專利名稱：一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種酒精蒸餾裝置，尤其涉及一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn) 的蒸餾脫水裝置。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的無節(jié)制使用，引起了嚴(yán)重的環(huán)境污染、氣候變暖等問題，也導(dǎo)致了 化石能源的日益枯竭。世界各國(guó)紛紛把發(fā)展以生物質(zhì)能為代表的可再生能源作為未來能源 戰(zhàn)略的重要組成部分。以可再生的非糧生物質(zhì)為原料生產(chǎn)無水乙醇，進(jìn)而添加輔助劑制得 的燃料乙醇可作為汽油等燃料的有效替代品。傳統(tǒng)的燃料乙醇蒸餾脫水單元大致分為雙塔差壓蒸餾液相過料脫水流程、雙塔差 壓蒸餾氣相過料脫水流程和多塔差壓蒸餾氣相過料脫水流程等。其中，雙塔蒸餾液相過料 工藝能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差、廢醪排放量大無法回收較清潔的廢水；雙塔氣相過料雖然能耗上 略有降低，但沒能解決產(chǎn)品質(zhì)量和廢醪排放量難題。公開號(hào)為CN101580457A、名稱為“一種 以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置及工藝”和公開號(hào)為CN101157890A、名稱為“燃料乙 醇生產(chǎn)裝備及方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)均采用了多塔差壓蒸餾和氣相過料脫水工藝，它們存 在以下缺陷(1)對(duì)蒸汽品位要求高由于采用的工藝為三效蒸餾，蒸餾主裝置由負(fù)壓塔、中壓 塔和高壓塔組成。其中高壓塔操作壓力達(dá)到450 550kPa(表壓)，塔底溫度達(dá)到155 165°C，對(duì)蒸汽壓力要求達(dá)到0. 7 0. 9MPa (表壓)，使得熱電廠的發(fā)電量減少?gòu)亩档土丝?的經(jīng)濟(jì)效益；(2)組合塔塔底溫度偏高，尤其是以玉米發(fā)酵醪為原料的裝置，由于塔底溫度達(dá)到 115 125°C，廢醪液中的氨基酸和糖類在高溫下發(fā)生美拉德反應(yīng)，使得飼料的色澤加深， 影響飼料產(chǎn)品的檔次和售價(jià)；(3)主要換熱設(shè)備投資大，換熱效果差由于成熟醪和廢醪中含有大量較高粘度 的固形物，換熱器經(jīng)常發(fā)生堵塞，嚴(yán)重影響換熱效果；粗酒預(yù)熱器廢水端的溫度達(dá)到160°C 左右，對(duì)板式換熱器的墊片耐高溫的要求更高，容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，這些都使得整體的能耗 大大增加；(4)專利申請(qǐng)CN 101580457A提供的工藝中負(fù)壓塔頂部存在脫醛段(塔)回流，需 要消耗大量冷公用工程來冷凝，增加了蒸汽消耗。傳統(tǒng)的普級(jí)食用酒精的生產(chǎn)，尤其是以木薯原料生產(chǎn)的普級(jí)食用酒精，因發(fā)酵醪 液的甲醇含量很高，一般采用粗餾塔、精餾塔、甲醇塔工藝，蒸汽消耗較高，噸普級(jí)食用酒精 產(chǎn)品的蒸汽消耗約1.9-2. 5t/t另外，傳統(tǒng)的酒精蒸餾(脫水)裝置只能實(shí)現(xiàn)普級(jí)食用酒精、燃料乙醇等單個(gè)產(chǎn)品 的生產(chǎn)，而不能同時(shí)生產(chǎn)普級(jí)食用酒精和燃料乙醇兩種產(chǎn)品，也不能根據(jù)市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)兩 種產(chǎn)品的方便切換，并且建設(shè)兩套產(chǎn)品的蒸餾(脫水)裝置設(shè)備投資較大。