CN107602349A - 一种乙醇生产连续脱水方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乙醇脱水技术领域，尤其是一种乙醇生产连续脱水装置，包括干燥器A与干燥器B，干燥器A与干燥器B一端均连通有乙醇电加热器、蒸汽加热器以及产品冷却器，所述产品冷却器连通有过滤器，所述乙醇电加热器与蒸汽加热器之间相互连通，所述干燥器A与干燥器B另一端均连通有中间液缓冲罐，且中间液缓冲罐还连通有再生液泵以及解析气冷凝器，所述解析气冷凝器通过真空泵连通有尾气洗涤器。本发明还提供了一种乙醇生产连续脱水方法。本发明能够对乙醇内部的水分进行连续脱水，有效增加其的质量，且投入以及能耗低，生成产品纯度高的无水乙醇。

Description

一种乙醇生产连续脱水方法及其装置

技术领域

本发明涉及乙醇除水技术领域，尤其涉及一种乙醇生产连续脱水方法及其装置。

背景技术

无水乙醇是一种重要的化工原料。广泛应用于医药、农药、油漆、食品、化妆品、橡胶、电子工业等行业中。另外，在无水乙醇中添加改性剂可形成变性燃料乙醇。变性燃料乙醇以一定比例与汽油调和，形成车用乙醇汽油，可用作汽车的环保燃料。近年来，随着能源价格的持续走高，节约石油资源的举措已列入国家科技发展计划纲要。车用无水乙醇项目已在一些省份得到积极推广。

无水乙醇生产方法有共沸精馏法、萃取精馏法、分子筛吸附脱水法、氧化钙脱水法、渗透汽化法、真空脱水法及生物质吸附法等。其中都存在着一定不足，如能耗高等。目前乙酸乙酯加氢制取无水乙醇技术日益成熟推广，但是随着催化剂老化，副反应增加，产品中水分会有明显增加，开发能耗更低、产品纯度更高的无水乙醇意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种乙醇生产连续脱水方及其装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种乙醇生产连续脱水装置，包括干燥器A与干燥器B，干燥器A与干燥器B一端均连通有乙醇电加热器、蒸汽加热器以及产品冷却器，所述产品冷却器连通有过滤器，所述乙醇电加热器与蒸汽加热器之间相互连通，所述干燥器A与干燥器B另一端均连通有中间液缓冲罐，且中间液缓冲罐还连通有再生液泵以及解析气冷凝器，所述解析气冷凝器通过真空泵连通有尾气洗涤器。

本发明还提供了一种乙醇生产连续脱水方法，具体步骤如下：

S1、选取原料乙醇，并将原料乙醇经程序控制阀后进入干燥器A，在分子筛作用下将水分脱出，出干燥器A的产品无水乙醇经调压阀后送界外乙醇储罐；

S2、当干燥器A吸附饱和后，在程控阀作用下切换为干燥器B工作，以实现连续生产；

S3、吸附饱和的干燥器A先经过氮气冲压置换排出干燥器A内液态物料，继续吹干一段时间后，在外部导热作用下对床层升温，并伴随汽化过热后的产品乙醇吹扫、抽真空的过程；

S4、当床层温度达到程控并持续一段时间后，停止加热及吹扫，并且切换冷的导热油对设备降温，干燥器A处于备用状态。

优选的，包括将原料酒精经在常温，0.1-1.0Mpa的吸附压力下通过的1A-5A分子筛进行10-120分钟的吸附，吸附后的液体经冷凝即可得到质量比为99.5%-99.9％以上的无水酒精。

优选的，还包括分子筛的吸附停止后，继续在0.01-0.1Mpa的压力下开始解吸，当温度升到120-250℃时，解吸停止，使用氮气对系统进行降温后再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。

优选的，还包括分子筛的吸附停止后，在常压下用产品气冲洗吸附塔对分子筛进行再生，当温度降到25-60℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。

优选的，所述原料酒精为＞95％的液体酒精。

优选的，所述分子筛选用1A-5A脱水专用分子筛。

优选的，吸附停止时的干燥器A内温度，即解吸开始时的干燥器A内温度为80-180℃。

本发明提出的一种乙醇生产连续脱水方法及其装置，有益效果在于：本发明在吸附饱和后，在程控阀作用下切换为备用塔工作，能够对乙醇内部的水分进行连续脱水，以实现连续生产，有效增加其的质量，且投入以及能耗低，生成产品纯度高的无水乙醇。

