[發明專利]在具有分子篩和膜的乙醇生產中使產物流脫水的方法和系統

有效

• 申請號: 201980031024.4
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN112118897B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 弗吉尼亞·安德拉德;周金明;斯蒂芬·魯迪格·布魯姆
• 申請（專利權）人: 懷弗克斯技術有限公司
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D1/26;B01D3/14
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 張兵兵

本公開提供用于乙醇生產的方法和系統。在一個實施方案中，第一啤酒塔處接收包含乙醇和水的進料混合物的第一部分以形成第一啤酒塔底部物流和第一啤酒塔氣態塔頂物流。啤酒塔接收進料混合物的第二部分。將第一啤酒塔底部物流的第一部分輸送到第一啤酒塔再沸器。將第一啤酒塔底部物流的第二部分輸送到多個蒸發器。將第一啤酒塔氣態塔頂物流的冷凝部分輸送到汽提塔。汽提塔形成進料流，其與分離系統接觸，從而形成滲透物和截留物。滲透物被直接輸送到選自第一啤酒塔和汽提塔的至少一個。

優先權要求

本申請要求于2018年5月7日提交的題為“在乙醇生產中使產物流脫水的方法和系統”(“Process and System for Dehydrating a Product Stream in EthanolProduction”)的美國臨時專利申請號62/667,933的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開一般性地涉及用于乙醇生產的方法和系統。

背景技術

已經使用各種方法和系統從原料生產乙醇。例如，在某些現有系統中，乙醇是通過發酵生產的，產生的釜餾物(啤酒)的乙醇濃度高達18％，隨后將其分三個步驟濃縮：(1)在啤酒塔中蒸餾，增加乙醇濃縮到65％，然后(2)在汽提塔/精餾塔中處理，將乙醇濃度進一步提高到約90體積％，和(3)基于分子篩的脫水(也稱為變壓吸附)，脫水到99.0至99.95體積％的目標乙醇濃度。在汽提塔/精餾塔中，需要在側引出物中除去高沸點組分(包括丙醇、丁醇和異構的戊醇)(也稱為雜醇油(fusel oil))的混合物，以避免在其中積聚。

發明概述

根據本公開的一個非限制性方面，描述了一種用于在乙醇生產中使產物流脫水的方法的示例性實施方案。該示例性方法包括在第一啤酒塔處接收包含乙醇和水的進料混合物的第一部分，以形成第一啤酒塔底部物流和第一啤酒塔氣態塔頂物流。在第二啤酒塔處接收進料混合物的第二部分。第二啤酒塔在比第一啤酒塔更高的壓力下操作，以形成第二啤酒塔底部物流和第二啤酒塔氣態塔頂物流。將第一啤酒塔底部物流的第一部分輸送到第一啤酒塔再沸器。第一啤酒塔底部物流的第二部分輸送到多個蒸發器。將第二啤酒塔底部物流的至少一部分輸送到第二啤酒塔再沸器。冷凝第一啤酒塔氣態塔頂物流。將第一啤酒塔氣態塔頂物流的冷凝部分輸送到汽提塔。汽提塔形成進料流。進料流與分離系統接觸，從而形成滲透物和截留物。將滲透物的至少一部分直接輸送到選自第一啤酒塔和汽提塔的至少一個。

根據本公開的另一個非限制性方面，描述了用于在乙醇生產中使產物流脫水的方法的另一個示例實施方案。該示例性方法包括用一個或多個蒸餾單元蒸餾包含乙醇和水的進料混合物以形成蒸餾單元底部物流和氣態塔頂物流。分子篩單元與包含氣態塔頂物流的至少一部分的副產物流接觸，從而形成產物流和再生流。使再生流與包括汽提塔和膜的分離系統接觸，從而形成滲透物和截留物。產物流的至少一部分輸送到多個蒸發器。多個蒸發器至少包括在其間不具有任何中間蒸發器的情況下連接的第一蒸發器和第二蒸發器。多個蒸發器中的每一個形成植物蒸汽(vegetal steam)，并且植物蒸汽從第一蒸發器輸送到第二蒸發器。

根據本公開的另一個非限制性方面，描述了用于在乙醇生產中使產物流脫水的系統的示例性實施方案。該示例性系統包括一個或多個蒸餾單元，該蒸餾單元構造成接收包含乙醇和水的進料混合物，以形成蒸餾單元底部物流和氣態塔頂物流。分子篩單元構造成接觸包含氣態塔頂物流的至少一部分的副產物流。分子篩單元被構造以形成產物流和再生流。分離系統包括汽提塔和膜。分離系統構造成接觸再生流，從而形成滲透物和截留物。多個蒸發器包括選自2效蒸發器、4效蒸發器、6效蒸發器和8效蒸發器中的至少一個。所述多個蒸發器至少包括在其間不具有任何中間蒸發器的情況下連接的第一蒸發器和第二蒸發器。多個蒸發器中的每一個被構造以形成植物蒸汽。植物蒸汽從第一蒸發器輸送到第二蒸發器。

附圖簡要說明

通過參考附圖，可以更好地理解本文所述的方法和系統的特征和優點，其中：