專利名稱：一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用發(fā)酵醪液生產(chǎn)無水乙醇的工藝及其裝置。 技術(shù)背景隨著全球石油和原煤等不可再生能源的日益衰竭，以可再生的生物質(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。生物質(zhì)原料經(jīng)過發(fā)酵得到的成熟發(fā)酵醪液經(jīng)過蒸餾、脫水可制得無水乙醇; 傳統(tǒng)的無水酒精蒸餾脫水工藝主要有以下幾種1、 兩塔常壓蒸餾，傳統(tǒng)脫水工藝兩塔為粗餾塔和精餾塔，兩塔都采用常壓蒸餾以得到濃度95% (v/v)左右 的高濃度酒精；脫水工藝多采用共沸精餾或者分子篩脫水工藝。蒸餾工藝由于 沒有采用差壓熱耦合技術(shù)，因此能耗較大、循環(huán)冷卻水消耗高，現(xiàn)在基本己經(jīng) 廢棄不用。共沸精餾采用苯或者環(huán)己烷為脫帶劑，而以苯為脫帶劑時間易造成 環(huán)境污染，此脫水工藝同樣存在能耗較大、 一次投入較大的缺點，現(xiàn)在應(yīng)用的 也較少。傳統(tǒng)的分子篩脫水應(yīng)用吸附時應(yīng)用高壓吸附，造成分子篩的損耗較高， 能耗也教大。2、 兩塔差壓蒸餾，傳統(tǒng)脫水工藝兩塔同樣為粗餾塔和精餾塔，粗餾塔為減壓操作，精餾塔為加壓操作。兩 塔差壓蒸餾得到高濃度酒精后進(jìn)脫水工段又包括液相汽化后進(jìn)脫水工段和汽相 直接進(jìn)脫水工段兩種工藝。脫水工藝同樣采用共沸精餾或者分子篩脫水工藝。 通過差壓熱耦合蒸餾技術(shù)能部分降低蒸餾時的能耗和循環(huán)水耗量，但是同樣有 能量利用不充分，循環(huán)冷卻水耗量沒有顯著降低的缺點；脫水工段的缺點同樣 沒有解決。3、三塔差壓蒸餾，傳統(tǒng)脫水工藝三塔為粗餾塔，水洗塔和精餾塔，粗餾塔為減壓操作，水洗塔為微負(fù)壓操 作，精餾塔為加壓操作。為了有限減少進(jìn)脫水工段的雜質(zhì)，此工藝特增加了水洗塔。脫水工藝也采用共沸精流或分子篩脫水工藝。由于蒸餾工段為提高了無 水酒精的質(zhì)量增設(shè)了塔設(shè)備，盡管也采用差壓技術(shù)但是能耗和循環(huán)冷卻水耗量 同樣較高。而脫水工藝存在的問題依然。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置和工藝， 可以達(dá)到提高無水酒精質(zhì)量，減少污染的效果，有效降低能耗并降低循環(huán)冷卻 水的消耗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的生產(chǎn)裝置為 一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水 乙醇的裝置，它包括上下順次疊置的脫醛塔、脫氣塔和第一粗餾塔，上下疊置 的第一精餾塔和第二粗餾塔，以及第二精餾塔，并聯(lián)設(shè)置的分子篩A和分子篩B， 管程依次串聯(lián)的第一成熟醪預(yù)熱器、第二成熟醪預(yù)熱器、第三成熟醪預(yù)熱器； 其中第一成熟醪預(yù)熱器管側(cè)入口連接成熟發(fā)酵醪原料入口，第三成熟醪預(yù)熱器 管側(cè)出口管道連接脫氣塔頂部入口，脫醛塔頂部經(jīng)管道與第一成熟醪預(yù)熱器殼 側(cè)入口相連，第一成熟醪預(yù)熱器殼側(cè)出口經(jīng)脫醛塔回流罐、脫醛塔回流泵與脫 醛塔頂部回流口相連；第一粗餾塔上部汽相出口經(jīng)管道與第二成熟醪預(yù)熱器殼側(cè)入口相連，第二成熟醪預(yù)熱器殼側(cè)出口管道連接粗酒罐，粗酒罐底部出口經(jīng) 