[發明專利]提純生物乙醇的設備及方法

有效

• 申請號: 201711483907.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108046989B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 劉立新;朱敏燕;劉桂麗;于娜
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C07C29/74
• 分類號: C07C29/74;C07C29/82;C07C29/80;C07C31/08;C10L1/02
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發明提出了一種提純生物乙醇的設備及方法，所述設備包括：預分離塔、共沸精餾塔、共沸劑回收塔、分相器、閃蒸罐、冷凝器、再沸器和混合器。本發明的提純生物乙醇的設備，主要采用預分離塔、共沸精餾塔、共沸劑回收塔、壓縮機、分相器等，將生物乙醇?水溶液依次經過三座精餾塔后，得到質量分數99.9％及以上的無水乙醇。本發明的提純生物乙醇的方法有效的回收了精餾塔頂蒸汽熱量，并進一步利用過程余熱，實現系統內熱量的自回收，使得工藝物流之間實現充分換熱，減少了公用工程用量，節省操作費用，經濟效果顯著。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種提純生物乙醇的設備及方法。

背景技術

生物乙醇是以生物質為原料生產的可再生能源，該方法生產的乙醇產量占世界乙醇總產量的93％。生物乙醇是目前最有前途的可持續發展燃料，其優點在于易與現有燃料系統混合(如與汽油組成5％～85％混合物)，不需要改變發動機的性能，就可直接用作車用燃料。此外，生物乙醇可用作汽油辛烷值改進劑，提高汽油含氧量，以減少汽車尾氣中的二氧化碳與烴類污染物的排放。

生物質原料一般經過預處理、發酵等工藝得到乙醇含量在5～12wt％發酵醇液，需要進行脫水處理，以達到可利用的純度標準。通常生物乙醇用作燃料或者添加劑時，乙醇的純度應不小于99.5wt％，為了實現這一純度要求，需要消耗大量的能量來打破乙醇-水的二元共沸物。降低該分離過程能耗，提高分離過程能量利用率是科研人員一直關注的研究熱點。

專利CN1644703公開了一種專用于無水乙醇生產的成套技術，即原料處理、發酵、精餾、分子篩吸附脫水、廢醪液處理工序組成。但直接采用分子篩脫除混合溶液中的水，沒有對水分進行預處理，增加了分子篩負荷，并且還需要進行分子篩的吸附和再生，存在操作復雜，流程較長等問題。

專利WO2014023137A1公開了一種采用壓縮式熱泵精餾塔裝置及工藝分離乙醇-水共沸物，對于氣相進料，可以顯著降低分離過程公用工程消耗，但是對于液相進料，降耗不顯著。

專利CN101157890A公開了一種無水乙醇生產裝備及方法，將兩塔流程的粗餾塔和精餾塔分別拆分為兩個粗餾塔和兩個精餾塔，利用醪塔、精餾塔、回收塔三塔工藝生產無水乙醇。此流程中雖然僅有回收塔一塔使用新鮮蒸汽加熱，但回收塔處理的粗酒量太大，導致回收塔使用的新鮮蒸汽量過大；此外，經過吸附塔脫水后的無水乙醇蒸汽的熱量沒有得到利用，故而整個系統未達到最優化，能耗很高。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種提純生物乙醇的設備。

本發明的提純生物乙醇的設備，包括：預分離塔、共沸精餾塔、共沸劑回收塔、分相器、閃蒸罐、冷凝器、再沸器和混合器。

本發明的提純生物乙醇的設備，主要采用預分離塔、共沸精餾塔、共沸劑回收塔、壓縮機、分相器等，將生物乙醇-水溶液依次經過三座精餾塔后，得到質量分數99.9％及以上的無水乙醇。在此過程中，對預分離塔和共沸精餾塔引入熱泵技術，充分利用預分離塔、共沸精餾塔塔頂蒸汽的熱量，為三座精餾塔的再沸器提供熱量，形成熱耦合網絡。本發明的提純生物乙醇的方法有效的回收了精餾塔頂蒸汽熱量，并進一步利用過程余熱，實現系統內熱量的自回收，使得工藝物流之間實現充分換熱，減少了公用工程用量，節省操作費用，經濟效果顯著。

另外，根據本發明上述實施例的提純生物乙醇的設備，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述的提純生物乙醇的設備，還包括多臺壓縮機、多個冷卻器、多臺換熱器和多個減壓閥。

進一步地，多臺所述壓縮機至少包括三臺，多個所述冷卻器至少包括2個，多個所述換熱器至少包括5個，多個所述減壓閥至少包括2個。