℃，压力为-0.025～-0.03兆帕，塔顶温度为60-70℃，压力-0.036～-0.042兆帕。
本发明有益效果在于：由于在循环蒸馏回路中设有真空泵，故实现了差压蒸馏，在差压环境下，并通过粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔的反复循环蒸馏，从而大大提高了酒精质量和纯度。以导热油为加热介质，加块导热速度并且供热稳定，降低了能耗；在精馏塔与醛塔之间设有闪蒸罐，以回收蒸汽供给醛塔使用，利用酒汽对粗馏塔和优质塔加热器进行加热，目的在于提高热能的利用率；由于粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔的塔身、支架、层板上，设有浮阀，与较传统浮阀相比，能降低板材损耗从而降低成本，更能有利于蒸汽充分散发，又不易受杂质堵塞。
附图说明
图1是本发明所涉及五塔差压节能蒸馏装置的结构示意图。
图2是本发明所涉及五塔差压节能蒸馏装置中塔身上浮阀的结构示意图。
各部件附图标记如下；
1、粗馏塔，2、精馏塔，3、回收塔，4、醛塔，5、优质塔，6、导热油锅炉，7、粗馏塔再沸器，8、精馏塔加热器，9、回收塔加热器，10、闪蒸罐，11、优质塔再沸器，12、第一预热器，13、螺旋板换热器，14、第一粗馏塔冷却器，15、第二粗馏塔冷却器，16、第三粗馏塔冷却器，17、第一回收塔冷却器，18、第二回收塔冷却器，19、第三回收塔冷却器，20、第四回收塔冷却器，21、第一醛塔冷却器，22、第二醛塔冷却器，23、第一优质塔冷却器，24、第二优质塔冷却器，25、第三优质塔冷却器，26第四优质塔冷却器，27、成品冷却器，28、粗酒暂贮罐，29、精塔暂贮罐，30、回收塔暂贮罐，31、醛酒暂贮罐，32、优质塔暂贮罐，33、真空泵，34、成熟醪液泵，35、废液泵，36、粗酒泵，37循环泵，38、精馏塔回流泵，39、回收塔回流泵，40、醛酒泵，41、醛塔回流泵，42、优质塔回流泵，45、第一提油口，46、第二提油口，47、冷却器，48、回收塔杂醇油暂贮罐，49、成品暂贮罐，50发酵成熟液，51废液排出口
具体实施方式
本发明可通过以下实施例并结合附图得到更详细的说明。应当理解的是，下面提及的实施方式仅用于说明和解释本发明，而不用于限制本发明。
参照图1所示，图1示出了一种五塔差压节能蒸馏装置，其包括粗馏塔1、精馏塔2、回收塔3、醛塔4、优质塔5和导热油锅炉6，其中，精馏塔2的顶部经管道与粗馏塔1底部的粗塔再沸器7、精馏塔暂贮罐29以及精馏塔回流泵38形成回路；醛塔4顶部经管道与优质塔5底部的优质塔再沸器11、第一醛塔冷却器21和第二醛塔冷却器22、醛酒暂贮罐31以及醛塔回流泵41形成回路；精馏塔2底部的精馏塔加热器8和回收塔3底部的回收塔加热器9通过导热油输入输出管道与导热油锅炉6形成回路；粗馏塔1的顶部顺次与第一预热器12和第一粗馏塔冷却器14、第二粗馏塔冷却器15和第三粗馏塔冷却器16连接，并且连接有真空泵33；第一预热器12、第一粗馏塔冷却器14、第二粗馏塔冷却器15和第三粗馏塔冷却器16与粗酒暂贮罐28连接，其中，粗酒暂贮罐28通过粗酒泵36与醛塔4的中部连接，精馏塔2的底部与醛塔4的中部之间设有闪蒸罐10；优质塔5的顶部通过酒精输出管与第一优质塔冷却器23、第二优质塔冷却器24、第三优质塔冷却器25以及第四优质塔冷却器26连接，并且第一优质塔冷却器23、第二优质塔冷却器24、第三优质塔冷却器25以及第四优质塔冷却器26均与优质塔暂贮罐32连接；优质塔暂贮罐32通过优质塔回流泵42与优质塔5的中部连接形成循环蒸馏回路；回收塔3的中部与精馏塔2的中部连接并且回收塔3的顶部通过酒精输出管与第一回收塔冷却器17、第二回收塔冷却器18、第三回收塔冷却器19以及第四回收塔冷却器20连接，其中，第一回收塔冷却器17、第二回收塔冷却器18、第三回收塔冷却器19以及第四回收塔冷却器20均与回收塔暂贮罐30连接；回收塔暂贮罐30通过回收塔回流泵39以与精馏塔2的中部连接形成循环蒸馏回路，此外，设于回收塔中部的第一提油口45和第二提油口46通过冷却器47与回收塔杂醇油暂贮罐48连接，优质塔5的底部通过成品冷却器27与成品暂贮罐49连接。