粗酒泵管道連接粗酒預(yù)熱器第一入口，粗酒預(yù)熱器第一出口經(jīng)管道與第二精餾塔中部進(jìn)料口相連；第一粗餾塔上部液相出口管道連接成熟醪釆出泵入口，成 熟醪采出泵出口管道連接成熟醪預(yù)熱器第一入口 ，成熟醪預(yù)熱器第一出口經(jīng)管 道與第二粗餾塔頂部入口相連，第二粗餾塔底部出口經(jīng)管道與成熟醪預(yù)熱器第二入口相連，成熟醪預(yù)熱器第二出口經(jīng)管道與廢水處理管道系統(tǒng)相連；第一精 餾塔頂部第一出口經(jīng)管道與第一粗餾塔第一再沸器殼側(cè)入口相連，第一粗餾塔 第一再沸器殼側(cè)出口經(jīng)第一精餾塔回流罐和第一精餾塔回流泵管道相連第一精 餾塔上部回流入口 ，第一精餾塔頂部第二出口經(jīng)過過熱器管禾呈與并聯(lián)的分子篩A 和分子篩B吸附入口管道連接，并聯(lián)的分子篩A和分子篩B的吸附出口分別連 接第三成熟醪預(yù)熱器殼側(cè)入口和再生汽過熱器管側(cè)入口 ，第三成熟醪預(yù)熱器殼 側(cè)出口連接成品罐，再生汽過熱器管側(cè)出口連接并聯(lián)的分子篩A和分子篩B的 再生入口 ，分子篩A和分子篩B的再生出口分別經(jīng)淡酒冷凝器管程連接粗酒罐，過熱器和再生汽過熱器的殼側(cè)入口分別連接蒸汽系統(tǒng)；第二精餾塔頂部出口經(jīng) 管道與第二粗餾塔再沸器殼側(cè)入口相連，第二粗餾塔再沸器殼側(cè)出口經(jīng)第二精 餾塔回流罐與第二精餾塔回流泵入口端相連，第二精餾塔回流泵出口端經(jīng)管道 分別與第二精餾塔上部回流入口以及淡酒預(yù)熱器第一入口相連，淡酒預(yù)熱器第 一出口管道連接第一精餾塔上部回流口 ，第一精餾塔底部淡酒出口管道連接淡 酒預(yù)熱器第二入口，淡酒預(yù)熱器第二出口管道連接粗酒罐；第二精餾塔底部出 口經(jīng)管道與粗酒預(yù)熱器第二入口相連，粗酒預(yù)熱器第二出口經(jīng)管道連接廢水處 理系統(tǒng)，第二精餾塔再沸器殼側(cè)入口管道連接蒸汽系統(tǒng)。本發(fā)明的裝置中將粗熘和精餾分別設(shè)置成二段操作，相當(dāng)于粗餾和精餾分 別是二效操作，蒸餾效果好，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量高；將脫醛±荅、脫氣塔和第一粗 餾塔上下疊置，將第一精餾塔和第二粗餾塔上下疊置，充分利用空間，減少設(shè) 備和管道設(shè)置，節(jié)約成本，同時可以充分利用下塔的熱量，提高能量利用效率； 第二精餾塔頂酒汽經(jīng)過冷凝后分別回流第一精餾塔和第二精餾塔，即可以方便 控制兩個精餾塔的負(fù)荷，同時也可以減少兩塔之間互相的影響，提高裝置運(yùn)行 的平穩(wěn)性和易操作性，有利于進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗；將第一精餾塔頂酒汽引去 分子篩脫水，使得分子篩的操作壓力明顯降低，減少了系統(tǒng)能耗，延長了分子 篩的使用壽命。作為一種改進(jìn)，所述第二精餾塔再沸器的殼側(cè)出口、過熱器的殼側(cè)出口和 再生汽過熱器殼側(cè)出口分別經(jīng)管道與閃蒸罐入口相連，閃蒸罐頂部出口經(jīng)管道 與第一粗餾塔第二再沸器殼側(cè)入口相連，閃蒸罐底部出口和第一粗餾塔第二再 沸器殼側(cè)出口分別經(jīng)管道連接回鍋爐管道系統(tǒng)，可以充分利用裝置中蒸汽冷凝 水的熱量，進(jìn)一步節(jié)省蒸汽消耗和循環(huán)水消耗。