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種燃料乙醇和普級(jí)食 用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的 蒸餾脫水裝置，包括分子篩吸附/解析塔，粗餾塔，組合塔，精餾塔，甲醇塔，管程依次串聯(lián) 的第一醪液預(yù)熱器、第二醪液預(yù)熱器和第三醪液預(yù)熱器；其中，第一醪液預(yù)熱器的醪液入口與發(fā)酵成熟醪液入口連接，第一醪液預(yù)熱器的 醪液出口與第二醪液預(yù)熱器的醪液入口連接，發(fā)酵成熟醪液經(jīng)過第一和第二醪液預(yù)熱器， 溫度升高；第一醪液預(yù)熱器的熱端入口與粗餾塔的酒汽出口連接，熱端出口與粗酒罐的入 口連接；熱端出口更優(yōu)選設(shè)置為氣相出口和液相出口，氣相出口與粗餾塔冷凝器、粗餾塔末 級(jí)冷凝器依次連接，液相出口、粗餾塔冷凝器的液相出口、粗餾塔末級(jí)冷凝器的液相出口分 別通過管道與粗酒罐的入口連接；粗餾塔末級(jí)冷凝器設(shè)置氣相出口，用于排放不凝汽；第二醪液預(yù)熱器的熱端入口與分子篩吸附/解析塔頂部的酒精蒸汽出口連接；第 二醪液預(yù)熱器的熱端出口與無水乙醇成品罐連接，其中熱端出口優(yōu)選設(shè)置為無水乙醇?xì)庀?出口和無水乙醇液相出口，無水乙醇?xì)庀喑隹谂c無水乙醇成品冷凝器連接，無水乙醇液相 出口與無水乙醇成品冷凝器的液相出口分別通過管道與無水乙醇冷卻器的熱端液相入口 連接；無水乙醇冷卻器的熱端液相出口與無水乙醇成品罐連接；第二醪液預(yù)熱器的醪液出 口分別與第三醪液預(yù)熱器的醪液入口、粗餾塔的醪液入口連接；第三醪液預(yù)熱器的熱端入口與甲醇塔的酒汽出口連接，熱端出口優(yōu)選設(shè)置為氣相 出口與液相出口，氣相出口與甲醇塔末級(jí)冷凝器連接，甲醇塔末級(jí)冷凝器的液相出口與甲 醇塔回流罐入口連接，液相出口依次與甲醇塔回流罐和甲醇塔的頂部回流口連接；第三醪 液預(yù)熱器的醪液出口與粗餾塔的醪液入口連接；粗餾塔外部設(shè)置用于采出脫氣后的成熟醪液的側(cè)線采出裝置，側(cè)線采出管道與醪 醪換熱器的醪液入口連接，醪醪換熱器的成熟醪液出口與組合塔進(jìn)料口連接，成熟醪液經(jīng) 過醪醪換熱器預(yù)熱后進(jìn)入組合塔；醪醪換熱器的廢醪入口優(yōu)選與組合塔塔釜連接，廢醪出 口與粗餾塔塔釜連接；粗餾塔與用于提供熱量的粗餾塔再沸器連接，粗餾塔再沸器的入口 與乙醇汽體壓縮機(jī)、組合塔的酒汽出口依次連接，組合塔的酒汽為熱量來源，粗餾塔再沸器 的液相出口與組合塔回流罐的酒液入口連接，組合塔回流罐出口與組合塔頂層塔板回流口 連接；組合塔外部設(shè)置用于壓縮組合塔制備的酒汽的乙醇汽體壓縮機(jī)和用于提供熱量 的組合塔再沸器，其中乙醇汽體壓縮機(jī)分別與粗餾塔再沸器、甲醇塔再沸器、原料酒汽過 熱器連接；組合塔再沸器設(shè)置熱端入口和熱端出口，熱端入口與精餾塔的酒汽出口連接，熱 端出口與精餾塔回流罐連接，精餾塔回流罐分別與精餾塔的回流口、組合塔的頂部塔板進(jìn) 料口連接；組合塔通過設(shè)置在精餾段底部的淡酒采出口與精餾塔連接；組合塔通過設(shè)置在 頂部的酒液出口與甲醇塔連接；醪醪換熱器還設(shè)置有廢醪入口與廢醪出口，廢醪入口與組 合塔的廢醪出口連接，醪醪換熱器的廢醪出口優(yōu)選與粗餾塔塔釜連接，即組合塔的廢醪經(jīng) 過醪醪換熱器換熱降溫后，進(jìn)入粗餾塔塔釜閃蒸，再統(tǒng)一由粗餾塔塔釜排出；精餾塔與用于提供熱量的精餾塔再沸器連接；精餾塔的進(jìn)料口與粗酒預(yù)熱器、粗 酒罐的采出口依次連接，粗酒罐中的粗酒經(jīng)過粗酒預(yù)熱器預(yù)熱后，進(jìn)入精餾塔中；粗酒預(yù)熱器的熱端入口與精餾塔底部排出的廢水管道連接；精餾塔進(jìn)料層上方的雜醇油酒精采出口 與雜醇油分離器的入口連接，其中優(yōu)選在精餾塔和雜醇油分離器之間設(shè)置雜醇油冷卻器; 雜醇油分離器設(shè)置有稀釋水入口、雜醇油采出口和淡酒出口，淡酒出口與粗酒罐的入口連 接；甲醇塔與用于提供熱量的甲醇塔再沸器連接，甲醇塔再沸器的熱端入口與乙醇汽 體壓縮機(jī)的出口連接，熱端出口與組合塔回流罐的酒液入口連接；甲醇塔塔釜與普級(jí)食用 酒精成品罐連接，優(yōu)選在二者之間設(shè)置普級(jí)食用酒精成品冷卻器；分子篩吸附/解析塔底部的乙醇?xì)怏w入口與原料酒汽過熱器、乙醇汽體壓縮機(jī)的 出口依次連接；分子篩吸附/解析塔頂部的酒精蒸汽出口與再生酒汽過熱器形成回路結(jié) 構(gòu)；分子篩吸附/解析塔底部的淡酒汽出口依次與淡酒汽冷凝器、粗酒罐連接。