CN102942445A - 酒精差压蒸馏生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种酒精差压蒸馏生产方法。醪塔采用减压蒸馏，醛塔采用常压蒸馏，精馏塔采用加压蒸馏的差压蒸馏方式。采用精馏塔产生的高温酒气来加热醪液，使醪液在80～90℃，-0.04MPa～-0.06Mpa压力下蒸发，并把精馏塔塔底排出的高温废液生产蒸汽，作为粗酒、醪液预热和醛塔蒸馏的热能，通过本发明能使酒精蒸馏过程能耗降低1.5t蒸汽/小时，达到节能减排的目的。

Description

酒精差压蒸馏生产方法

技术领域

本发明涉及一种酒精差压蒸馏生产方法，属于酒精生产领域。

背景技术

目前酒精的生产以发酵法为主，经过发酵得到的醪液乙醇含量在11～16度（体积分数），必须对醪液进行蒸发浓缩才能得到高浓度乙醇产品。目前酒精的提浓工艺为，蒸馏醪液，得到粗酒，然后再蒸馏除去醛类物质，最后经过精馏塔精馏才能得到高浓度酒精。酒精的蒸馏、精馏过程是个能耗很高的过程，能耗费用占酒精生产成本的50%～70%，醪液含有的乙醇浓度每提高一个百分点，酒精生产的能耗可以下降10%，因此目前降低生物酒精的生产成本的主要研究方向是如何提高发酵后醪液的酒精浓度。醪液酒精浓度越高，酵母的耐受性下降，想要提高醪液乙醇浓度，必须培育出耐高浓度乙醇的酵母。酒精浓度提高，会刺激酵母，使其生长过程中除了生产酒精外，其他有机物质的分泌量也增加了，这对后续分离提纯乙醇的纯度增加了困难。因此提高醪液中乙醇含量未必能够降低生物酒精的生产成本（特别是食用酒精）。除了从增加醪液乙醇浓度的方法来降低生物酒精的生产成本以外，还可以从酒精的蒸馏、精馏过程的潜热回收综合利用来减少能耗，降低生产成本。

酒精差压蒸馏技术的出现，大大降低酒精蒸馏过程的能耗。如专利ZL200610035346.0（特级食用酒精六塔蒸馏装置及其工艺），采用粗馏塔、真空脱醛塔、水洗塔、精馏塔、甲醇塔和回收塔六塔差压蒸馏技术，得到特级食用级的酒精，能耗为2.2～2.3t/t酒，但采用六塔式的蒸馏方法，物料从塔到塔的流动过程中不免会有能量损失，因此能耗还是比较大，工艺的增多，动力设备的消耗也会增加，而且经过六塔蒸馏后的酒精也把有益成分分离掉（酒精中有害成分是杂醇油、醛类和甲醇，而乙酸乙酯、乙酸丁酯等为有益成分），所得产品纯度虽然较高，但产品的香味下降（香味成分乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯等被分离掉），因此盲目的追求产品的纯度而放弃产品质量是不明智的，也是不科学的。酒精中对人体有害的成分是醛类物质、甲醇和杂醇油，含有这些物质的酒精过得食用会毒害圣体。因此生产食用酒精的目的是要把有害成分（甲醛、乙醛、甲醇、杂醇油）去除掉，而芳香成分乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯等没有必要去除掉，如果为了追求纯度，不仅增加蒸馏过程的能耗，还会使产品收率降低，产品质量下降。

发明内容

本发明的目的是针对目前生物乙醇蒸馏、精馏能耗高，潜热回收率低等问题，提出了一种酒精差压蒸馏生产方法，本发明采用三塔差压的蒸馏技术，通过合理设计潜热回收系统，并为每个蒸馏塔选择合适的塔板数及优化每个塔的蒸馏参数，使产品酒精中的有害物质杂醇油、醛类和甲醇去除掉，而保留芳香成分，所得产品气味芳香并能达到食用级。通过本发明的方法能够在少量设备下得到高质量的食用酒精。由于精馏塔塔底排出的废液温度大于100℃，属于过热水，还有很多潜热可以回收利用，因此本发明在精馏塔塔底排出的废液管上安装一个闪蒸器，利用高压的饱和液体进入比较低压的容器中后由于压力突然降低使这些饱和液体部分蒸发产生蒸汽，产生的蒸汽用于醪液、粗酒预热的热能及醛塔蒸馏或杂醇油塔的热能；精馏塔精馏过程产生大量的蒸汽，蒸汽温度也是大于100℃，为了把蒸汽冷凝成液体，通常需要大量的自来水作为精馏塔蒸汽的冷却水，而本发明采用成熟醪液作为精馏塔蒸汽冷凝的换热介质，蒸汽冷凝过程不需要自来水，同时，经过与蒸汽换热后的醪液温度升至80到90℃，在真空下能沸腾，产生蒸汽，因此醪塔的蒸馏过程不需要来自于锅炉房的蒸汽，因此通过本发明的酒精差压蒸馏生产方法，降低了蒸汽消耗量，提高了蒸馏过程潜热的回收利用率，减少冷凝水的用量，达到节能减排的作用。

