CN218011143U - 一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统，包括甲醇精馏塔，所述甲醇精馏塔包括塔体，塔体上设有进料口，所述进料口下方为塔板段，上方为填料段；所述塔体的顶端设有气相出口和回流进口，所述气相出口依次连接一级冷凝器、二级冷却器和甲醇回流罐后连接于所述回流进口；所述塔体的底端设有液相出口和蒸汽进口，所述液相出口连接再沸器后与所述蒸汽进口连接，所述液相出口通过一段高于所述液相出口的溢流管与废水罐连接，所述废水罐内设置加热器，所述废水罐的上端设有出气口，所述出气口与所述蒸汽进口连接。所述甲醇精馏系统提高了甲醇的精制效率，实现甲醇重复利用，可以得到纯度高于99.99％的甲醇。

Description

一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统

技术领域

本实用新型属于生物柴油生产中的分离技术领域，具体涉及一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统。

背景技术

生物柴油作为绿色可再生能源，具有可生物降解，无毒、燃烧完全，沸点较高不易挥发，运输及储藏比石化柴油更安全，能提供润滑作用，增加引擎的耐用性，延长使用寿命等优点，成为石化柴油的重要替代燃料之一。目前用于生产生物柴油的方法主要有化学法、生物酶法、超临界法等。近年来，由于利用生物酶法生产生物柴油的工艺反应条件相对温和，对废弃油脂原料要求低，已成为生物柴油领域的研究热点，并得到了越来越广泛的应用。

生物柴油酶法生产工艺在反应过程中原料脂肪酸甘油酯在酶的催化作用下反应生成生物柴油并产生副产物甘油，但由于反应原料中甲醇的过量加入，以及酶法生物柴油工艺中大量水的产生，使得反应生成物料中含有大量甲醇和水。为了在精制生物柴油的过程中回收体系内过量的甲醇并实现重复利用，有必要对反应生成物料蒸发脱轻后得到的甲醇水混合物进行进一步处理，分离得到高纯甲醇回收，重复用于生物柴油的制备。所以有必要针对酶法生物柴油生产过程中得到的甲醇水混合物，提供一套精制甲醇的甲醇精馏系统，提高甲醇纯度，达到回收的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了针对酶法生物柴油生产过程中得到的轻相甲醇水混合物提供一种甲醇精馏系统，提高甲醇的精制效率，实现甲醇的重复利用。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统，所述甲醇精馏系统包括甲醇精馏塔，所述甲醇精馏塔包括塔体，所述塔体的侧壁设有进料口，所述塔体内的进料口下方设置为塔板段，上方设置为填料段，分别用于初步提馏甲醇蒸汽和对初步提馏的甲醇蒸汽进行精馏；所述塔体的顶端设有气相出口，所述填料段的上方设有回流进口，所述气相出口依次连接一级冷凝器、二级冷却器和甲醇回流罐后连接于所述回流进口；所述塔体的底端设有液相出口，所述塔板段的下方设有蒸汽进口，所述液相出口连接再沸器后与所述蒸汽进口连接，所述液相出口通过一段高于所述液相出口的溢流管与废水罐连接，所述废水罐内设置加热器，所述废水罐的上端设有出气口，所述出气口与所述蒸汽进口连接。

本实用新型进一步设置为，所述溢流管的高度与所述再沸器的换热壳程的最高处相等，一方面可以保证所述甲醇精馏塔塔釜液面高度的稳定，另一方面还可以保证所述再沸器的换热面积的利用率，避免换热面积的牺牲。

本实用新型进一步设置为，所述进料口连接一预热器，用于将待分离的甲醇水混合物经所述预热器先预热后再通入所述甲醇精馏塔内。

本实用新型进一步设置为，所述甲醇精馏塔的塔板段包括若干平行设置，固定于所述塔体内壁的塔板，所述塔板可选择为筛板塔板、泡罩塔板、浮阀塔板等，所述塔板的上下方分别设置溢流板和降液管，用于在各塔板上保持一定厚度的液层，并通过所述降液管流至下一层塔板上。