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(1)本實(shí)用新型中粗餾塔頂部取消了需要回流的脫醛段，降低了粗餾塔所需的熱 負(fù)荷；因組合塔和精餾塔之間的操作壓力差減小，取消了淡酒預(yù)熱器，降低了設(shè)備投資。(2)本實(shí)用新型中組合塔廢醪經(jīng)醪醪換熱器冷卻后直接進(jìn)入粗餾塔塔釜閃蒸以回 收廢熱，可以進(jìn)一步減少了工藝過程的能量損失。(3)本實(shí)用新型所述裝置的能耗比原工藝大大降低。噸燃料乙醇的蒸汽消耗降低 到1. 1 1. 5t/t，比原工藝1. 5 2. 0降低25 35%左右，并且毋需消耗0. 7MPag以上的 高品位蒸汽，只需要消耗0. 4 0. 5MPag的低品位蒸汽。(4)現(xiàn)有技術(shù)中組合塔的操作壓力一般為60 120kPa，頂溫一般為90 100°C。 本實(shí)用新型中組合塔頂部的高濃度的酒精蒸汽經(jīng)過乙醇汽體壓縮機(jī)提高壓力，壓縮后的乙 醇汽體作為粗餾塔的熱源，同時(shí)一部份作為原料酒汽采出作為分子篩吸附塔的原料酒汽進(jìn) 料。從而組合塔的操作壓力降低到常壓，塔底溫度降低到100 115°C，一方面，在以玉米發(fā) 酵醪液為原料的裝置中，醪液中美拉德反應(yīng)的發(fā)生幾率大大降低，使得飼料的色澤有顯著 改善；另一方面，隨著進(jìn)料溫度的降低，醪醪換熱器的熱負(fù)荷大幅減少，可降低該醪醪換熱 器的設(shè)備投資。(5)本實(shí)用新型中精餾塔200 350kPa，塔頂溫度108 120°C，塔底溫度130 150°C ；一方面粗酒預(yù)熱器熱端的溫度大大降低，對(duì)墊片的耐高溫性能要求降低，從而減少 該換熱器的設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用；另一方面，對(duì)蒸汽品位的要求降低到0. 4 0. 5MPag，可 以節(jié)省高品位的蒸汽消耗，增加電廠的發(fā)電量。

圖1為本實(shí)用新型的裝置圖1-第一醪液預(yù)熱器；2-第二醪液預(yù)熱器；3-第三醪液預(yù)熱器；4-粗餾塔；5-粗餾 塔冷凝器；6-粗餾塔末級(jí)冷凝器；7-醪醪換熱器；8-組合塔；9-乙醇汽體壓縮機(jī)；10-粗餾 塔再沸器；11-原料酒汽過熱器；12-分子篩吸附/解析塔；13-再生酒汽過熱器；14-淡酒 汽冷凝器；15-粗酒罐；16-粗酒預(yù)熱器；17-精餾塔；18-組合塔再沸器；19-組合塔回流 罐；20-精餾塔回流罐；21-雜醇油冷卻器；22-雜醇油分離器；23-精餾塔再沸器；24-無水 乙醇成品冷凝器；25-無水乙醇成品冷卻器；26-無水乙醇成品罐；27-甲醇塔；28-甲醇塔 末級(jí)冷凝器；29-甲醇塔再沸器；30-甲醇塔回流罐；31-普級(jí)食用酒精冷卻器；32-普級(jí)食用酒精成品罐。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。實(shí)施例1一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置(如圖1所示)，包括分子篩吸 附/解析塔12，粗餾塔4，組合塔8，精餾塔17，甲醇塔27，管程依次串聯(lián)的第一醪液預(yù)熱器 1、第二醪液預(yù)熱器2和第三醪液預(yù)熱器3 ；其中，第一醪液預(yù)熱器1的醪液入口與發(fā)酵成熟醪液入口連接，醪液出口與第二 醪液預(yù)熱器2的醪液入口連接；第一醪液預(yù)熱器1的熱端入口與粗餾塔4的酒汽出口連接； 熱端出口包括氣相出口和液相出口，氣相出口與粗餾塔冷凝器5、粗餾塔末級(jí)冷凝器6依次 連接，液相出口、粗餾塔冷凝器5的液相出口、粗餾塔末級(jí)冷凝器6的液相出口分別通過管 道與粗酒罐的入口連接；粗餾塔末級(jí)冷凝器6設(shè)置氣相出口，用于排放不凝汽；第二醪液預(yù)熱器2的熱端入口與分子篩吸附/解析塔12頂部的酒精蒸汽出口連 接；第二醪液預(yù)熱器2的熱端出口包括無水乙醇?xì)庀喑隹诤蜔o水乙醇液相出口，無水乙醇 氣相出口與無水乙醇成品冷凝器24連接，無水乙醇液相出口與無水乙醇成品冷凝器24的 液相出口分別通過管道與無水乙醇冷卻器25的熱端液相入口連接；無水乙醇冷卻器25的 熱端液相出口與無水乙醇成品罐26連接；第二醪液預(yù)熱器2的醪液出口分別與第三醪液預(yù) 