参照图2，在特别的实施方式中，可在粗馏塔1、精馏塔2、回收塔3、醛塔4以及优质塔5的塔身、支架、层板上设置浮阀，该浮阀是由成块钢板开模冲压成一个圆形面板50和三个Z形脚的结构51，三个Z形脚结构51位于圆形面板50的底部且沿圆形面板50的周边均匀分布。
通过采用上述蒸馏装置，可采用降低蒸馏系统的操作压力和温度，差压蒸馏技术，将酒精发酵成熟醪液多种挥发物质或不挥发物质，通过层层蒸馏进行分离。其中，在粗馏塔1、精馏塔2、回收塔3、醛塔4、优质塔5之间对多种挥发物质或不挥发物质进行分离过程中，从精馏塔2塔顶出来的酒气通过粗馏塔再沸器7间接加热并且供给粗馏塔1使用，精馏塔2塔底排出的废水通过闪蒸罐10产生二次蒸气供给醛塔4使用，此外，导热油锅炉6提供的导热油进入精馏塔再沸器8，并在精馏塔再沸器8中进行间接加热以提供热能给精馏塔2使用，精馏塔2顶部的酒气通过粗馏塔再沸器7间接加热能供给粗馏塔1使用，同时导热油锅炉6提供的导热油还进入回收塔再沸器9并在回收塔再沸器9中进行间接加热以提供热能给回收塔3使用，醛塔4塔顶的酒汽通过优质塔再沸器11间接加热供给优质塔5使用。精馏塔2、回收塔3、醛塔4、优质塔5进一步将酒气浓缩分离并排除头级杂质，在精馏塔2的中下部通过回收塔3回收下段低浓度酒精和含有较多的头级杂质进行循环蒸馏，使得到更高浓度的酒精以回流到精馏塔2，从而实现重复循环蒸馏，在回收塔3中部通过杂醇油冷却器、杂醇油分离器提取副产品杂醇油，精馏塔2顶部的酒气通过粗馏塔再沸器7、冷却器，从而冷却后的酒精液回流到精馏塔2，从精馏塔2上部中采出的酒精液进入优质塔4进行分离，从优质塔5底部提取出成品酒精可达到浓度95％以上，从而达到国家级食用酒精标准。
具体地，粗馏塔1、精馏塔2、回收塔3、醛塔4和优质塔5之间采用差压蒸馏，其中，粗馏塔1的塔底温度为85-88℃，压力为-0.04～-0.045表压，粗馏塔1的塔顶温度75-78℃，压力为-0.05～-0.058表压；精馏塔2的塔底温度为126-130℃，压力为0.15-0.18表压；回收塔3的塔底温度为100-105℃，塔顶温度92-95℃；醛塔4的塔底温度为104-105℃，塔顶温度78-82℃；优质塔5的塔底为65-75℃，压力为-0.025～-0.03表压，塔顶温度为60-70℃压力-0.036～-0.042表压，以上表压力单位为MPa(兆帕)。

Claims (8)

1.一种五塔差压节能酒精蒸馏装置，其包括粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔和导热油锅炉，其中，精馏塔的顶部经管道与粗馏塔底部的粗塔再沸器、精馏塔暂贮罐以及精馏塔回流泵形成回路；醛塔顶部经管道与优质塔底部的优质塔再沸器、第一醛塔冷却器和第二醛塔冷却器、醛酒暂贮罐以及醛塔回流泵形成回路，优质塔的顶部通过酒精输出管与第一优质塔冷却器、第二优质塔冷却器、第三优质塔冷却器以及第四优质塔冷却器连接，并且第一优质塔冷却器、第二优质塔冷却器、第三优质塔冷却器以及第四优质塔冷却器均与优质塔暂贮罐连接；优质塔暂贮罐通过优质塔回流泵与优质塔的中部连接形成循环蒸馏回路；回收塔的中部与精馏塔的中部连接并且回收塔的顶部通过酒精输出管与第一回收塔冷却器、第二回收塔冷却器、第三回收塔冷却器以及第四回收塔冷却器连接，其中，第一回收塔冷却器、第二回收塔冷却器、第三回收塔冷却器以及第四回收塔冷却器均与回收塔暂贮罐连接；回收塔暂贮罐通过回收塔回流泵以与精馏塔的中部连接形成循环蒸馏回路，其特征在于：精馏塔底部的精馏塔加热器和回收塔底部的回收塔加热器通过导热油输入输出管道与导热油锅炉形成回路。
