[實用新型]無水乙醇生產系統

有效

• 申請號: 201320103837.X
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN203123831U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 董永勝
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: B01D61/08
• 分類號: B01D61/08;C07C29/76;C07C31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種無水乙醇的生產系統，尤其涉及利用膜分離技術生產無水乙醇的生產系統，屬于生物分離工程技術領域。

背景技術

無水乙醇是指乙醇濃度大于99.5?wt%的酒精溶液，無水乙醇是一種重要的化工原料和化學試劑，也是汽油醇的基本原料。微生物發酵法產生的乙醇通過一般的蒸餾法不能得到無水乙醇，只能生產出乙醇濃度為95.0wt%的酒精，因為乙醇濃度為95.57wt%時，乙醇和水組成一個乙醇-水恒沸混合溶液體系，其沸點為78.5℃，在蒸餾時恒沸混合物中的乙醇和水按比例蒸餾出來。

目前，制備無水乙醇的方法主要有恒沸精餾法、萃取精餾法、吸附法和膜分離法。恒沸精餾法和萃取精餾法能耗較高、設備投資大，吸附法的廢液會對環境造成污染。膜分離技術具有高效、節能、無污染的特點，是一種很有前景的新技術。中國專利文件CN201744279（申請號201020286456.6）公開了一種用于生產無水乙醇的乙醇脫水系統，包括粗餾塔，該粗餾塔對發酵液進行蒸餾脫水；蒸汽滲透膜裝置，該蒸汽滲透膜裝置接收乙醇和水的混合物料流，并進行進一步的脫水處理，生成無水乙醇以及乙醇和水的混合氣體。中國專利文件CN202400989（申請號201129470128.6）公開了一種生產無水乙醇的裝置，包括精餾塔和滲透汽化膜組件，將含水乙醇通過精餾和滲透汽化膜分離，得到無水乙醇。以上生產無水乙醇的系統是采用酒精蒸餾與蒸汽滲透膜或滲透汽化膜相結合，依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率的不同來實現乙醇和水的分離。在上述生產過程中，由于原料是蒸汽或高溫液體（88℃~91℃），系統操作溫度高，只能使用能耐高溫的膜材料，影響了制作膜的材料選擇范圍，提高了膜組件的成本；在較高的操作溫度下，膜易發生嚴重的溶脹現象，膜的使用壽命相對縮短。因此，在采用膜技術生產無水乙醇時，延長膜的使用壽命、降低膜組件的成本是無水乙醇生產中一個需要解決的問題，本實用新型就是在這一背景下提出的。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種操作溫度低且脫水效率高的無水乙醇生產系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種無水乙醇生產系統，包括原料罐、第一級膜組件、第二級膜組件、濃縮液儲罐、產品罐、定量泵、流量閥，原料罐的底部通過定量泵與第一級膜組件連接，第一級膜組件與濃縮液儲罐和產品罐由流量閥連接，濃縮液儲罐與第二級膜組件由定量泵連接，第二級膜組件與產品罐由流量閥連接。

所述的第一級膜組件和第二級膜組件的結構相同，膜組件包括筒體、中空纖維膜，筒體內部裝有中空纖維膜，筒體一端裝有料液進口、另一端裝有濃縮液出口、一側裝有透過液出口。

所述的第一級膜組件是由疏水性材料制作的中空纖維膜組成，膜的制造材料是硅橡膠。

所述的第二級膜組件是由親水性材料制作的中空纖維膜組成，膜的制造材料是聚酰胺。

所述的中空纖維膜是反滲透復合膜，其外徑為80~160μm，內徑為40~80μm。

本實用新型的無水乙醇生產系統是用于脫去酒精中水分的裝置：將從酒精生產中蒸餾得到的酒精液（酒精含量在95.0wt%）在泵作用下流過膜組件，水分子和乙醇在不同性質的膜中透過膜集于膜外，從膜組件中流出，從而實現乙醇與水分子的分離。

本實用新型是采用膜分離技術脫去酒精液中的水分，在本實用新型中采用的膜是反滲透中空纖維復合膜，中空纖維膜具有水滲透通量大、分離因子高、脫水效率高等優點。膜的選擇透過性能是由致密的超薄功能層決定的，酒精液中乙醇和水的分離是依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率的不同來實現的。在第一級膜組件中，因為中空纖維膜是疏水性材料制作的膜，當酒精液通過時，乙醇分子溶于膜內，再透過膜集于膜外，從第一級膜組件中流出，得到無水乙醇；在第二級膜組件中，因為中空纖維膜是親水性材料制作的膜，當酒精液通過時，水分子溶于膜內，再透過膜集于膜外，從第二級膜組件中流出，而脫出水分的乙醇液從膜中流出得到無水乙醇。

????本實用新型是針對蒸汽滲透法和滲透汽化法生產無水乙醇的不足，利用反滲透復合膜的特點，設計了用于脫去乙醇中水分子的生產系統，使用本實用新型的無水乙醇生產系統與現有技術相比其有益效果如下：在常溫下可進行無水乙醇的生產，延長了膜的使用壽命、降低了膜組件的成本，擴大了膜材料的選擇范圍；乙醇脫水過程中各成分相態不變、不用加熱、能耗低，對環境沒有污染；生產系統結構簡單、操作方便。

附圖說明

???圖1為本實用新型的無水乙醇生產系統的結構示意圖。

?圖2為第一級膜組件2或第二級膜組件3的結構示意圖。