熱器3的醪液入口、粗餾塔4的醪液入口連接；第三醪液預(yù)熱器3的熱端入口與甲醇塔27的酒汽出口連接；熱端出口包括氣相出 口與液相出口，氣相出口與甲醇塔末級(jí)冷凝器28連接，甲醇塔末級(jí)冷凝器28的液相出口與 甲醇塔回流罐30入口連接，液相出口依次與甲醇塔回流罐30、甲醇塔27的頂部回流口連 接；第三醪液預(yù)熱器3的醪液出口與粗餾塔4的醪液入口連接；粗餾塔4外部設(shè)置用于采出脫氣后的成熟醪液的側(cè)線采出裝置，側(cè)線采出管道與 醪醪換熱器7的醪液入口連接，醪醪換熱器7的成熟醪液出口與組合塔8進(jìn)料口連接，成熟 醪液經(jīng)過醪醪換熱器7預(yù)熱后進(jìn)入組合塔8 ；醪醪換熱器7的廢醪入口與組合塔8塔釜連 接，廢醪出口與粗餾塔4塔釜連接；粗餾塔4與用于提供熱量的粗餾塔再沸器10連接，粗餾 塔再沸器10的入口與乙醇汽體壓縮機(jī)9、組合塔8的酒汽出口依次連接，組合塔8的酒汽為 熱量來源，粗餾塔再沸器10的液相出口與組合塔回流罐19的酒液入口連接，組合塔回流罐 19出口與組合塔8頂層塔板回流口(設(shè)置于自上往下數(shù)第2 6塔板)連接；組合塔8外部設(shè)置用于壓縮組合塔制備的酒汽的乙醇汽體壓縮機(jī)9和用于提供熱 量的組合塔再沸器18，其中乙醇汽體壓縮機(jī)9分別與粗餾塔再沸器10、甲醇塔再沸器29、 原料酒汽過熱器11連接；組合塔再沸器18設(shè)置熱端入口和熱端出口，熱端入口與精餾塔 17的酒汽出口連接，熱端出口與精餾塔回流罐20連接，精餾塔回流罐20分別與精餾塔17 的回流口、組合塔8的頂部塔板進(jìn)料口(設(shè)置于自上往下數(shù)第1 6塔板)連接；組合塔8 通過設(shè)置在精餾段底部的淡酒采出口與精餾塔17連接；組合塔8通過設(shè)置在頂部的酒液出 口與甲醇塔27連接；醪醪換熱器7還設(shè)置有廢醪入口與廢醪出口，廢醪入口與組合塔8的 廢醪出口連接，醪醪換熱器7的廢醪出口與粗餾塔4塔釜連接，即組合塔8的廢醪經(jīng)過醪醪換熱器7換熱降溫后，進(jìn)入粗餾塔4塔釜閃蒸，再統(tǒng)一由粗餾塔4塔釜排出；精餾塔17與用于提供熱量的精餾塔再沸器23連接；精餾塔17的進(jìn)料口與粗酒預(yù) 熱器16、粗酒罐15依次連接，粗酒罐15中的粗酒經(jīng)過粗酒預(yù)熱器16預(yù)熱后，進(jìn)入精餾塔 17中；粗酒預(yù)熱器16的熱端入口與精餾塔底部排出的廢水管道連接；精餾塔17進(jìn)料層上 方的雜醇油酒精采出口與雜醇油冷卻器21、雜醇油分離器22的入口依次連接；雜醇油分離 器22設(shè)置有稀釋水入口、雜醇油采出口和淡酒出口，淡酒出口與雜粗酒罐15的入口連接；甲醇塔27與用于提供熱量的甲醇塔再沸器29連接，甲醇塔再沸器29的熱端入口 與乙醇汽體壓縮機(jī)9的出口連接，熱端出口與組合塔回流罐19的酒液入口連接；甲醇塔27 塔釜依次與普級(jí)食用酒精成品冷卻器31和普級(jí)食用酒精成品罐32連接；分子篩吸附/解析塔12底部的乙醇?xì)怏w入口與原料酒汽過熱器11和乙醇汽體壓 縮機(jī)9的出口依次連接；分子篩吸附/解析塔12頂部的酒精蒸汽出口與再生酒汽過熱器13 形成回路結(jié)構(gòu)；分子篩吸附/解析塔12底部的淡酒汽出口依次與淡酒汽冷凝器14、粗酒罐 15連接。實(shí)施例2利用實(shí)施例1所述的裝置生產(chǎn)燃料乙醇，紅薯發(fā)酵成熟醪液為原料從發(fā)酵工段來的13% V/V發(fā)酵成熟醪液，溫度為30°C，流量為144t/h，依次經(jīng)過第 一醪液預(yù)熱器1預(yù)熱到45°C、第二醪液預(yù)熱器2預(yù)熱到70°C后進(jìn)入粗餾塔4，粗餾塔4頂部 的酒汽(溫度55°C，壓力-70kPa)經(jīng)過醪液第一預(yù)熱器1和粗餾塔冷凝器5和粗餾塔末級(jí) 冷凝器6冷凝后進(jìn)入粗酒罐15。同時(shí)來自分子篩脫水裝置淡酒汽冷凝器14的淡酒和來自 雜醇油分離器22的淡酒也進(jìn)入粗酒罐15。粗酒通過粗酒預(yù)熱器16預(yù)熱到90°C后進(jìn)入精 餾塔17進(jìn)行濃縮處理，熱源為精餾塔17底部排出的廢水。發(fā)酵成熟醪液進(jìn)入組合塔后脫 氣，部分脫氣醪液(溫度67°C，流量100t/h，占總醪液量的70% )從粗餾塔側(cè)線抽出，經(jīng)醪 醪換熱器7預(yù)熱到91°C后進(jìn)入組合塔8提餾段，醪醪換熱器7的熱源是組合塔8塔釜排出 的廢醪。