本發(fā)明以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的生產(chǎn)工藝為自發(fā)酵工段來的成 熟醪依次經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器、第二成熟醪預(yù)熱器和第三成熟醪預(yù)熱器預(yù)熱后 進(jìn)入脫氣塔頂部，脫氣塔頂部出來的粗酒汽直接進(jìn)入脫醛塔脫醛，自脫醛塔頂 部來的酒汽進(jìn)入第一成熟醪預(yù)熱器冷凝后進(jìn)入脫醛塔回流罐，再由脫醛塔回流 泵泵入脫醛塔，自第一粗餾塔上部采出粗酒汽進(jìn)入第二成熟醪預(yù)熱器，經(jīng)冷凝 后進(jìn)入粗酒罐，自第一粗餾塔上部采出部分脫氣脫醛后的成熟醪用成熟醪采出 泵采出，經(jīng)過成熟醪預(yù)熱器用第二粗餾塔底部廢醪液預(yù)熱后進(jìn)入第二粗餾塔， 經(jīng)第二粗餾塔濃縮后的粗酒汽直接進(jìn)入第一精餾塔，第一精餾塔塔頂出的濃縮酒汽一部分進(jìn)入過熱器過熱后進(jìn)入分子篩A或分子篩B脫水，經(jīng)分子篩A或分 子篩B脫水后無水酒汽一部分進(jìn)入第三成熟醪預(yù)熱器冷凝后，進(jìn)入成品暫貯罐 作為成品輸出，另一部分無水酒汽經(jīng)再生器過熱器過熱后作為分子篩B或者分 子篩A的再生用汽，分子篩B或者分子篩A的再生汽經(jīng)淡酒7令凝器冷凝后進(jìn)入 粗酒罐；第一精餾塔塔頂出的另一部分濃縮酒汽進(jìn)入第一禾且餾塔第一再沸器殼 側(cè)冷凝，冷凝酒液泵入第一精餾塔回流，自第一精餾塔底部出來的淡酒經(jīng)淡酒 預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入粗酒罐，自粗酒罐底部來的粗酒由粗酒泵泵入粗酒預(yù)熱器預(yù) 熱后進(jìn)入第二精餾塔，從第二精餾塔頂部出來的濃縮酒汽進(jìn)入第二粗餾塔再沸 器殼側(cè)冷凝，冷凝酒液進(jìn)入第二精餾塔回流罐，由第二精餾塔回流泵泵出一部 分進(jìn)入第二精餾塔回流，另一部分經(jīng)淡酒預(yù)熱器冷卻后進(jìn)入第一精餾塔頂部回流，第二精餾塔再沸器、過熱器和再生器過熱器分別使用蒸^;加熱。所述第二精餾塔再沸器、過熱器和再生器過熱器加熱后的蒸汽冷凝水分別 進(jìn)入閃蒸罐閃蒸，頂部閃蒸汽進(jìn)入第一粗餾塔第二再沸器殼側(cè)作為熱源使用， 以便進(jìn)一步利用熱量，減少系統(tǒng)能耗。本發(fā)明的工藝中，控制各塔塔頂操作壓力、塔頂和塔底的操作溫度分別為 脫醛塔(5)絕壓0.25 0.35 atm，塔頂溫度50 60。C，塔底溫度55 65。C;脫氣塔(6)絕壓0. 3 0. 4 atm，塔頂溫度60 7(TC，塔底溫度65 75°。； 第一粗餾塔(7)絕壓0.3 4 atm，塔頂溫度65 75。C， i荅底溫度80 90。C;第一精餾塔(24)絕壓1.2 2.2atm，塔頂溫度85 95"，塔底溫度100 115。C;第二粗餾塔(25)絕壓1. 5 2. 5 atm，塔頂溫度100 120°C ，塔底溫度110 125°C;第二精餾塔(32)絕壓4. 8 6. 0 atm，塔頂溫度120 135°C ，塔底溫度150 165。C;控制吸附與解吸時分子篩操作壓力、操作溫度分別為吸附時絕壓1.0 2.0atm，溫度100 120。C; 解吸時絕壓0. 3 0. 4atm，溫度110 140。C。脫醛塔、脫氣塔、第一粗餾塔均采用減壓操作，脫醛塔來的粗酒汽用于供 給第一成熟醪預(yù)熱器能量，第一粗餾塔來的粗酒汽用于供給第二成熟醪預(yù)熱器 能量。第二粗餾塔采用正壓操作，粗酒汽直接進(jìn)入第一精餾塔；第一精餾塔采 用正壓操作，自第一精餾塔塔頂出來的濃縮酒汽部分進(jìn)入第一粗餾塔第一再沸 器供給第一粗餾塔能量，另一部分酒汽經(jīng)過熱器過熱后進(jìn)入分子篩進(jìn)行吸附脫 水；第二精餾塔采用正壓操作，自第二精餾塔塔頂出來的濃縮酒汽進(jìn)入第二粗 餾塔再沸器供給第二粗餾塔能量，經(jīng)過第二粗餾塔再沸器冷凝后的酒液分別回 流第一精餾塔和第二精餾塔，減少各塔之間互相的操作影響，提高了系統(tǒng)運(yùn)行 的平穩(wěn)性。