CN219579887U - 一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，包括原料缓冲罐（1），原料缓冲罐（1）通过管道与预热器（2）相连，预热器（2）再依次与蒸发器（3）和过热器（4）串联，过热器（4）通过管道与中空纤维膜机组（5）相连，中空纤维膜机组（5）与精制塔（6）的中部相连，精制塔（6）的下部连接一根回流管（7），回流管（7）与预热器（2）相连，预热器（2）与一个侧线冷凝器（8）相连。本实用新型的优点是实现副产乙醇提纯分离，一步精馏的同时去除轻组分与重组分杂质，提高系统内能量利用率，降低运行能耗和精制塔的加热负荷。

Description

一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置

技术领域

本实用新型涉及中空纤维膜分离技术领域，尤其是一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置。

背景技术

目前，在乙醇生产方法中，除了生物发酵法和化学合成法外，还存在将化学工业副产乙醇进行提纯利用的方案。这一类乙醇作为化工产品副产物，有其成本低的显著优势，但由于其副产品的特性，含有种类更多的有机杂质和水，若想要获得合格乙醇成品，则需要对其进行分离提纯。

由于乙醇和水存在共沸点，传统方法无法直接得到无水乙醇，同时由于水的存在，也会影响副产乙醇中乙醇与其他有机杂质的分离，如甲醇、碳酸二甲酯等。工业无水乙醇的生产主要采取萃取精馏、吸附分离等方法，这些传统的乙醇脱水方式都存在过程复杂、能耗高和污染严重等问题。为了克服这些问题，出现了一种膜脱水技术，采用精馏与分离膜技术共同用于乙醇分离提纯的工艺，如中国专利CN115340442A公开的一种超干无水乙醇的环保节能生产工艺方法，叙述了采用以分离膜技术与分子筛吸附装置为核心工艺，同时配套精馏装置用于装置工艺废水的回收；中国专利CN108083979A公开的一种乙醇生产方法及装置，叙述了采用以精馏与分离膜技术为工艺的合成气制备乙醇的脱水工艺。

但是，上述方案的工艺路线主要集中于解决乙醇与水的分离问题，对于副产乙醇物料同时包含轻、重有机组分与水等杂质的工况，无法实现乙醇的分离提纯；此外，精馏塔放置于分离膜装置前，精馏塔需要正压操作以便为分离膜提供正向推动力，但正压却会影响到精馏分离效率，同时提高蒸汽品位要求。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了解决现有副产乙醇无法分离提纯且精馏分离效率低、要求高的问题，提供了一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，实现副产乙醇提纯分离，一步精馏的同时去除轻组分与重组分杂质，提高系统内能量利用率，降低运行能耗和精制塔的加热负荷。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，包括原料缓冲罐，原料缓冲罐通过管道与预热器相连，预热器再依次与蒸发器和过热器串联，过热器通过管道与中空纤维膜机组相连，中空纤维膜机组与精制塔的中部相连，精制塔的下部连接一根回流管，回流管与预热器相连，预热器与一个侧线冷凝器相连，以用于将换热后的成品冷凝回收。

进一步地，所述预热器上设有第一进口、第一出口、回流入口和回流出口，预热器的第一进口通过管道与原料缓冲罐相连，预热器的第一出口通过管道与蒸发器相连，预热器的回流入口通过回流管与精制塔相连，预热器的回流出口通过管道与侧线冷凝器相连。

进一步地，所述中空纤维膜机组上设有第二进口、第二出口和渗透测出口，第二进口通过管道与过热器相连，第二出口与精制塔的中部相连，渗透测出口上连有第一真空机组，第一真空机组分别与一根尾气管和一根渗透液管相连，渗透液管上连有渗透液冷凝器，以用于将渗透液冷凝回收。

进一步地，所述精制塔上设有第三进口、第三出口、顶部杂醇处理口和底部杂醇处理口，第三进口通过管道与中空纤维膜机组的第二出口相连，顶部杂醇处理口上连有塔顶冷凝器，以用于将杂醇收集至杂醇罐内。

进一步地，所述精制塔的回流比控制在3~10。

进一步地，所述过热器的过热温度控制在0~10℃。

进一步地，所述中空纤维膜机组采用的膜为优先透水膜，且其由1~100个中空纤维膜分离器串联、并联或混联连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点具体在于：