組合塔8精餾段底部采出的淡酒(溫度95°C，流量10. lt/h，)，進(jìn)入精餾塔17進(jìn) 一步濃縮處理。組合塔8底部的廢醪經(jīng)醪醪換熱器7冷卻后進(jìn)入粗餾塔塔釜，從粗餾塔4 塔釜采出的廢醪去廢水處理車間。精餾塔17進(jìn)料層上方采出富含雜醇油的酒精經(jīng)雜醇油 冷卻器21冷卻后，進(jìn)入雜醇油分離器22，加入稀釋水進(jìn)行稀釋分層，分離出雜醇油。淡酒送 往粗酒罐15。精餾塔廢水通過粗酒預(yù)熱器16冷卻后作為其他車間的工藝水或雜醇油稀釋 用水。組合塔頂部95 % V/V酒汽(溫度78°C，壓力OkPa)經(jīng)壓縮機(jī)9壓縮到80kPa后分 成兩股，第一股酒汽(占體積百分比35%比例)作為粗餾塔再沸器10的熱源，冷凝酒液進(jìn) 入組合塔回流罐19，再返回組合塔(8)頂部。第二股酒汽(占體積百分比65%比例)經(jīng)原 料酒汽過熱器11過熱到120°C，自下而上通過處于吸附狀態(tài)的分子篩吸附床12脫水。體 積百分比25%的產(chǎn)品乙醇蒸汽進(jìn)入再生酒汽過熱器13，然后進(jìn)入到另一分子篩塔12解吸 分子篩內(nèi)的水分，并將水分帶到淡酒汽冷凝器14冷凝后，冷凝液收于粗酒罐15。脫水后的 酒精蒸汽作為第二醪液預(yù)熱器2的熱源，其中未凝酒汽經(jīng)無水乙醇成品冷凝器24進(jìn)一步冷 凝，冷凝后的無水乙醇成品酒液經(jīng)無水乙醇冷卻器25冷卻進(jìn)入無水乙醇罐26。無水乙醇成 品經(jīng)添加變性劑變性后得到燃料乙醇。各蒸餾塔和分子篩吸附解析塔的操作壓力、塔頂和塔底溫度分別為[0044]粗餾塔塔頂操作壓為_70kPa，塔頂溫度55°C，塔底溫度70°C ；組合塔塔頂操作壓力為OkPa，塔頂溫度78°C，塔底溫度105°C ；精餾塔塔頂操作壓力為220kPa，塔頂溫度110°C，塔底溫度138°C ；分子篩吸附塔操作壓力為OkPa，分子篩解析塔操作壓力為_80kPa。此工藝年產(chǎn)燃料乙醇10萬噸(年生產(chǎn)時(shí)間7920h)，蒸餾率99%以上。噸產(chǎn)品 蒸汽(0. 5MPa表壓)消耗量為1.29t/t燃料乙醇，最終產(chǎn)品質(zhì)量滿足燃料乙醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB18350-2001。實(shí)施例3利用實(shí)施例1所述的裝置生產(chǎn)普級(jí)食用酒精，木薯發(fā)酵成熟醪液為原料從發(fā)酵工段來的13.5%V/V發(fā)酵成熟醪液，溫度為30°C，流量為135t/h，依次經(jīng)過 第一醪液預(yù)熱器1預(yù)熱到54°C、第三醪液預(yù)熱器3預(yù)熱到75°C后進(jìn)入粗餾塔，粗餾塔頂部 的酒汽(溫度75°C，壓力-30kPa)經(jīng)過醪液第一預(yù)熱器1和粗餾塔冷凝器5和粗餾塔末級(jí) 冷凝器6冷凝后進(jìn)入粗酒罐15。同時(shí)來自雜醇油分離器22的淡酒也進(jìn)入粗酒罐15。粗酒 通過粗酒預(yù)熱器16預(yù)熱到88°C后進(jìn)入精餾塔17進(jìn)行濃縮處理，熱源為精餾塔17底部排出 的廢水。經(jīng)脫氣后的部分成熟醪(溫度68°C，流量79t/h，占總醪液的58%)從粗餾塔側(cè)線 抽出，經(jīng)醪醪換熱器7預(yù)熱后進(jìn)入組合塔8提餾段，組合塔8精餾段底部采出的淡酒進(jìn)入精 餾塔17進(jìn)一步濃縮處理。組合塔8底部的廢醪經(jīng)醪醪換熱器7冷卻后進(jìn)入粗餾塔塔釜，從 粗餾塔4塔釜采出的廢醪去廢水處理車間。精餾塔17進(jìn)料層上方采出含雜醇油的酒精經(jīng) 雜醇油冷卻器21冷卻到28°C，進(jìn)入雜醇油分離器22，加工藝水進(jìn)行稀釋分離出雜醇油(流 量41kg/h，溫度28°C)。雜醇油淡酒送往粗酒罐15。精餾塔17底部廢水通過粗酒預(yù)熱器 16冷卻后作為其他車間的工藝水或雜醇油稀釋用水。組合塔8頂部酒汽(溫度78. 