本发明的具体技术方案是：发酵成熟的醪液进入预热器，采用来自于闪蒸器的蒸汽加热至60～70℃，开启真空泵，使醪塔的真空度达到-0.04～-0.06MPa，醪液从预热器进入醪塔，醪塔中的醪液从醪塔底部，通过管道自动流入精馏塔顶部的冷凝器中，与精馏塔塔顶的蒸汽换热后，从冷凝器的冷却水出口流回醪塔，因此醪塔不需要蒸汽加热，采用精馏塔的蒸汽与醪液热交换，使醪液温度达到85～90℃，在负压下沸腾，产生蒸汽；从醪塔塔顶产生的蒸汽经过冷凝器冷凝后得到粗酒，粗酒进入预热器，用来自于闪蒸器的蒸汽加热，得到热粗酒，热粗酒用泵输入到醛塔中，采用来自于闪蒸器的蒸汽或来自于锅炉房的蒸汽作为醛塔蒸馏的热能进行蒸馏，蒸汽经过冷凝器冷凝，冷凝液回流到醛塔中复蒸；用泵从醛塔的底部把蒸馏液体输入到精馏塔中，精馏塔采用加压蒸馏法，压力为0.5～2MPa，采用200～300℃的高温蒸汽作为精馏塔的精馏热能，精馏塔产生的蒸汽进入冷凝器，采用成熟醪液作为精馏塔蒸汽的冷凝介质，使蒸汽冷凝，冷凝液回流到精馏塔进行复蒸，从精馏塔塔顶往下数第4～8层提取酒精产品，从精馏塔塔底排除的废液通入闪蒸器，闪蒸器产生的蒸汽作为醛塔蒸馏的热能以及作为粗酒预热、醪液预热的热能。

所述的醪塔，塔板数为20～30块，塔板类型为泡罩板，热的醪液从第6～15块塔板加入。

所述的醛塔，塔板数为35～45块，其中泡罩板15板，斜孔板为20～35块。

所述的精馏塔，塔板数为65～80块，全部为斜孔板，从塔顶往下数在第4～8层取出酒精产品。

本发明的优点是：

1、  醪液作为精馏塔蒸汽冷凝的热交换物质，使酒蒸汽的冷凝过程不需要冷却水，又能够把醪液加热至沸腾温度，达到节能减排的目的。

2、  经过精馏塔蒸汽热交换的醪液温度可以达到80～95℃，采用减压蒸馏的方法蒸馏醪液，不需要另外通入蒸汽加热醪液，粗酒的生产过程能耗低。

3、  通过合理选择每个塔的塔板数，在不增加蒸馏塔的情况下也能够把酒精中有害的物质去除掉，而保留酒精中的芳香成分，设备投入少，工艺流程短，蒸馏能耗及动力设备消耗少，所得产品质量高。

