CN1348942A - 分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法 - Google Patents

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钟娅玲
沈静
蔡跃明
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Sichuan Ruixing High Technology LLC
MAISHENGPU TECHNOLOGY Co Ltd BEIJING
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Abstract

本发明为一种分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法及其所用设备。本方法包括将原料酒精经加热汽化在过热后,通过分子筛进行吸附,吸附后的气体经冷凝即可得到99.5%(体积比)以上的无水酒精。本方法具有操作成本低、能耗低、流程短、投资少、使用寿命长、无任何环境污染及三废排放、酒精收率高及脱水深度高等特点。

Description

分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法
本发明涉及生产无水酒精的方法，特别是一种分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法。
目前无水酒精多由工业乙醇(95％)或食用乙醇(95％)为原料，通过石灰法、共沸精馏法、萃取精馏法等几种常用的方法来生产，一般分为两大类：(1)精馏法-分加盐精馏、减压精馏、共沸精馏、萃取精馏和加盐萃取精馏等方法，常用为共沸精馏法，其原理是利用水和乙醇的沸点不同或利用共沸物的沸点不同来分离水和乙醇。(2)吸附法-石灰法、金属钠法、分子筛法等，其原理利用吸附剂对水和乙醇的吸附能力不同来分离水和乙醇。这两种方法相比，区别在于：精馏法要求原料含量在92％(W/W)，特点是连续操作，溶剂可循环使用，产品质量好，可操作性强，劳动强度小，缺点是溶剂损耗大，使得生产能耗和成本高，有机溶剂再生系统流程长，投资和回收成本高，尤其因为苯类有机溶剂的毒性，使得环境污染大，在美国等发达国家近10年已被限制使用，个别地区由于环保要求已终止使用；一般小规模脱水常采用电石灰法，但是由于脱水剂的不可再生性及频繁更换，使得此法操作成本高、劳动强度大，限制其在大规模工厂的使用；而非分子筛吸附法要求原料含量在92％(W/W)，特点是方法简单，适用于小规模生产，但此法吸附剂不可再生，劳动强度大，仅能除去乙醇中的水份，对去除其它成份没有作用；现有的分子筛法虽然可连续生产，产品质量也好，去除水份的同时可除去其它杂质，但此法仍存在着吸附剂再生能耗大、再生系统流程长、投资大而生产规模不大等缺点。
本发明的目的是提供一种操作成本低、能耗低、流程短、投资省、使用寿命长、无任何环境污染及三废排放且酒精收率高的分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至120-170℃，并在0.1-0.4Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的一种优选的方法包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至140-170℃，并在0.3-0.4Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精，无水酒精浓度最高可达到99.995％。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的另一种优选的方法包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至120-140℃，并在0.1Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精，无水酒精浓度最高可达到99.995％。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法还可以包括分子筛的吸附停止后，继续在0.02-0.05Mpa(绝对压力)的压力下开始解吸，当温度降到130℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法还可以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170℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。
其中，所述原料酒精为92-95％的液体酒精。
所述分子筛选用3型溴石分子筛或其改进型。
所述吸附停止时的塔内温度，即解吸开始时的塔内温度为160-220℃。
本发明的分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法所用设备包括汽化塔、2-3个分子筛吸附塔、程序控制单元、程控阀、冷凝塔和真空抽吸泵。
在上述吸附和解吸过程中，可通过预先设计的自动控制系统，控制分子筛吸附塔的阀门切换，即当吸附塔内温度升高到160-220℃时，关闭进料阀门，使吸附塔由吸附状态进入解吸状态，完成吸附塔的再生过程；当吸附塔内温度降低到130-170℃时，打开进料阀门，进入下一周期的吸附过程。如此往复，可得到99.5％(体积比)的无水酒精。
为了得到连续的产品，一般采用两塔到三塔吸附。
本发明的子筛吸附脱水生产无水酒精的方法利用分子筛对水的吸附作用及可脱附性，采用自动控制气相变压吸附手段，在工艺流程上使用多塔变替吸附再生的方式，自动实现连续脱水及在线再生，生产出的无水酒精可作为替代石油的新能源，同时也可以掺入汽油中提高其燃烧值，对改善防爆性能并保持机器的清洁和减少对空气的污染有其必不可少的作用。具体优点是：
1)高度自动化，无人操作。
2)无故障操作，年工作时间300天以上。
3)操作成本低，能耗低。
4)流程短，投资省。
5)使用寿命长，正常操作条件下吸附更换时间一般5-7年。
6)无任何环境污染及三废排放。
7)酒精收率高。
8)脱水深度高，根据用户需要可使无水酒精含水量小于0.1％，无水酒精浓度最高可达到99.995％。
下面结合实施例进一步描述本发明。
实施例
一种分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法，它包括将原料为92-95％的液体酒精经汽化器加热汽化后，再过热至150℃后进入吸附塔，在0.25Mpa的吸附压力下通过0.08mm的3型溴石分子筛进行6分钟的吸附过程，在吸附的同时放出大量的吸附热，使吸附塔温度升高，当温度升到200℃时，吸附过程基本停止，此时可通过自动控制系统，控制相关阀门的切换，使吸附塔进入解吸状态，在0.06Mpa的压力下开始解吸，解吸过程由吸附塔降压、抽真空(或用产品气冲洗)、升压步骤组成，解吸时，塔温逐渐降低，直到解吸温度降为吸附温度150℃时，解吸停止，完成吸附塔的再生过程。然后通过阀门的切换，进入下一周期的分子筛的吸附和解吸过程。如此往复，可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精。
上述方法采用的设备包括汽化塔、吸附塔、冷凝塔、程序控制单元、程控阀、真空抽吸泵。
为了得到连续的产品，采用两塔吸附。
应当注意的是，以上所述仅仅是示意性地说明本发明，在本发明的范围内，本技术领域里还可以作出各种修改并且还有其他的实施方案，因此，本发明理应包括权利要求书中定义的所有这些其它的实施方案、修改和变化。

Claims (8)

1、一种分子筛吸附脱水生产无水酒精的方法，其特征是包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至120-170℃，并在0.1-0.4Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精。
2、如权利要求1所述的方法，其特征是包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至140-170℃，并在0.3-0.4Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精。
3、如权利要求1所述的方法，其特征是包括将原料酒精经加热汽化后，再加热至120-140℃，并在0.1Mpa的吸附压力下通过0.05-0.1mm的3分子筛进行3-10分钟的吸附，吸附后的气体经冷凝即可得到99.5％(体积比)以上的无水酒精。
4、如权利要求1所述的方法，其特征是还包括分子筛的吸附停止后，继续在0.02-0.05Mpa(绝对压力)的压力下开始解吸，当温度降到130℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。
5、如权利要求1所述的方法，其特征是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170℃时，解吸停止，再开始下一轮分子筛的吸附和解吸过程。
6、如权利要求1所述的方法，其特征是所述原料酒精为92-95％的液体酒精。
7、如权利要求1所述的方法，其特征是所述分子筛选用3型溴石分子筛或其改进型。
8、如权利要求1所述的方法，其特征是所述吸附停止时的塔内温度，即解吸开始时的塔内温度为160-220℃。
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