5°C，壓力3kPa)經(jīng)乙醇汽體壓縮機(jī)9壓縮(出口壓 力115kPa)后分成兩股，第一股酒汽(占體積百分比48%比例)作為甲醇塔再沸器29的熱 源，冷凝的酒液進(jìn)入組合塔回流罐19，其作為組合塔8頂部回流；從組合塔8頂部第2層板 采出的酒液進(jìn)入甲醇塔27進(jìn)行脫甲醇處理，甲醇塔27塔頂酒汽作為第三醪液預(yù)熱器3的 熱源，甲醇塔末級(jí)冷凝器28采出部分富含甲醇的工業(yè)酒精(流量205kg/h)，剩余的進(jìn)入甲 醇塔回流罐30，然后打回甲醇塔(27)頂部回流口 ；甲醇塔(27)塔底采出甲醇含量少的普 級(jí)食用酒精；第二股酒汽(占體積百分比52%比例)作為粗餾塔再沸器(10)的熱源，冷凝 酒液送回組合塔(8)頂部回流口。各蒸餾塔和分子篩吸附解析塔的操作壓力、塔頂和塔底溫度分別為粗餾塔塔頂操作壓為_30kPa，塔頂溫度70°C，塔底溫度95°C ；組合塔塔頂操作壓力為3kPa，塔頂溫度78. 5°C，塔底溫度105°C ；精餾塔塔頂操作壓力為220kPa，塔頂溫度110°C，塔底溫度138°C ；甲醇塔頂操作壓力為_50kPa，塔頂溫度62°C，塔底溫度72°C ；此工藝年產(chǎn)普級(jí)食用酒精10萬噸(年生產(chǎn)時(shí)間7920h)，蒸餾率99%以上。噸產(chǎn) 品蒸汽(0. 5MPa表壓)消耗量為1. 21t/t普級(jí)食用酒精，產(chǎn)品質(zhì)量滿足GB/T10343-2008中 的普級(jí)食用酒精標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例4利用實(shí)施例1所述的裝置生產(chǎn)燃料乙醇和普級(jí)食用酒精，玉米發(fā)酵成熟醪液為原料從發(fā)酵工段來的13% V/V發(fā)酵成熟醪液，溫度為30°C，流量為167t/h，，依次經(jīng)過 第一醪液預(yù)熱器1預(yù)熱到45°C、第二醪液預(yù)熱器2預(yù)熱到65°C和第三醪液預(yù)熱器3預(yù)熱到 75°C后進(jìn)入粗餾塔，粗餾塔頂部的酒汽經(jīng)過醪液第一預(yù)熱器1和粗餾塔冷凝器5，粗餾塔末 級(jí)冷凝器6冷凝后進(jìn)入粗酒罐15。同時(shí)來自分子篩變壓吸附裝置產(chǎn)生的淡酒和雜醇油分離 器22的雜醇油淡酒也進(jìn)入粗酒罐15。粗酒經(jīng)精餾塔17底部排出的廢水(溫度139°C )預(yù) 熱到114°C進(jìn)入精餾塔17進(jìn)行濃縮處理。經(jīng)脫氣后的部分成熟醪(溫度67°C，流量96. 8t/ h)從粗餾塔側(cè)線抽出，經(jīng)醪醪換熱器7預(yù)熱到96°C后進(jìn)入組合塔8提餾段，組合塔8精餾 段底部采出的淡酒進(jìn)入精餾塔17進(jìn)一步濃縮處理。組合塔底部的廢醪經(jīng)醪醪換熱后進(jìn)入 粗餾塔塔釜，從粗餾塔塔釜采出的廢醪去飼料車間濃縮干燥處理，飼料色澤呈金黃色，色澤 比原工藝(公開號(hào)為CN101580457A)的黑褐色大大改善。精餾塔17進(jìn)料層上方采出含雜 醇油的酒精經(jīng)雜醇油冷卻器21冷卻后，進(jìn)入雜醇油分離器22，加工藝水進(jìn)行稀釋分離出雜 醇油，雜醇油淡酒送往粗酒罐15。精餾塔廢水通過粗酒預(yù)熱器16冷卻后作為其他車間的工 藝水或雜醇油稀釋用水。組合塔8頂部酒汽(溫度79 °C，壓力6. 5kPa)經(jīng)乙醇汽體壓縮機(jī)9壓縮后(出口 壓力82kPa)，分成三股，第一股酒汽(占31%比例)作為甲醇塔再沸器29的熱源，冷凝的 酒液進(jìn)入組合塔回流罐20，再作為組合塔8頂部回流，從組合塔8頂部第3層塔板采出酒 液后進(jìn)入甲醇塔27進(jìn)行脫甲醇處理，塔頂酒汽作為第三醪液預(yù)熱器3的熱源，甲醇塔末級(jí) 冷凝器28采出部分富含甲醇的工業(yè)酒精(溫度72°C，流量240kg/h)，剩余的酒液進(jìn)入甲醇 塔回流罐30，然后打回甲醇塔頂部回流口 ；甲醇塔27塔底采出甲醇含量少的普級(jí)食用酒精 (流量8334kg/h)經(jīng)普級(jí)食用酒精成品冷卻器31冷卻到30°C后進(jìn)入普級(jí)食用酒精成品罐 32 ；第二股酒汽(占34%比例)作為粗餾塔再沸器10的熱源，冷凝酒液進(jìn)入組合塔回流罐 19，由組合塔回流泵送回組合塔8頂部。第三股酒汽(占35%比例)經(jīng)原料酒汽過熱器11 過熱到118°C，通過處于吸附狀態(tài)的分子篩吸附床12脫水。占出口總量18%的產(chǎn)品乙醇蒸 汽進(jìn)入再生酒汽過熱器13，然后進(jìn)入到另一分子篩塔12解吸分子篩內(nèi)的水分，并將水分帶 到淡酒汽冷凝器14冷凝后，冷凝液收于粗酒罐15。