4、  使用一个闪蒸器，把精馏塔排出的高温废液变为加热醛塔和粗酒的蒸汽，减少了醛蒸馏塔用蒸汽。

5、  通过上述方法，大大提高生物酒精蒸馏、精馏潜热的回收利用率，减少生产过程蒸汽的用量及减少冷却水的用量，达到降低生产成本、节能减排的目的。

附图说明

附图是本发明酒精差压蒸馏生产方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的实施过程：

发酵成熟的醪液进入预热器4，采用来至于闪蒸器7的蒸汽加热至60℃，从醪塔1的第九层加入到醪塔1中，开启真空泵，使醪塔1内的真空度达到-0.05MPa，醪液从醪塔1底部通过真空作用，自动流入与精馏塔相连的3个串联的冷凝器8,9,10中，与精馏塔3塔顶出来的蒸汽换热后，从串联的冷凝器8,9,10的冷却水出口流回醪塔，由于采用精馏塔的蒸汽与醪液热交换，能使醪液温度达到85～90℃，在负压下沸腾，产生蒸汽，因此醪塔不需要锅炉房的蒸汽加热，减少了能耗；从醪塔1塔顶产生的蒸汽经过串联的冷凝器17,18冷凝后得到粗酒，粗酒进入粗酒储罐5，粗酒从粗酒储罐5的底部用泵14输送入预热器6中，用来至于闪蒸器的蒸汽加热，得到热粗酒，加入到醛塔2中，采用来自于闪蒸器的蒸汽作为蒸馏的热能进行蒸馏，蒸汽经过与醛塔2相连的串联的冷凝器11,12,13冷凝作用冷凝成液体，冷凝液从冷凝器11,12回流到醛塔2中复蒸，难冷凝或不冷凝成份为低沸点的有害物质，从冷凝器13排出；用泵15从醛塔2的底部把醛塔内的液体输入到精馏塔3中，精馏塔3采用加压蒸馏法，压力为1.0MPa，采用250℃的高温蒸汽作为精馏塔3的精馏热能，精馏塔3产生的蒸汽进入与精馏塔3相连的串联的冷凝器8,9,10，采用成熟醪液作为精馏塔3产生的蒸汽的冷却介质，冷凝过程不需要自来水来作为冷却水，因此节约了水资源；得到的冷凝液从冷凝器8,9,10的蒸汽入口回流到精馏塔3进行复蒸，难冷凝或不冷凝物质从冷凝器10的顶部排出，从精馏塔3塔顶往下数第6层提取酒精产品；从精馏塔3塔底排除的废液通入闪蒸器7，从闪蒸器7顶部管道排出的蒸汽作为醛塔1蒸馏的热能以及作为粗酒预热、醪液预热的热能。

醪塔的塔板数为30块泡罩板；

醛塔的塔板数为40块，其中15块为泡罩板，，令25块为斜孔板；

精馏塔的塔板数为78块斜孔板；

表1是本发明的方法得到食用级酒精的检测结果

主要检测项目	技术要求	检测结果
			乙醇/（%vol）	≥95.0	95.4
氧化时间/min	≥20	47
			醛（以乙醛计）/(mg/L)	≤30	3
甲醇/(mg/L)	≤150	13
			正丙醇/(mg/L)	≤100	＜1
异丁醇+异戊醇/(mg/L)	≤30	4

从表中看出，通过本发明的三塔差压蒸馏技术，使用乙醇中的有害物质醛类和甲醇的含量非常低，达到了优级纯的指标，部分检测结果达到了特级纯的要求。由于本发明采用三塔蒸馏技术，相比四塔、五塔、六塔等蒸馏技术，由于物料减少了塔与塔之间交换的动力能耗及设备投资，本发明具有能耗低，投入少，成本低等优点。

Claims (4)

1.一种酒精差压蒸馏生产方法，其特征在于：发酵成熟的醪液进入预热器，采用来自于闪蒸器的蒸汽加热至60～70℃，开启真空泵，使醪塔的真空度达到-0.04～-0.06MPa，醪液从预热器进入醪塔，醪塔中的醪液从醪塔底部，通过管道自动流入精馏塔顶部的冷凝器中，与精馏塔塔顶的蒸汽换热后，从冷凝器的冷却水出口流回醪塔，因此醪塔不需要蒸汽加热，采用精馏塔的蒸汽与醪液热交换，使醪液温度达到85～90℃，在负压下沸腾，产生蒸汽；从醪塔塔顶产生的蒸汽经过冷凝器冷凝后得到粗酒，粗酒进入预热器，用来自于闪蒸器的蒸汽加热，得到热粗酒，热粗酒用泵输入到醛塔中，采用来自于闪蒸器的蒸汽或来自于锅炉房的蒸汽作为醛塔蒸馏的热能进行蒸馏，蒸汽经过冷凝器冷凝，冷凝液回流到醛塔中复蒸；用泵从醛塔的底部把蒸馏液体输入到精馏塔中，精馏塔采用加压蒸馏法，压力为0.5～2MPa，采用200～300℃的高温蒸汽作为精馏塔的精馏热能，精馏塔产生的蒸汽进入冷凝器，采用成熟醪液作为精馏塔蒸汽的冷凝介质，使蒸汽冷凝，冷凝液回流到精馏塔进行复蒸，从精馏塔塔顶往下数第4～8层提取酒精产品，从精馏塔塔底排除的废液通入闪蒸器，闪蒸器产生的蒸汽作为醛塔蒸馏的热能以及作为粗酒预热、醪液预热的热能。

2.根据权利要求1所述的酒精差压蒸馏生产方法，其特征在于：所述的醪塔，塔板数为20～30块，塔板类型为泡罩板，热的醪液从第6～15块塔板加入。

3.根据权利要求1所述的酒精差压蒸馏生产方法，其特征在于：所述的醛塔，塔板数为35～45块，其中泡罩板15板，斜孔板为20～35块。

4.根据权利要求1所述的酒精差压蒸馏生产方法，其特征在于：所述的精馏塔，塔板数为65～80块，全部为斜孔板，从塔顶往下数在第4～8层取出酒精产品。