本实用新型进一步设置为，所述塔板段下方且位于所述蒸汽进口上方设有气体分布器，用于将来自塔釜再沸的含水甲醇蒸汽均匀分布于塔体内，同时减少含水甲醇蒸汽中的液沫夹带，提高精馏的纯度。

本实用新型进一步设置为，所述填料段包括若干层填料层，所述填料层置于固定于所述塔体内壁的支撑栅板的上方，所述填料层可选择为规整填料或是散堆填料，所述填料层上方设置液体分布器，用于将自上流下的冷凝回流的甲醇液体均匀分布于填料上，提高精馏的纯度。

本实用新型进一步设置为，所述填料段上方且位于所述回流进口下方设有除沫器，用于进一步除去精馏过程中的液沫夹带，同时还可起到回流的甲醇液体初步分布的作用，所述除沫器选择为不锈钢丝网除沫器。

本实用新型进一步设置为，所述一级冷凝器中甲醇走壳程，冷却介质走管程，所述一级冷凝器包括上下两段冷凝管；所述二级冷却器中甲醇走管程，冷却介质走壳程，对冷凝后的甲醇凝液进一步冷却，提高甲醇的收率并且避免甲醇的浪费。

本实用新型进一步设置为，所述甲醇回流罐的上端设有尾气出口，与尾气排放管线连接，所述一级冷凝器和二级冷却器的连接管线与所述尾气排放管线连接，用于将甲醇冷凝后的不凝气体及时排放。

本实用新型进一步设置为，所述甲醇回流罐的回流罐出口连接一精甲醇罐，用于将冷凝收集的精制甲醇部分回流后，部分通入所述精甲醇罐内储存；所述精甲醇罐的上端设有甲醇罐尾气出口，与所述尾气排放管线连接，用于将所述精甲醇罐上方聚集的气体及时排放；所述精甲醇罐设有甲醇罐出口，用于精制甲醇的排出并通往下游装置，如作为原料返回至酶法生物柴油的反应器内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型为酶法生物柴油生产过程中得到的轻相甲醇水混合物提供了一种甲醇精馏系统，所述甲醇精馏塔塔釜的液相出口通过一段溢流管连接废水罐，一方面可以保证所述甲醇精馏塔塔釜液面高度的稳定，另一方面还可以保证所述再沸器的换热面积的利用率，避免换热面积的牺牲。

(2)所述废水罐内设置加热器，当废水罐内的水中甲醇含量过高时可通过所述加热器进一步蒸发，从而保证出水的合格同时提高了甲醇的回收率。

(3)所述甲醇精馏塔塔体内的下部为塔板段，上部为填料段，分别用于初步提馏甲醇蒸汽和对初步提馏的甲醇蒸汽进行精馏，提高甲醇精馏的纯度，通过所述甲醇精馏系统可以得到纯度高于99.99％的甲醇。

附图说明

图1为本实用新型的甲醇精馏系统的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

根据图1所示为本实用新型的酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统，所述甲醇精馏系统包括甲醇精馏塔，所述甲醇精馏塔包括塔体1，所述塔体1的侧壁设有进料口1-1，所述塔体1内的进料口1-1下方设置为塔板段1-2，上方设置为填料段1-3，分别用于初步提馏甲醇蒸汽和对初步提馏的甲醇蒸汽进行精馏；所述塔体1的顶端设有气相出口1-4，所述填料段1-3的上方设有回流进口1-5，所述气相出口1-4依次连接一级冷凝器2、二级冷却器3和甲醇回流罐4后连接于所述回流进口1-5，塔顶通过冷凝后的凝液部分回流至所述甲醇精馏塔内；所述塔体1的底端设有液相出口1-6，所述塔板段1-2的下方设有蒸汽进口1-7，所述液相出口1-6连接再沸器5下端的管程进口5-1，经换热再沸后所述再沸器5上端的管程出口5-2与所述蒸汽进口1-7连接；所述液相出口1-6通过一段高于所述液相出口1-6的溢流管6-4与废水罐6的废水进口6-1连接，或者再沸器5下端的管程进口5-1通过溢流管6-4与废水罐6的废水进口6-1连接，用于将塔釜的水相排出至废水罐6并且通过溢流管6-4的设置控制所述甲醇精馏塔塔釜的液面高度，所述废水罐6内设置加热器6-2，所述废水罐6的上端设有出气口6-3，所述出气口6-3与所述蒸汽进口1-7连接，或者所述出气口6-3通过连接所述再沸器5上端管程的一通气口5-3从而与所述蒸汽进口1-7连接，当废水罐6内的水中甲醇含量过高时可开启所述加热器6-2进一步蒸发，从而保证出水的合格同时提高了甲醇的回收率，所述废水罐6设有废水出口6-5，用于分离后废水的排出，通往下游处理装置。