脫水后的酒精蒸汽作為第三醪液預(yù)熱器 3的熱源，未凝酒汽經(jīng)無水乙醇成品冷凝器24進(jìn)一步冷凝，冷凝酒液經(jīng)無水乙醇冷卻器25 冷卻進(jìn)入無水乙醇成品罐26。無水乙醇成品經(jīng)添加變性劑變性后得到燃料乙醇。各蒸餾塔和分子篩吸附解析塔的操作壓力、塔頂和塔底溫度分別為粗餾塔塔頂操作壓為_70kPa，塔頂溫度55°C，塔底溫度75°C ；組合塔塔頂操作壓力為6. 5kPa,塔頂溫度79°C，塔底溫度105°C ；精餾塔塔頂操作壓力為220kPa，塔頂溫度110°C，塔底溫度139°C ；甲醇塔頂操作壓力為_40kPa，塔頂溫度65°C，塔底溫度75°C ；分子篩吸附塔操作壓力為30kPa，分子篩解析塔操作壓力為_60kPa。此工藝年產(chǎn)6萬噸普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)6萬噸燃料乙醇(年生產(chǎn)時(shí)間7920h)，蒸餾 率99%以上。噸產(chǎn)品蒸汽(0.5MPa表壓)消耗量為1. 39t/t燃料乙醇+普級(jí)食用酒精，產(chǎn) 品質(zhì)量分別滿足燃料乙醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18350-2001和GB/T 10343-2008中的普級(jí)食用酒精 標(biāo)準(zhǔn)。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1 一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，包括分子篩吸附/解析塔 (12)，粗餾塔(4)，組合塔(8)，精餾塔(17)，甲醇塔(27)，管程依次串聯(lián)的第一醪液預(yù)熱器 (1)、第二醪液預(yù)熱器(2)和第三醪液預(yù)熱器(3)；其特征在于第一醪液預(yù)熱器(1)設(shè)置醪液入口、醪液出口、熱端入口和熱端出口，其中醪液入口 與發(fā)酵成熟醪液入口連接，醪液出口與第二醪液預(yù)熱器(2)的醪液入口連接，熱端入口與 粗餾塔(4)的酒汽出口連接，熱端出口與粗酒罐(15)連接；第二醪液預(yù)熱器(2)設(shè)置醪液入口、醪液出口、熱端入口和熱端出口，其中醪液出口 分別與第三醪液預(yù)熱器(3)的醪液入口、粗餾塔(4)的醪液入口連接，熱端入口與分子篩吸 附/解析塔(12)頂部的酒精蒸汽出口連接，熱端出口與無水乙醇成品罐(26)連接；第三醪液預(yù)熱器(3)設(shè)置醪液入口、醪液出口、熱端入口和熱端出口，其中醪液出口 與粗餾塔(4)的醪液入口連接，熱端入口與甲醇塔(27)的酒汽出口連接，熱端出口與甲醇 塔(27)的頂部回流口連接；粗餾塔(4)外部設(shè)置用于采出脫氣后的成熟醪液的側(cè)線采出裝置和用于提供熱量的 粗餾塔再沸器(10)，其中側(cè)線采出裝置的醪液出口與醪醪換熱器(7)、組合塔(8)依次連 接；粗餾塔再沸器(10)設(shè)置熱端入口和熱端出口，熱端入口與乙醇汽體壓縮機(jī)(9)的出口 連接，熱端出口與組合塔回流罐(19)、組合塔(8)頂層塔板回流口依次連接；組合塔(8)外部設(shè)置用于壓縮組合塔(8)制備的酒汽的乙醇汽體壓縮機(jī)(9)和用于提 供熱量的組合塔再沸器(18)，其中乙醇汽體壓縮機(jī)(9)分別與粗餾塔再沸器(10)、甲醇塔 再沸器(29)、原料酒汽過熱器(11)連接；組合塔再沸器(18)設(shè)置熱端入口和熱端出口，熱 端入口與精餾塔(17)的酒汽出口連接，熱端出口與精餾塔回流罐(20)連接，精餾塔回流罐 (20)分別與精餾塔(17)的回流口、組合塔(8)的頂部塔板進(jìn)料口連接；組合塔(8)通過設(shè) 置在精餾段底部的淡酒采出口與精餾塔(17)連接；組合塔(8)通過設(shè)置在頂部的酒液出 口與甲醇塔(27)連接；醪醪換熱器(7)還設(shè)置有廢醪入口與廢醪出口，廢醪入口與組合塔 (8)的廢醪出口連接；精餾塔(17)的進(jìn)料口與粗酒預(yù)熱器(16)、粗酒罐(15)的采出口依次連接，粗酒預(yù)熱 器(16)的熱端入口與精餾塔底部的廢水出口連接；精餾塔(17)分別與用于提供熱量的精 餾塔再沸器(23)、雜醇油分離器(22)連接；雜醇油分離器(22)設(shè)置有稀釋水入口、雜醇油 