第二粗餾塔塔底來的廢醪液經(jīng)成熟醪預(yù)熱器與脫氣后的成熟醪換熱 后匯同第一粗餾塔塔底來的廢醪液去廢糟處理系統(tǒng)；經(jīng)粗酒預(yù)熱器與粗酒液換 熱后的來自第二精餾塔塔底來的廢余餾水去廢水處理系統(tǒng)。分子篩吸附壓力釆 用微正壓，從而保證分子篩的使用壽命能夠延長。本發(fā)明的優(yōu)點是釆用差壓熱耦合技術(shù)實現(xiàn)蒸餾工段各塔的能量相互匹配利 用，通過壓力控制系統(tǒng)實現(xiàn)分子篩的微正壓操作延長分子篩的使用壽命，從而 使發(fā)酵法生產(chǎn)無水乙醇的蒸汽總消耗降到1.5 2.0噸/噸成品無水乙醇，比目前國內(nèi)的常用的發(fā)酵法生產(chǎn)無水乙醇的2.2 3.0噸蒸汽/噸食用酒精的蒸汽消 耗節(jié)省蒸汽約30% 40%，節(jié)約循環(huán)水消耗約15噸/噸成品無水乙醇。


附圖1為本發(fā)明的工藝流程原理圖；1.第一成熟醪預(yù)熱器，2.脫醛塔末冷，3.脫醛塔回流罐，4.脫醛塔回流 泵，5.脫醛塔，6.脫氣塔，7.第一粗餾塔，8.第二成熟醪預(yù)熱器，9.第一 粗餾塔末冷，10.粗酒罐，11.第三成熟醪預(yù)熱器，12.成品酒汽末冷，13.成 品酒暫貯罐，14.第一粗餾塔循環(huán)泵，15.第一粗餾塔第一再沸器，16.第一 精餾塔末冷，17.第一精餾塔回流罐，18.第一精餾塔循環(huán)泵，19.第一粗餾 塔第二循環(huán)泵，20.第一粗餾塔第二再沸器，21.閃蒸罐，22.成熟醪采出泵， 23.成熟醪預(yù)熱器，24.第一精餾塔，25.第二粗餾塔，26.第二粗餾塔循環(huán) 泵，27.第二粗餾塔再沸器，28.第二精餾塔回流罐，29.第二精餾塔回流泵， 30.粗酒泵，31.粗酒預(yù)熱器，32.第二精餾塔，33.淡酒預(yù)熱器，34.雜醇油分離器，35.第二精餾塔再沸器，36.過熱器，37.分子篩A， 38.分子篩B， 39.解吸汽過熱器，40.淡酒冷凝器
具體實施例方式實施例如附圖1所示， 一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置包括 有脫醛塔5、脫氣塔6、第一粗餾塔7、第一精餾塔24、第二粗餾塔25、第二精 餾塔32、分子篩A37、分子篩B38。其中第二精餾塔32頂部出口經(jīng)管道與第二 粗餾塔再沸器27殼側(cè)入口相連，第二粗餾塔再沸器27殼側(cè)出口經(jīng)管道與第二 精餾塔回流罐28入口相連，第二精餾塔回流罐28底部出口經(jīng)管道與第二精餾 塔回流泵29入口端相連，第二精餾塔回流泵29出口端經(jīng)管道與第二精餾塔32 頂部回流口相連，第二精餾塔32回流管道上分出一支同淡酒預(yù)熱器33第一入 口相連，淡酒預(yù)熱器33第一出口經(jīng)管道與第一精餾塔24頂部入口相連；第二 精餾塔32底部出口經(jīng)管道與粗酒預(yù)熱器31第二入口相連，粗酒預(yù)熱器31第 二出口經(jīng)管道與廢水處理系統(tǒng)相連，第一精餾塔24塔頂?shù)谝怀隹诮?jīng)管道與第一 粗餾塔第一再沸器15殼側(cè)入口相連，第一粗餾塔第一再沸器15殼側(cè)汽相出口 經(jīng)管道與第一精餾塔末冷16入口相連，第一精餾塔末冷16出口經(jīng)管道與第一 精餾塔回流罐17入口相連，第一粗餾塔第一再沸器15殼側(cè)液相出口經(jīng)管道與 第一精餾塔回流罐17入口相連，第一精餾塔回流罐17底部出口經(jīng)管道與第一 精餾塔回流泵18入口端相連，第一精餾塔回流泵18出口端經(jīng)管道與第一精餾 塔24頂部回流口相連，第一精餾塔24底部出口經(jīng)管道與淡酒預(yù)熱器33第二入 口相連，淡酒預(yù)熱器33第二出口經(jīng)管道與粗酒罐10入口端相連；第二粗餾塔 