2.根据权利要求1所述的五塔差压节能酒精蒸馏装置，其特征在于粗馏塔的顶部依次与第一预热器和第一粗镏塔冷却器、第二粗镏塔冷却器和第三粗镏塔冷却器连接，并且连接有真空泵。
3.根据权利要求2所述的五塔差压节能酒精蒸馏装置，其特征在于第一预热器、第一粗馏塔冷却器、第二粗馏塔冷却器和第三粗馏塔冷却器与粗酒暂贮罐连接，其中，粗酒暂贮罐通过粗酒泵与醛塔的中部连接。
4.根据权利要求3所述的五塔差压节能酒精蒸馏装置，其特征在于精馏塔的底部与醛塔的中部之间设有闪蒸罐。
5.根据权利要求4所述的五塔差压节能酒精蒸镏装置，其特征在于设于回收塔中部的第一提油口和第二提油口通过冷却器与回收塔杂醇油暂贮罐连接，优质塔的底部通过成品冷却器与成品暂贮罐连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的五塔差压节能酒精蒸馏装置，其特征在于在粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔以及优质塔的塔身、支架、层板上设置浮阀，该浮阀是由成块钢板开模冲压成一个圆形面板和三个Z形脚的结构，三个Z形脚结构位于圆形面板的底部且沿圆形面板的周边均匀分布。
7.一种利用上述任一项权利要求所述五塔差压节能酒精蒸馏装置进行酒精蒸馏的方法，其特征在于采用降低蒸馏系统的操作压力和温度，差压蒸馏技术，将酒精发酵成熟醪液多种挥发物质或不挥发物质，通过层层蒸馏进行分离，其中，在粗馏塔、精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔之间对多种挥发物质或不挥发物质进行分离过程中，从精馏塔塔顶出来的酒气通过粗馏塔再沸器间接加热并且供给粗馏塔使用，精馏塔塔底排出的废水通过闪蒸罐产生二次蒸气供给醛塔使用，此外，导热油锅炉提供的导热油进入精馏塔再沸器，并在精馏塔再沸器中进行间接加热以提供热能给精馏塔使用，精馏塔顶部的酒气通过粗馏塔再沸器间接加热能供给粗馏塔使用，同时导热油锅炉提供的导热油还进入回收塔再沸器并在回收塔再沸器中进行间接加热以提供热能给回收塔使用，醛塔塔顶的酒汽通过优质塔再沸器间接加热供给优质塔使用，粗馏塔的塔底温度为85-88℃，压力为-0.04～-0.045兆帕，粗馏塔的塔顶温度75-78℃，压力为-0.05～-0.058兆帕；精馏塔的塔底温度为126-130℃，压力为0.15-0.18兆帕；回收塔的塔底温度为100-105℃，塔顶温度92-95℃，醛塔的塔底温度为104-105℃，塔顶温度78-82℃；优质塔的塔底为65-75℃，压力为-0.025～-0.03兆帕，塔顶温度为60-70℃压力-0.036～-0.042兆帕。
8.根据权利要求7中所述的方法，其特征在于通过精馏塔、回收塔、醛塔、优质塔进一步将酒气浓缩分离并排除头级杂质，在精馏塔的中下部通过回收塔回收下段低浓度酒精和含有较多的头级杂质进行循环蒸馏，使得到更高浓度的酒精以回流到精馏塔，从而实现重复循环蒸馏，在回收塔中部通过杂醇油冷却器、杂醇油分离器提取副产品杂醇油，精馏塔顶部的酒气通过粗馏塔再沸器、冷却器，从而冷却后的酒精液回流到精馏塔，从精馏塔上部中采出的酒精液进入优质塔进行分离，使优质塔底部提取出成品酒精达到浓度95％以上。
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