附图说明

图1为本发明提出的一种乙醇生产连续脱水装置的结构示意图。

图中：1干燥器A、2干燥器B、3乙醇电加热器、4产品冷却器、5蒸汽加热器、6解析气冷凝器、7中间液缓冲罐、8再生液泵、9尾气洗涤器、10真空泵、11过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种乙醇生产连续脱水装置，包括干燥器A1与干燥器B2，干燥器A1与干燥器B2一端均连通有乙醇电加热器3、蒸汽加热器5以及产品冷却器4，产品冷却器4连通有过滤器11，乙醇电加热器3与蒸汽加热器5之间相互连通，干燥器A1与干燥器B2另一端均连通有中间液缓冲罐7，且中间液缓冲罐7还连通有再生液泵8以及解析气冷凝器6，解析气冷凝器6通过真空泵10连通有尾气洗涤器9。

本发明还提供了一种乙醇生产连续脱水方法，具体步骤如下：

S1、选取原料乙醇，并将原料乙醇经程序控制阀后进入干燥器A1，在分子筛作用下将水分脱出，出干燥器A1的产品无水乙醇经调压阀后送界外乙醇储罐；

S2、当干燥器A1吸附饱和后，在程控阀作用下切换为干燥器B2工作，以实现连续生产；

S3、吸附饱和的干燥器A1先经过氮气冲压置换排出干燥器A1内液态物料，继续吹干一段时间后，在外部导热作用下对床层升温，并伴随汽化过热后的产品乙醇吹扫、抽真空的过程；

S4、当床层温度达到程控并持续一段时间后，停止加热及吹扫，并且切换冷的导热油对设备降温，干燥器A1处于备用状态。

包括将原料酒精经在常温，0.1-1.0Mpa的吸附压力下通过的1A-5A分子筛进行10-120分钟的吸附，吸附后的液体经冷凝即可得到质量比为99.5%-99.9％以上的无水酒精。

还包括分子筛的吸附停止后，继续在0.01-0.1Mpa的压力下开始解吸，当温度升到120-250℃时，解吸停止，使用氮气对系统进行降温后再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程，还包括分子筛的吸附停止后，在常压下用产品气冲洗吸附塔对分子筛进行再生，当温度降到25-60℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程，原料酒精为＞95％的液体酒精，分子筛选用1A-5A脱水专用分子筛。

吸附停止时的干燥器A1内温度，即解吸开始时的干燥器A1内温度为80-180℃。

来自界区外的粗乙醇液体送至干燥器A1或者干燥器B2中的一个，干燥器是由两个吸附床及带调节功能的程控阀组成，其工作过程按预先设定好的程序自动进行。

合格的粗乙醇溶液进入干燥器内进行脱水。

在干燥器内，水分由吸附材料吸附。

由于乙醇分子以及其他有机物分子大小比吸附材料的微孔大，乙醇溶液以及其他有机物可以通过吸附材料筛床，使得干燥器出口的乙醇液达到产品水分含量要求。

脱水后的干乙醇液体通过产品冷却器4与循环水换热，后经过滤器11过滤后送至界外。

一旦处于吸附状态的干燥器达到预定饱和深度，程序控制阀便将进料切换到完全再生后的另一个干燥器，处于饱和状态的干燥器被切换到再生模式。在此模式下，干燥器的底部与中间液缓冲罐7、真空泵10相连接，本装置吸附床的再生是通过放液、加热抽空、降温抽空的步骤来完成的，系统将按照预先设定好的程序进行解析操作。吸附和再生模式的每个循环周期为600分钟。

再生过程的放液由程序控制阀预先设定的程序自动完成，每个阀门最初的开启位置和最终的开启位置以及从启动到打开的驱动时间均可进行调整。调整的依据是：在总的限定时间内尽可能减少干燥塔内的乙醇液残余最小，必要时采用氮气吹脱，以避免加热再生的大量乙醇气化使吸附剂损坏。