25底部出口一部分經(jīng)過第二粗餾塔循環(huán)泵26抽出，通過第二粗餾塔再沸器27 管程加熱后進(jìn)入第二粗餾塔27塔釜，另一部分經(jīng)管道與成熟醪預(yù)熱器23第二 入口相連，成熟醪預(yù)熱器23第二出口經(jīng)管道與廢糟處理系統(tǒng)相連；脫醛塔5頂 部出口經(jīng)管道與第一成熟醪預(yù)熱器1殼側(cè)入口管道相連，第一成熟醪預(yù)熱器1 汽相出口經(jīng)管道與脫醛塔末冷2入口相連，脫醛塔末冷2出口經(jīng)管道與脫醛塔 回流罐3入口相連，第一成熟醪預(yù)熱器1液相出口經(jīng)管道也與脫醛塔回流罐3 入口相連，脫醛塔回流罐3底部出口經(jīng)管道與脫醛塔回流泵4入口端相連，脫 醛塔回流泵4出口端經(jīng)管道與脫醛塔5頂部回流口相連；第一粗餾塔7上部汽10相出口經(jīng)管道與第二成熟醪預(yù)熱器8殼側(cè)入口相連，第二成熟醪預(yù)熱器8殼側(cè)汽相出口經(jīng)管道與第一粗餾塔末冷9入口相連，第一粗餾塔末冷9出口經(jīng)管道 與粗酒罐10入口相連，脫醛塔末冷2汽相出口和第一粗餾塔末冷9汽相出口經(jīng) 管道去真空洗滌系統(tǒng)管道入口，真空洗滌系統(tǒng)底部出口經(jīng)管道與粗酒罐10入口 相連，粗酒罐10底部出口經(jīng)管道與粗酒泵30入口端相連，粗酒泵30出口端經(jīng) 管道與粗酒預(yù)熱器31第一入口相連，粗酒預(yù)熱器31第一出口經(jīng)管道與第二精 餾塔32中部入口相連，第二成熟醪預(yù)熱器8液相出口經(jīng)管道也與粗酒罐10入 口相連，第一粗餾塔7上部液相出口經(jīng)管道與成熟醪采出泵22入口端相連，成 熟醪采出泵22出口端經(jīng)與成熟醪預(yù)熱器23第一入口相連，成熟醪預(yù)熱器23第 二出口經(jīng)管道與第二粗餾塔頂部入口相連。第二精餾塔再沸器35的殼側(cè)出口、過熱器36的殼側(cè)出口和再生汽過熱器 39殼側(cè)出口分別經(jīng)管道與閃蒸罐21入口相連，閃蒸罐21頂部出口經(jīng)管道與第 一粗餾塔第二再沸器20殼側(cè)入口相連，閃蒸罐21底部出口和第一粗餾塔第二 再沸器20殼側(cè)出口分別經(jīng)管道連接回鍋爐管道系統(tǒng)。第一粗餾i荅7底部廢醪液 分成三部分， 一部分通過第一粗餾塔循環(huán)泵14抽出，經(jīng)過第一粗餾塔第一再沸 器15管側(cè)被加熱后進(jìn)入第一粗餾塔7塔釜，第二部分通過第一粗餾塔第二循環(huán) 泵19抽出，經(jīng)過第一粗餾塔第二再沸器20管側(cè)加熱后進(jìn)入第一粗餾塔7塔釜， 第三部分直接經(jīng)管道與廢糟處理系統(tǒng)相連。從第二精餾塔32中部抽提口管道連 接雜醇油分離器34，同時添加一次水沖洗酒液，從頂部回收雜醇油，分離器34 底部管道連接粗酒罐IO，回收淡酒液。分子篩A37和分子篩B38頂部出口經(jīng)管道與第三成熟醪預(yù)熱器11殼側(cè)入口 相連，第三成熟醪預(yù)熱器11殼側(cè)汽相出口經(jīng)管道與成品酒汽末冷12入口相連， 成品酒汽末冷12出口經(jīng)管道與成品酒暫貯罐13入口相連，第三成熟醪預(yù)熱器 11殼側(cè)液相出口經(jīng)管道也與成品酒暫貯罐13入口相連，自分子篩A37和分子篩 B38頂部出口管道上引出另一管道與再生汽過熱器39管側(cè)入口相連，再生汽過 熱器39管側(cè)出口經(jīng)管道與分子篩A37和分子篩B38頂部再生汽入口相連；分子 篩A37和分子篩B38底部再生汽出口經(jīng)管道與淡酒冷凝器40入口相連，淡酒冷 凝器40出口經(jīng)管道與粗酒罐10入口相連。