（1）本实用新型采用中空纤维膜分离技术打破乙醇-水共沸组成完成乙醇脱水，工艺过程简单，安全系数高，操作简便；

（2）本实用新型先采用膜分离技术打破乙醇-水共沸，后采用精馏技术去除乙醇中轻重组分有机杂质的工艺，一步完成乙醇的脱水、分离提纯；

（3）本实用新型将膜分离产品不经冷凝，以蒸气形式进入精制塔，提高了系统内能量利用率，进一步降低了精制塔的加热负荷；

（4）本实用新型采用精制塔侧线采出成品蒸汽的方式收集乙醇成品，可以在一步精馏过程中同时去除轻组分与重组分杂质；

（5）本实用新型将精制塔侧线采出成品蒸汽与乙醇进料进行换热，提高了系统内能量利用率，降低了整个系统的运行能耗。

附图说明

图1为本实用新型的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置示意图。

具体实施方式

实施例

为使本实用新型更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，包括原料缓冲罐1，其特征在于：

原料缓冲罐1通过管道与预热器2相连，预热器2上设有第一进口2a、第一出口2b、回流入口2c和回流出口2d，预热器2的第一进口2a通过管道与原料缓冲罐1相连；

预热器2的第一出口2b通过管道与蒸发器3相连，蒸发器3与过热器4串联，过热器4再通过管道与中空纤维膜机组5相连，中空纤维膜机组5上设有第二进口5a、第二出口5b和渗透测出口5c，第二进口5a通过管道与过热器4相连；

中空纤维膜机组5的第二出口5b与精制塔6的中部相连，渗透测出口5c上连有第一真空机组9，第一真空机组9分别与一根尾气管10和一根渗透液管11相连，渗透液管11上连有渗透液冷凝器12，以用于将渗透液冷凝回收；

精制塔6上设有第三进口6a、第三出口6b、顶部杂醇处理口6c和底部杂醇处理口6d，第三进口6a通过管道与中空纤维膜机组5的第二出口5b相连，顶部杂醇处理口6c上连有塔顶冷凝器13，以用于将杂醇收集至杂醇罐内；

精制塔6的第三出口6b连接一根回流管7，回流管7与预热器2的回流入口2c相连，预热器2的回流出口2d再通过管道与一个侧线冷凝器8相连，以用于将换热后的成品冷凝回收。

本实施例中，副产乙醇物料从煤制乙二醇主装置送入原料缓冲罐1内，原料缓冲罐1中的副产乙醇物料作为进料送入预热器2中，经预热后进入蒸发器3，接着通过过热器4过热后送入中空纤维膜分离机组5中进行分离得到含水的乙醇膜成品；料液侧溶液中的水以及少量乙醇以蒸汽形式透过中空纤维膜得到渗透液，渗透侧在第一真空机组9的抽吸下，得到的渗透液经渗透液冷凝器12冷凝；乙醇膜成品蒸气进入精制塔6精制，得到纯度≥99.5wt.%的乙醇成品，再通过回流管7至预热器2内与原料换热，而后在侧线冷凝器8中冷凝。

本实用新型采用精馏和中空纤维膜分离技术，将传统工艺与新型分离技术结合，采用中空纤维膜分离技术代替其他技术打破乙醇-水共沸，采用精馏技术分离去除乙醇中各轻、重组分杂质，不添加额外组分，高效节能环保。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，包括原料缓冲罐（1），其特征在于：

原料缓冲罐（1）通过管道与预热器（2）相连，预热器（2）再依次与蒸发器（3）和过热器（4）串联，过热器（4）通过管道与中空纤维膜机组（5）相连，中空纤维膜机组（5）与精制塔（6）的中部相连，精制塔（6）的下部连接一根回流管（7），回流管（7）与预热器（2）相连，预热器（2）与一个侧线冷凝器（8）相连。

2.根据权利要求1所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述预热器（2）上设有第一进口（2a）、第一出口（2b）、回流入口（2c）和回流出口（2d），预热器（2）的第一进口（2a）通过管道与原料缓冲罐（1）相连，预热器（2）的第一出口（2b）通过管道与蒸发器（3）相连，预热器（2）的回流入口（2c）通过回流管（7）与精制塔（6）相连，预热器（2）的回流出口（2d）通过管道与侧线冷凝器（8）相连。

3.根据权利要求1或2所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述中空纤维膜机组（5）上设有第二进口（5a）、第二出口（5b）和渗透测出口（5c），第二进口（5a）通过管道与过热器（4）相连，第二出口（5b）与精制塔（6）的中部相连，渗透测出口（5c）上连有第一真空机组（9），第一真空机组（9）分别与一根尾气管（10）和一根渗透液管（11）相连，渗透液管（11）上连有渗透液冷凝器（12）。

4.根据权利要求1或2所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述精制塔（6）上设有第三进口（6a）、第三出口（6b）、顶部杂醇处理口（6c）和底部杂醇处理口（6d），第三进口（6a）通过管道与中空纤维膜机组（5）的第二出口（5b）相连，顶部杂醇处理口（6c）上连有塔顶冷凝器（13）。

5.根据权利要求1或2所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述精制塔（6）的回流比控制在3~10。

6.根据权利要求1或2所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述过热器（4）的过热温度控制在0~10℃。

7.根据权利要求1或2所述的用于煤制乙二醇副产乙醇分离提纯的装置，其特征在于：

所述中空纤维膜机组（5）采用的膜为优先透水膜，且其由1~100个中空纤维膜分离器串联、并联或混联连接。