进一步的，所述溢流管6-4的高度与所述再沸器5的换热壳程的最高处相等，一方面可以保证所述甲醇精馏塔塔釜液面高度的稳定，另一方面还可以保证所述再沸器5的换热面积的利用率，避免换热面积的牺牲。

进一步的，所述进料口1-1连接一预热器7，用于将待分离的甲醇水混合物经所述预热器7先预热后再通入所述甲醇精馏塔内。

进一步的，所述甲醇精馏塔的塔板段1-2包括若干平行设置，固定于所述塔体1内壁的塔板1-2-1，所述塔板1-2-1可选择为筛板塔板、泡罩塔板、浮阀塔板等，所述塔板1-2-1的上下方均分别设置溢流板1-2-2和降液管1-2-3，用于在各塔板上保持一定厚度的液层，并通过所述降液管流至下一层塔板上。

进一步的，所述塔板段1-2下方且位于所述蒸汽进口1-7上方设有气体分布器1-2-4，用于将来自塔釜再沸的含水甲醇蒸汽均匀分布于塔体1内，同时减少含水甲醇蒸汽中的液沫夹带，提高精馏的纯度。

进一步的，所述填料段1-3包括若干层填料层1-3-1，所述填料层1-3-1置于固定于所述塔体1内壁的支撑栅板1-3-2的上方，所述填料层1-3-1可选择为规整填料或是散堆填料，所述填料层1-3-1上方设置液体分布器1-3-3，用于将自上流下的冷凝回流的甲醇液体均匀分布于填料上，提高精馏的纯度。

进一步的，所述填料段1-3上方且位于所述回流进口1-5下方设有除沫器1-3-4，用于进一步除去精馏过程中的液沫夹带，同时还可起到回流的甲醇液体初步分布的作用，所述除沫器1-3-4选择为不锈钢丝网除沫器。

进一步的，所述一级冷凝器2中甲醇走壳程，冷却介质走管程，所述一级冷凝器2包括上下两段冷凝管2-1，依次对甲醇蒸汽进行冷凝；所述二级冷却器3中甲醇走管程，冷却介质走壳程，对冷凝后的甲醇凝液进一步冷却，提高甲醇的收率并且避免甲醇的浪费。

进一步的，所述甲醇回流罐4的上端设有尾气出口4-1，与尾气排放管线9连接，所述一级冷凝器2和二级冷却器3的连接管线与所述尾气排放管线9连接，用于将甲醇冷凝后的不凝气体及时排放。

进一步的，所述甲醇回流罐4的回流罐出口4-2连接一精甲醇罐8，用于将冷凝收集的精制甲醇部分回流后，部分通入所述精甲醇罐8内储存；所述精甲醇罐8的上端设有甲醇罐尾气出口8-1，与所述尾气排放管线9连接，用于将所述精甲醇罐8上方聚集的气体及时排放；所述精甲醇罐8设有甲醇罐出口8-2，用于精制甲醇的排出并通往下游装置，如作为原料返回至酶法生物柴油的反应器内。