物料的工藝流向是自發(fā)酵工段來的發(fā)酵醪，經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器l、第二 成熟醪預(yù)熱器8和第三成熟醪預(yù)熱器11預(yù)熱后進(jìn)入脫氣塔6頂部，自脫醛塔5頂部來的粗酒汽經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器1和脫醛塔末冷2冷凝后進(jìn)入脫醛塔回流罐3，再由脫醛塔回流泵4泵入脫醛塔5頂部回流，由第一粗餾塔7頂部來的粗 酒汽經(jīng)第二成熟醪預(yù)熱器8和第一粗餾塔末冷9冷凝后進(jìn)入粗酒罐10，自脫醛 塔末冷2和第一粗餾塔末冷9來的不凝汽進(jìn)入真空洗滌系統(tǒng)，自真空洗滌系統(tǒng) 來的洗滌淡酒進(jìn)入粗酒罐10，自第一粗餾塔7頂部來的脫氣后的成熟醪由成熟 醪采出泵22泵入成熟醪預(yù)熱器23，經(jīng)第二粗餾塔25塔底來的廢醪液預(yù)熱后進(jìn) 入第二粗餾塔25頂部；自第一精餾塔24頂部出來的一部分酒汽經(jīng)第一粗餾塔 第一再沸器15和第一精餾塔末冷16冷凝后進(jìn)入第一精餾塔回流罐17，然后由 第一精餾塔回流泵18泵入第一精餾塔24回流；由第一精餾塔24頂部出來的另 一部分酒汽由過熱器36過熱后再經(jīng)分子篩A37或分子篩B38脫水后， 一部分酒 汽經(jīng)第三成熟醪預(yù)熱器11和成品酒汽末冷12冷凝后進(jìn)入成品暫貯罐13，另一 部分酒汽經(jīng)再生汽過熱器39過熱后進(jìn)入分子篩A37或分子篩B38進(jìn)行再生，再 生后的淡酒汽經(jīng)淡酒冷凝器40冷凝后進(jìn)入粗酒罐10;自粗酒罐10來的粗酒液 由粗酒泵30泵入粗酒預(yù)熱器31經(jīng)第二精餾塔32塔底來的廢水預(yù)熱后進(jìn)入第二 精餾塔32，自第二精餾塔塔頂來的酒汽經(jīng)第二粗餾塔再沸器27冷凝后進(jìn)入第二 精餾塔回流罐28，再由第二精餾塔回流泵29泵入第二精餾塔32回流，自第二 精餾塔32回流管道上采出部分酒液經(jīng)淡酒預(yù)熱器33與從第一精餾塔24塔底來 的淡酒換熱后進(jìn)入第一精餾塔24頂部，自第一精餾塔24底部來的換熱后的淡 酒進(jìn)入粗酒罐10;第一粗餾塔7塔底來廢醪液、第二粗餾塔25塔底來的換熱后 的廢醪液匯合進(jìn)入廢糟處理系統(tǒng)，第二精餾塔32塔底來的換熱后的廢余餾水進(jìn) 入廢水處理系統(tǒng)；自第二精餾塔再沸器35來的冷凝水、過熱器36來的冷凝水、 解吸汽過熱器39來的冷凝水一起匯入閃蒸罐21，閃蒸出的閃蒸汽進(jìn)入第一粗餾 塔第二再沸器20，冷凝后的閃蒸汽匯同閃蒸水回到鍋爐。以玉米原料年產(chǎn)8萬噸無水乙醇為例，具體說明本發(fā)明的工藝過程 自發(fā)酵工段來的30。C含酒12.0% (v/v)的發(fā)酵醪103.2噸/小時，經(jīng)第一 成熟醪預(yù)熱器1、第二成熟醪預(yù)熱器8和第三成熟醪11預(yù)熱器預(yù)熱到67。C左右 后由脫氣塔6頂部進(jìn)入，自脫醛塔5頂部出來的50。C左右含酒9P/。 (v/v)左右 的粗酒汽經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器1和脫醛塔末冷2冷凝后進(jìn)入脫醛塔回流罐3，再 由脫醛塔回流泵4泵入脫醛塔5頂部回流，自第一粗餾塔7上部來的7CTC左右 含酒60% (v/v)粗酒汽經(jīng)第二成熟醪預(yù)熱器8和第一粗餾塔末冷9冷凝后進(jìn)入粗酒罐10，自第一粗餾塔7上部采出的7(TC度左右含酒12% (v/v)左右脫氣后 的成熟醪67. 9噸/小時經(jīng)成熟醪預(yù)熱器23預(yù)熱至102。