[實(shí)用新型]從低濃度發(fā)酵液生產(chǎn)燃料乙醇的節(jié)能工藝裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920237176.7
• 申請(qǐng)日: 2019-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN209721997U
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藍(lán)仁水;黃貴明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市新天進(jìn)科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): C07C31/08
• 分類號(hào): C07C31/08;C07C29/80;B01D3/14;B01D3/32
• 代理公司: 12207 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙尊生<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本實(shí)用新型涉及一種從低濃度發(fā)酵液生產(chǎn)燃料乙醇的節(jié)能工藝裝置，尤其涉及一種從工業(yè)尾氣發(fā)酵液中通過精餾過程生產(chǎn)燃料乙醇的節(jié)能工藝方法和裝置。整個(gè)酒精精餾系統(tǒng)至少包括第一精餾塔、第二精餾塔、第三精餾塔、第四精餾塔等四塔和脫水單元以及其他配套設(shè)備組成。第一精餾塔、第二精餾塔、第三精餾塔和第四精餾塔四塔之間熱集成，加上系統(tǒng)內(nèi)其他換熱、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用極大地降低了操作能耗。優(yōu)化的換熱系統(tǒng)，使脫水單元與精餾系統(tǒng)有機(jī)地統(tǒng)一在一起，提高了整個(gè)精餾系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。本實(shí)用新型克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)，操作能耗較目前先進(jìn)的燃料乙醇精餾工藝方法降低30％以上，具有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種從低濃度發(fā)酵液生產(chǎn)燃料乙醇的節(jié)能工藝裝置，尤其涉及一種從工業(yè)尾氣發(fā)酵液中通過精餾過程生產(chǎn)燃料乙醇的節(jié)能工藝方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著石油、煤炭等能源資源的緊缺、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等問題的日益嚴(yán)重，燃料乙醇作為一種可再生能源，越來(lái)越受到各方面的重視。傳統(tǒng)的燃料乙醇主要以糧食作物如高粱、玉米、地瓜、木薯等為原料，通過生物發(fā)酵途徑獲得。用糧食為原料制成燃料乙醇，不僅價(jià)格不菲，還存在“與人爭(zhēng)糧，與糧爭(zhēng)地”的現(xiàn)象。

采用工業(yè)尾氣微生物發(fā)酵技術(shù)，將鋼鐵工業(yè)尾氣轉(zhuǎn)化為燃料乙醇，同時(shí)副產(chǎn)高蛋白飼料和壓縮天然氣，具有原料充足、集中度高、易于收集的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)燃料乙醇生產(chǎn)成本相比，其綜合成本低、能源利用率高、產(chǎn)品附加值高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的資源進(jìn)行高值化利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

由于工業(yè)尾氣發(fā)酵屬于氣體發(fā)酵過程，發(fā)酵液中乙醇濃度很低(一般乙醇含量?jī)H為2～4％。除特殊說(shuō)明外，本申請(qǐng)文本中均指質(zhì)量百分比)，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)糧食作物發(fā)酵液乙醇濃度(10～16％)。目前從發(fā)酵醪液生產(chǎn)燃料乙醇的過程，多采用三塔蒸餾方法，這種方法存在生產(chǎn)能耗較高的缺點(diǎn)。若工業(yè)尾氣發(fā)酵制燃料乙醇精餾過程仍采用常規(guī)工藝方法，必然導(dǎo)致精餾過程能耗很高，將嚴(yán)重制約工業(yè)尾氣發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇工藝的經(jīng)濟(jì)性。

中國(guó)專利CN200410094085.0公開了一種“燃料乙醇生產(chǎn)方法”，其實(shí)質(zhì)是采用單醪塔、單精塔加分子篩的原始工藝方法，雖然工藝流程簡(jiǎn)單，但操作能耗很高。

CN200710057523.X公開了一種“采用三塔熱集成裝置進(jìn)行乙醇精餾的工藝方法”：整個(gè)乙醇精餾系統(tǒng)包括粗餾塔、低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔等三塔，粗餾塔、低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔三塔之間熱集成，粗餾塔側(cè)線氣相為低壓共沸精餾塔提供部分能量，高壓共沸精餾塔塔頂氣相為粗餾塔塔釜提供能量，酒精產(chǎn)品由低壓共沸精餾塔和高壓共沸精餾塔分別采出，其實(shí)質(zhì)仍是單醪塔、雙精塔的雙效精餾工藝，操作能耗高。

CN200710058736.4公開一種“燃料乙醇生產(chǎn)裝備及方法”，其實(shí)質(zhì)是采用雙醪塔(粗塔、精餾塔下部)、雙精塔(精餾塔上部、回收塔上部)加分子篩的三塔精餾工藝方法，粗塔、精餾塔和回收塔三臺(tái)塔之間熱集成操作，實(shí)現(xiàn)了三效工藝，操作能耗較低。

CN201010545523.6公開了“一種燃料乙醇和普級(jí)食用酒精聯(lián)產(chǎn)的蒸餾脫水裝置及工藝”，類似CN200710058736.4提供的工藝方法，粗餾塔、組合塔、精餾塔三臺(tái)塔之間熱集成操作，實(shí)現(xiàn)了三效工藝，其改進(jìn)部分在于：組合塔塔頂氣相經(jīng)乙醇汽體壓縮機(jī)升壓后分為三股，一股去粗餾塔再沸器、一股去甲醇塔再沸器、另一股去分子篩吸附塔脫水，脫水后的無(wú)水乙醇?xì)怏w返回精餾單元給粗餾塔塔釜再沸器加熱，相對(duì)CN200710058736.4提供的工藝方法進(jìn)一步降低了操作能耗。CN201010545523.6中設(shè)置的甲醇塔，屬于聯(lián)產(chǎn)普級(jí)食用乙醇的必需設(shè)備，但對(duì)于燃料乙醇裝置屬于多余設(shè)備。發(fā)酵液中甲醇濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于乙醇濃度，精餾所得的共沸酒精經(jīng)脫水后無(wú)需脫除甲醇即可滿足GB 18350-2013《變性燃料乙醇》標(biāo)準(zhǔn)。壓縮機(jī)的設(shè)置大大增加了CN201010545523.6提供工藝方法的電耗，并且增加了動(dòng)設(shè)備(壓縮機(jī))的投資和維護(hù)成本。