采出口和淡酒出口，淡酒出口與粗酒罐(15)的入口連接；甲醇塔(27)塔釜與普級(jí)食用酒精成品罐(32)連接；甲醇塔(27)與用于提供熱量的甲 醇塔再沸器(29)連接，甲醇塔再沸器(29)的熱端入口與乙醇汽體壓縮機(jī)(9)的出口連接， 熱端出口與組合塔回流罐(19)的酒液入口連接；分子篩吸附/解析塔(12)底部的乙醇?xì)怏w入口與原料酒汽過熱器(11)、乙醇汽體壓 縮機(jī)(9)的出口依次連接；分子篩吸附/解析塔(12)頂部的酒精蒸汽出口與再生酒汽過熱 器(13)形成回路結(jié)構(gòu)；分子篩吸附/解析塔(12)底部的淡酒汽出口依次與淡酒汽冷凝器 (14)、粗酒罐(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其特征在于 所述第一醪液預(yù)熱器(1)與所述粗酒罐(15)之間還設(shè)置粗餾塔冷凝器(5)和粗餾塔末級(jí) 冷凝器(6)；所述第一醪液預(yù)熱器(1)的熱端出口包含氣相出口和液相出口，氣相出口與粗 餾塔冷凝器(5)、粗餾塔末級(jí)冷凝器(6)依次連接，液相出口、粗餾塔冷凝器(5)的液相出口、粗餾塔末級(jí)冷凝器(6)的液相出口分別通過管道與粗酒罐的入口連接；粗餾塔末級(jí)冷 凝器(6)設(shè)置氣相出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其特征在于 所述第二醪液預(yù)熱器(2)與所述無水乙醇成品罐(26)之間還設(shè)置無水乙醇成品冷凝器 (24)和無水乙醇冷卻器(25)；所述第二醪液預(yù)熱器(2)的熱端出口包含無水乙醇?xì)庀喑隹?和無水乙醇液相出口，無水乙醇?xì)庀喑隹谂c無水乙醇成品冷凝器(24)連接，無水乙醇液相 出口與無水乙醇成品冷凝器(24)的液相出口分別通過管道與無水乙醇冷卻器(25)的熱端 液相入口連接；無水乙醇冷卻器(25)的熱端液相出口與無水乙醇成品罐(26)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其特征在于 所述第三醪液預(yù)熱器(3)與所述甲醇塔(27)之間還設(shè)置甲醇塔末級(jí)冷凝器(28)和甲醇塔 回流罐(30)；所述第三醪液預(yù)熱器(3)的熱端出口包含氣相出口與液相出口，氣相出口與 甲醇塔末級(jí)冷凝器(28)連接，甲醇塔末級(jí)冷凝器(28)的液相出口與甲醇塔回流罐(30)入 口連接，液相出口依次與甲醇塔回流罐(30)、甲醇塔(27)的頂部回流口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其特征在于 所述醪醪換熱器(7)的廢醪出口與粗餾塔(4)塔釜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其特征在于 所述精餾塔(17)與雜醇油分離器(22)之間還設(shè)置雜醇油冷卻器(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置，其 特征在于所述甲醇塔(27)與所述普級(jí)食用酒精成品罐(32)之間還設(shè)置普級(jí)食用酒精成 品冷卻器(31)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置。該裝置包括分子篩吸附/解析塔，粗餾塔，組合塔，精餾塔，甲醇塔，醪液預(yù)熱器，其中，組合塔頂酒汽經(jīng)乙醇汽體壓縮機(jī)壓縮后，作為粗餾塔、甲醇塔的熱源和原料酒汽，精餾塔酒汽為組合塔的熱源，粗餾塔酒汽、無水乙醇蒸汽和甲醇塔酒汽分別為第一、第二和第三醪液預(yù)熱器熱源。該裝置既能同時(shí)生產(chǎn)燃料乙醇和普級(jí)食用酒精，亦可選擇單獨(dú)生產(chǎn)燃料乙醇或普級(jí)食用酒精。因其采用多效能量耦合方式，能耗比原工藝大大降低，噸燃料乙醇的蒸汽消耗降低到1.1～1.5t/t，比原工藝1.5～2.0降低25～35％，毋需消耗0.7MPag以上的高品位蒸汽；噸普級(jí)食用酒精的蒸汽消耗降低到1.2～1.4t/t，比原工藝1.9～2.5降低35～50％。
文檔編號(hào)C07C31/08GK201850234SQ20102060859
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者周宏才, 唐兆興, 姜新春, 陳憲笙, 韓品謙, 黎進(jìn)英 申請(qǐng)人:廣東中科天元新能源科技有限公司