C左右后進(jìn)入第二粗餾塔 25上部，自第二粗餾塔25頂部出來的粗酒汽直接進(jìn)入第一精餾塔24經(jīng)精餾濃 縮后的90°(:左右含酒95% (v/v)以上的濃縮酒汽部分進(jìn)入第一粗餾塔第一再沸 器15，經(jīng)第一粗餾塔第一再沸器15和第一精餾塔末冷16冷凝后進(jìn)入第一精餾 塔回流罐17，再由第一精餾塔回流泵18泵入第一精餾塔24上部回流，自第一 精餾塔24頂部來的另一部分9(TC左右含酒95% (v/v)以上的濃縮酒汽經(jīng)過熱 器36加熱后進(jìn)入分子篩A37或者分子篩B38脫水，自第一精餾塔24底部出來 的的102。C左右的淡酒經(jīng)淡酒預(yù)熱器33預(yù)熱后進(jìn)入粗酒罐10，自粗酒罐10來 的粗酒液經(jīng)粗酒泵30泵入粗酒預(yù)熱器31預(yù)熱后進(jìn)入第二精餾塔32進(jìn)料口 ，自 第二精餾塔32頂部出來的128'(:含酒95% (v/v)以上的濃縮酒汽經(jīng)第二粗餾塔 再沸器27冷凝后進(jìn)入第二精餾塔回流罐28，再經(jīng)第二精餾塔回流泵29泵入第 二精餾塔32上部回流，自第二精餾塔32回流管道上采出部分濃縮酒液經(jīng)淡酒 預(yù)熱器33冷卻后進(jìn)入第一精餾塔24上部，自分子篩A37或者分子篩B38上部 出來的脫水后的99. 5% (v/v)以上的無水酒精汽部分經(jīng)第三成熟醪預(yù)熱器11和 成品酒汽末冷12冷凝后做為成品進(jìn)入成品暫貯罐13，另一部分無水酒汽經(jīng)解吸 汽過熱器39加熱后進(jìn)入分子篩A37或者分子篩B38上部，自分子篩A37或者分 子篩B38下部出來的淡酒汽經(jīng)淡酒冷凝器40冷凝后進(jìn)入粗酒罐10。再以木薯原料年產(chǎn)3萬噸無水乙醇為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的工藝 自發(fā)酵工段來的3(TC含酒10.(m (v/v)的發(fā)酵醪47.8噸/小時，經(jīng)第一成 熟醪預(yù)熱器1、第二成熟醪預(yù)熱器8和第三成熟醪11預(yù)熱器預(yù)熱到67。C左右后 由脫氣塔6頂部迸入，自脫醛塔5頂部出來的50°(3左右含酒89% (v/v)左右的 粗酒汽經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器1和脫醛塔末冷2冷凝后進(jìn)入脫醛塔回流罐3，再由 脫醛塔回流泵4泵入脫醛塔5頂部回流，自第一粗餾塔7上部來的70。C左右含 酒57% (v/v)的粗酒汽經(jīng)第二成熟醪預(yù)熱器8和第一粗餾塔末冷9冷凝后進(jìn)入 粗酒罐10，自第一粗餾塔7上部采出的7(TC度左右含酒11% (v/v)左右脫氣后 的成熟醪30. 6噸/小時經(jīng)成熟醪預(yù)熱器23預(yù)熱至102。C左右后進(jìn)入第二粗餾塔 25上部，自第二粗餾塔25頂部出來的粗酒汽直接進(jìn)入第一精餾塔24經(jīng)精餾濃 縮后的9(TC左右含酒95y。 (v/v)以上的濃縮酒汽部分進(jìn)入第一粗餾塔第一再沸 器15，經(jīng)第一粗餾塔第一再沸器15和第一精餾塔末冷16冷凝后進(jìn)入第一精餾塔回流罐17，再由第一精餾塔回流泵18泵入第一精餾塔24上部回流，自第一 精餾塔24頂部來的另一部分90'C左右含酒95% (v/v)以上的濃縮酒汽經(jīng)過熱 器36加熱后進(jìn)入分子篩A37或者分子篩B38脫水，自第一精餾塔24底部出來 的的102'C左右的淡酒經(jīng)淡酒預(yù)熱器33預(yù)熱后進(jìn)入粗酒罐10，自粗酒罐10來 的粗酒液經(jīng)粗酒泵30泵入粗酒預(yù)熱器31預(yù)熱后進(jìn)入第二精餾塔32進(jìn)料口 ，自 第二精餾塔32頂部出來的128°(:含酒95% (v/v)以上的濃縮酒汽經(jīng)第二粗餾塔 再沸器27冷凝后進(jìn)入第二精餾塔回流罐28，再經(jīng)第二精餾塔回流泵29泵入第 二精餾塔32上部回流，自第二精餾塔32回流管道上采出部分濃縮酒液經(jīng)淡酒 預(yù)熱器33冷卻后進(jìn)入第一精餾塔24上部，自分子篩A37或者分子篩B38上部 出來的脫水后的99. 