再生过程的加热抽空由程序控制阀以及预先设定的程序自动完成；为使吸附材料床内部温升均匀，根据需要返回过热产品乙醇或氮气，其过热热量由乙醇电加热器提供。返回乙醇量应保证床层温度和解吸气冷凝器6的瞬时脉冲负荷，尽可能保证真空泵10的真空，使解析再生塔尽早进入真空解析状态，保证解析效果。

在干燥器进入降压解析时塔内乙醇和水的蒸汽通过程序控制阀门进入解吸气冷凝器6，在产品冷却器4中部分乙醇水溶液被冷凝进入中间液缓冲罐7,未冷凝乙醇和水的蒸汽进入真空泵10经尾气洗涤器9吸收，不凝气放空。完成减压解析过程后，导热油程控阀打开，以及预先设定的程序自动完成降温抽空。全部解析完成后，进入吸附准备阶段。

减压抽空再生是在保证不发生冷凝器过载和床层强冲刷的前提下的逐渐减压的过程。渐进的和控制速度的减压将有效防止气流对分子筛的强烈冲刷所造成的磨损，有效延长分子筛使用寿命。

吸附准备阶段是一个对吸附塔的充液过程。采用原料乙醇进入吸附塔完成吸附塔的充液。塔的增压很可能发生分子筛床层的吸附前沿位移，为防止这种情况发生，对此必须加以控制。当吸附床的压力达到工作压力后，开始吸附。

再生温度的控制是通过严格调节导热油流量来实现的。必须对干燥塔温度以及再生气流量经常给予关注，以防止再生不彻底，床层含水累积引起分子筛床穿透吸附造成产品质量不合格。在操作条件下，吸附剂对水分的吸附能力是吸附剂的性能决定的，因此要调整产品的产量，需要延长吸附时间，但是吸附时间的延长很容易造成床层穿透吸附，使产品达不到脱水深度，操作中避免发生穿透吸附的情况。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种乙醇生产连续脱水装置，包括干燥器A（1）与干燥器B（2），其特征在于：干燥器A（1）与干燥器B（2）一端均连通有乙醇电加热器（3）、蒸汽加热器（5）以及产品冷却器（4），所述产品冷却器（4）连通有过滤器（11），所述乙醇电加热器（3）与蒸汽加热器（5）之间相互连通，所述干燥器A（1）与干燥器B（2）另一端均连通有中间液缓冲罐（7），且中间液缓冲罐（7）还连通有再生液泵（8）以及解析气冷凝器（6），所述解析气冷凝器（6）通过真空泵（10）连通有尾气洗涤器（9）。

2.一种根据权利要求1所述的乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、选取原料乙醇，并将原料乙醇经程序控制阀后进入干燥器A（1），在分子筛作用下将水分脱出，出干燥器A（1）的产品无水乙醇经调压阀后送界外乙醇储罐；

S2、当干燥器A（1）吸附饱和后，在程控阀作用下切换为干燥器B（2）工作，以实现连续生产；

S3、吸附饱和的干燥器A（1）先经过氮气冲压置换排出干燥器A（1）内液态物料，继续吹干一段时间后，在外部导热作用下对床层升温，并伴随汽化过热后的产品乙醇吹扫、抽真空的过程；

S4、当床层温度达到程控并持续一段时间后，停止加热及吹扫，并且切换冷的导热油对设备降温，干燥器A（1）处于备用状态。

3.根据权利要求2所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，包括将原料酒精经在常温，0.1-1.0Mpa的吸附压力下通过的1A-5A分子筛进行10-120分钟的吸附，吸附后的液体经冷凝即可得到质量比为99.5%-99.9％以上的无水酒精。

4.根据权利要求2所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，还包括分子筛的吸附停止后，继续在0.01-0.1Mpa的压力下开始解吸，当温度升到120-250℃时，解吸停止，使用氮气对系统进行降温后再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。

5.根据权利要求2所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，还包括分子筛的吸附停止后，在常压下用产品气冲洗吸附塔对分子筛进行再生，当温度降到25-60℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。

6.根据权利要求3所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，所述原料酒精为＞95％的液体酒精。

7.根据权利要求3所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，所述分子筛选用1A-5A脱水专用分子筛。

8.根据权利要求2所述的一种乙醇生产连续脱水方法，其特征在于，吸附停止时的干燥器A（1）内温度，即解吸开始时的干燥器A（1）内温度为80-180℃。