进一步的，所述组合蒸发脱醇系统的各设备的连接管线上根据实际流体输送需求，设置泵或压缩机，为流体输送提供动力。

根据本实用新型提供的上述系统，酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏的过程具体如下：

酶法生物柴油生产过程中经脱轻得到的甲醇水混合物经所述预热器预热后进入所述甲醇精馏塔内，所述精馏塔塔体的下部为塔板段，上部为填料段，经所述再沸器再沸的含水甲醇蒸汽在所述塔板段上升，与向下流动的甲醇水溶液接触传质换热，初步提馏甲醇蒸汽；所述精馏塔塔釜的水相通过所述溢流管输送至所述废水罐，当废水罐内的水中甲醇含量过高时可开启所述废水罐内的加热器进一步蒸发，从而保证出水的合格；塔体内初步提馏的甲醇蒸汽进入所述填料段，与向下流动的甲醇回流液体接触传质换热，进一步精馏提高甲醇蒸汽的纯度；甲醇蒸汽自塔顶排出依次经过一级冷凝器和二级冷却器，甲醇凝液收集于所述甲醇回流罐内，部分甲醇凝液回流回所述精馏塔内，部分输送至所述精甲醇罐内贮存并输送至下游装置，如作为原料返回至酶法生物柴油的反应器内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：所述甲醇精馏塔塔釜的液相出口通过一段溢流管连接废水罐，一方面可以保证所述甲醇精馏塔塔釜液面高度的稳定，另一方面还可以保证所述再沸器的换热面积的利用率，避免换热面积的牺牲；所述废水罐内设置加热器，当废水罐内的水中甲醇含量过高时可通过所述加热器进一步蒸发，从而保证出水的合格同时提高了甲醇的回收率；所述甲醇精馏塔塔体内的下部为塔板段，上部为填料段，分别用于初步提馏甲醇蒸汽和对初步提馏的甲醇蒸汽进行精馏，提高甲醇精馏的纯度，经检测通过上述的甲醇精馏系统可以得到纯度高于99.99％的甲醇。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种酶法生物柴油生产过程中的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏系统包括甲醇精馏塔，所述甲醇精馏塔包括塔体，所述塔体的侧壁设有进料口，所述塔体内的进料口下方设置为塔板段，上方设置为填料段，分别用于初步提馏甲醇蒸汽和对初步提馏的甲醇蒸汽进行精馏；所述塔体的顶端设有气相出口，所述填料段的上方设有回流进口，所述气相出口依次连接一级冷凝器、二级冷却器和甲醇回流罐后连接于所述回流进口；所述塔体的底端设有液相出口，所述塔板段的下方设有蒸汽进口，所述液相出口连接再沸器后与所述蒸汽进口连接，所述液相出口通过一段高于所述液相出口的溢流管与废水罐连接，所述废水罐内设置加热器，所述废水罐的上端设有出气口，所述出气口与所述蒸汽进口连接。

2.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述溢流管的高度与所述再沸器的换热壳程的最高处相等。

3.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述进料口连接一预热器，用于将待分离的甲醇水混合物经所述预热器先预热后再通入所述甲醇精馏塔内。

4.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇精馏塔的塔板段包括若干平行设置，固定于所述塔体内壁的塔板，所述塔板的上下方分别设置溢流板和降液管。

5.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述塔板段下方且位于所述蒸汽进口上方设有气体分布器，用于将来自塔釜再沸的含水甲醇蒸汽均匀分布于塔体内。

6.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述填料段包括若干层填料层，所述填料层置于固定于所述塔体内壁的支撑栅板的上方，所述填料层上方设置液体分布器。

7.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述填料段上方且位于所述回流进口下方设有除沫器，所述除沫器为不锈钢丝网除沫器。

8.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述一级冷凝器包括上下两段冷凝管，所述一级冷凝器中管程用于走冷却介质，壳程用于走甲醇；所述二级冷却器中管程用于走甲醇，壳程用于走冷却介质。

9.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇回流罐的上端设有尾气出口，与尾气排放管线连接；所述一级冷凝器和二级冷却器的连接管线与所述尾气排放管线连接，用于将甲醇冷凝后的不凝气体及时排放。

10.根据权利要求1所述的甲醇精馏系统，其特征在于，所述甲醇回流罐的回流罐出口连接精甲醇罐，所述精甲醇罐的上端设有甲醇罐尾气出口，与尾气排放管线连接，用于将所述精甲醇罐上方聚集的气体及时排放。

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