CN112194567A - 联合精馏、汽化膜和mvr技术回收无水乙醇的工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺及系统。其中，一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特殊之处在于，将待处理含乙醇溶液泵送到精馏塔，精馏塔操作压力为加压0.11～0.22MPaG，精馏塔理论板数为25～55块；待处理含乙醇溶液在精馏塔内受热汽化，精馏塔塔顶为气相的乙醇粗品；气相的乙醇粗品输送到渗透汽化膜设备，所述渗透汽化膜设备为串联的多个膜组件；乙醇粗品通过渗透汽化膜设备的最后一级膜组件获得含水满足要求的汽态乙醇，该汽态乙醇再输送到压缩机A中进行压缩升温，升温后的汽态乙醇作为热源输送精馏塔，汽态乙醇在精馏塔内完成热交换后回收。同时公开了相应的系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺及系统，属于精馏提取技术领域。
背景技术
目前常用的制备无水乙醇的两种方法：
一种是采用萃取精馏方法，一般采用三塔处理。一塔为脱水塔，含低浓度乙醇水溶液首先通过一塔，塔顶制备得到浓度高于90％的乙醇水溶液，塔底采出废水；二塔为萃取精馏塔，采用乙二醇作为萃取剂，通过萃取剂的作用打破乙醇与水的共沸现象，二塔塔顶采出无水乙醇，塔底采出乙二醇和水的混合物；三塔为萃取剂回收塔，塔顶蒸出水分，塔底采出无水乙二醇，并作为萃取剂套用；
另一种是采用精馏+渗透汽化膜相结合的方法，低浓度乙醇水溶液同样先通过精馏塔脱水，制备得到含水小于10～15％的乙醇水溶液粗品，该部分乙醇粗品再去往渗透汽化膜进行二次脱水，乙醇水混合物以气态形式进入到渗透汽化膜，水由于分子量较小可以透过膜组件，而乙醇无法透过，气态乙醇水混合物依次通过串联的多个膜组件，其水分含量逐渐降低至满足要求，再经过冷凝后即可制备合格无水乙醇。
上述方法中，原料中的乙醇均经过了至少两次汽化过程，并且汽化所需热量均由新鲜蒸汽提供，尤其当乙醇回收量较大时，其操作所需能耗较高。
发明内容
本发明针对现有的处理工艺操作时耗能高的问题，提供一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特殊之处在于，将待处理含乙醇溶液泵送到精馏塔，精馏塔操作压力为加压0.11～0.22MPaG，精馏塔理论板数为25～55块；待处理含乙醇溶液在精馏塔内受热汽化，精馏塔塔顶为气相的乙醇粗品；气相的乙醇粗品输送到渗透汽化膜设备，所述渗透汽化膜设备为串联的多个膜组件；乙醇粗品通过渗透汽化膜设备的最后一级膜组件获得含水满足要求的汽态乙醇，该汽态乙醇再输送到压缩机A中进行压缩升温，升温后的汽态乙醇作为热源输送精馏塔，汽态乙醇在精馏塔内完成热交换后回收。
上述技术方案的优点是，将MVR技术融入到精馏、汽化膜回收无水乙醇的工艺中，通过压缩机A的压缩升温，将汽态乙醇的温度升高，用于精馏塔的加热，减少对新鲜蒸汽的利用，降低了系统的能耗。
在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：
进一步，所述的待处理含乙醇溶液中，乙醇含量为30～85％。
进一步，所述的精馏塔进料的进料位置为15～45块理论板处。
进一步，所述的原料进料温度为15～65℃，塔顶温度95～110℃，塔底温度为110～125℃。
进一步，所述的精馏塔操作回流比为0.5～2.5。
进一步，所述的渗透汽化膜设备2中膜组件串联级数为5～20级。
进一步，所述的渗透汽化膜设备操作压力为0.1～0.15MPaG，渗透侧压力为-0.095～-0.1MPaG。
进一步，所述的压缩机A进口压力为常压～0.05MPaG，出口侧压力为0.35～0.5MPaG；所述的压缩机A进口温度为78～85℃，出口温度为120～132℃
一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的系统，其特殊之处在于，包括精馏塔和渗透汽化膜设备，渗透汽化膜设备为串联的5～20级膜组件组成，精馏塔顶部气相部分通过管路连接渗透汽化膜设备的第一级膜组件，渗透汽化膜设备的最后一级膜组件产生的气相部分通过管路输送到压缩机A，经过压缩机A压缩升温后作为热源输送到精馏塔，在精馏塔中热交换后回收。
进一步，所述压缩机A和精馏塔之间设再沸器。
本发明的优点在于：本发明提出了一种新的节能工艺思路，本工艺将MVR技术、渗透汽化膜脱水技术以及精馏技术相结合，利用各自的节能优势，进一步大幅度降低新鲜蒸汽消耗，从而真正实现无水乙醇制备过程中的低能耗运行。
附图说明
图1为本申请联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺的原理流程图；
图2为本申请联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺中精馏塔侧结构示意图；
图3为本申请联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺中渗透汽化膜设备侧结构示意图。
附图标记记录如下：1-精馏塔，2-渗透汽化膜设备，2.1-膜组件，3-压缩机A，4-再沸器A，5-压塑机B，6-再沸器B，7-回流罐，8-冷凝器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺(参见图1-图3)，将待处理含乙醇溶液泵送到精馏塔1，精馏塔1操作压力为加压0.11～0.22MPaG，精馏塔1理论板数为25～55块；待处理含乙醇溶液在精馏塔1内受热汽化，精馏塔1塔顶为气相的乙醇粗品；气相的乙醇粗品输送到渗透汽化膜设备2，所述渗透汽化膜设备2为串联的多个膜组件；乙醇粗品通过渗透汽化膜设备2的最后一级膜组件获得含水满足要求的汽态乙醇，该汽态乙醇再输送到压缩机A 3中进行压缩升温，升温后的汽态乙醇作为热源输送精馏塔1，汽态乙醇在精馏塔1内完成热交换后回收。
上述的工艺中：
其中，待处理含乙醇溶液中，乙醇含量为30～85％；
精馏塔1进料的进料位置为15～45块理论板处；
原料进料温度为15～65℃，塔顶温度95～110℃，塔底温度为110～125℃；精馏塔操作回流比为0.5～2.5；
渗透汽化膜设备2中膜组件串联级数为5～20级；渗透汽化膜设备操作压力为0.1～0.15MPaG，渗透侧压力为-0.095～-0.1MPaG；
压缩机A进口压力为常压～0.05MPaG，出口侧压力为0.35～0.5MPaG；所述的压缩机A进口温度为78～85℃，出口温度为120～132℃。
依据上述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，设计了相应的系统(参见图1-图3)，包括精馏塔1和渗透汽化膜设备2，渗透汽化膜设备2为串联的5～20级膜组件2.1组成，精馏塔1顶部气相部分通过管路连接渗透汽化膜设备2的第一级膜组件2.1，渗透汽化膜设备2的最后一级膜组件2.1产生的气相部分通过管路输送到压缩机A 3，经过压缩机压缩升温后作为热源输送到精馏塔1，压缩机A 3和精馏塔1之间设再沸器4，在精馏塔1中热交换后回收。膜组件2.1采用汽化渗透膜。
在精馏塔1处还配备有再沸器B 6，再沸器B 6用于初始时对精馏塔1提供热源；
对于达到回收标准的无水乙醇，配备有与精馏塔1联接的回流罐7，回流罐的前后配备有泵进泵处的泵，可以采用磁力泵；还可以在再沸器A 4和回流罐7之间设置压缩机B5，用于对再沸器4中导出的高温无水乙醇压缩保存到回流罐；
渗透汽化膜设备2中膜组件2.1中回收的废水，经过冷凝器8后，通入废水接收罐。
下表，通过具体的处理数据，以证明本申请的方法可以有效的提高无水乙醇的生产量，并且采用MVR技术提高了系统中的热能利用，有利于降低系统的能耗：
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，将待处理含乙醇溶液泵送到精馏塔(1)，精馏塔(1)操作压力为加压0.11～0.22MPaG，精馏塔(1)理论板数为25～55块；待处理含乙醇溶液在精馏塔(1)内受热汽化，精馏塔(1)塔顶为气相的乙醇粗品；气相的乙醇粗品输送到渗透汽化膜设备(2)，所述渗透汽化膜设备(2)为串联的多个膜组件(2.1)；乙醇粗品通过渗透汽化膜设备(2)的最后一级膜组件获得含水满足要求的汽态乙醇，该汽态乙醇再输送到压缩机A(3)中进行压缩升温，升温后的汽态乙醇作为热源输送精馏塔(1)，汽态乙醇在精馏塔(1)内完成热交换后回收。
2.根据权利要求1所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的待处理含乙醇溶液中，乙醇含量为30～85％。
3.根据权利要求1或者2所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的精馏塔(1)进料的进料位置为15～45块理论板处。
4.根据权利要求3所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的原料进料温度为15～65℃，塔顶温度95～110℃，塔底温度为110～125℃。
5.根据权利要求4所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的精馏塔操作回流比为0.5～2.5。
6.根据权利要求5所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的渗透汽化膜设备(2)中膜组件串联级数为5～20级。
7.根据权利要求6所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的渗透汽化膜设备操作压力为0.1～0.15MPaG，渗透侧压力为-0.095～-0.1MPaG。
8.根据权利要求7所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的工艺，其特征在于，所述的压缩机A进口压力为常压～0.05MPaG，出口侧压力为0.35～0.5MPaG；所述的压缩机A进口温度为78～85℃，出口温度为120～132℃。
9.一种联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的系统，其特征在于，包括精馏塔(1)和渗透汽化膜设备(2)，渗透汽化膜设备(2)为串联的5～20级膜组件(2.1)组成，精馏塔(1)顶部气相部分通过管路连接渗透汽化膜设备(2)的第一级膜组件(2.1)，渗透汽化膜设备(2)的最后一级膜组件(2.1)产生的气相部分通过管路输送到压缩机A(3)，经过压缩机A(3)压缩升温后作为热源输送到精馏塔(1)，在精馏塔(1)中热交换后回收。
10.根据权利要求9所述的联合精馏、汽化膜和MVR技术回收无水乙醇的系统，其特征在于，所述压缩机A(3)和精馏塔(1)之间设再沸器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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