5% (v/v)以上的無水酒精汽部分經(jīng)第三成熟醪預(yù)熱器11和 成品酒汽末冷12冷凝后做為成品進(jìn)入成品暫貯罐13，另一部分無水酒精汽經(jīng)解 吸汽過熱器39加熱后進(jìn)入分子篩A37或者分子篩B38上部，自分子篩A37或者 分子篩B38下部出來的淡酒汽經(jīng)淡酒冷凝器40冷凝后進(jìn)入粗酒罐10。
權(quán)利要求
1、一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置，其特征在于它包括上下順次疊置的脫醛塔(5)、脫氣塔(6)和第一粗餾塔(7)，上下疊置的第一精餾塔(24)和第二粗餾塔(25)，以及第二精餾塔(32)，并聯(lián)設(shè)置的分子篩A(37)和分子篩B(38)，管程依次串聯(lián)的第一成熟醪預(yù)熱器(1)、第二成熟醪預(yù)熱器(8)、第三成熟醪預(yù)熱器(11)；其中第一成熟醪預(yù)熱器(1)管側(cè)入口連接成熟發(fā)酵醪原料入口，第三成熟醪預(yù)熱器(11)管側(cè)出口管道連接脫氣塔(6)頂部入口，脫醛塔(5)頂部經(jīng)管道與第一成熟醪預(yù)熱器(1)殼側(cè)入口相連，第一成熟醪預(yù)熱器(1)殼側(cè)出口經(jīng)脫醛塔回流罐(3)、脫醛塔回流泵(4)與脫醛塔(5)頂部回流口相連；第一粗餾塔(7)上部汽相出口經(jīng)管道與第二成熟醪預(yù)熱器(8)殼側(cè)入口相連，第二成熟醪預(yù)熱器(8)殼側(cè)出口管道連接粗酒罐(10)，粗酒罐(10)底部出口經(jīng)粗酒泵(30)管道連接粗酒預(yù)熱器(31)第一入口，粗酒預(yù)熱器(31)第一出口經(jīng)管道與第二精餾塔(32)中部進(jìn)料口相連；第一粗餾塔(7)上部液相出口管道連接成熟醪采出泵(22)入口，成熟醪采出泵(22)出口管道連接成熟醪預(yù)熱器(23)第一入口，成熟醪預(yù)熱器(23)第一出口經(jīng)管道與第二粗餾塔(25)頂部入口相連，第二粗餾塔(25)底部出口經(jīng)管道與成熟醪預(yù)熱器(23)第二入口相連，成熟醪預(yù)熱器(23)第二出口經(jīng)管道與廢糟處理管道系統(tǒng)相連；第一精餾塔(24)頂部第一出口經(jīng)管道與第一粗餾塔第一再沸器(15)殼側(cè)入口相連，第一粗餾塔第一再沸器(15)殼側(cè)出口經(jīng)第一精餾塔回流罐(17)和第一精餾塔回流泵(18)管道相連第一精餾塔(24)上部回流入口，第一精餾塔(24)頂部第二出口經(jīng)過過熱器(36)管程與并聯(lián)的分子篩A(37)和分子篩B(38)吸附入口管道連接，并聯(lián)的分子篩A(37)和分子篩B(38)的吸附出口分別連接第三成熟醪預(yù)熱器(11)殼側(cè)入口和再生汽過熱器(39)管側(cè)入口，第三成熟醪預(yù)熱器(11)殼側(cè)出口連接成品罐(10)，再生汽過熱器(39)管側(cè)出口連接并聯(lián)的分子篩A(37)和分子篩B(38)的再生入口，分子篩A(37)和分子篩B(38)的再生出口分別經(jīng)淡酒冷凝器(40)管程連接粗酒罐(10)，過熱器(36)和再生汽過熱器(39)的殼側(cè)入口分別連接蒸汽系統(tǒng)；第二精餾塔(32)頂部出口經(jīng)管道與第二粗餾塔再沸器(27)殼側(cè)入口相連，第二粗餾塔再沸器(27)殼側(cè)出口經(jīng)第二精餾塔回流罐(28)與第二精餾塔回流泵(29)入口端相連，第二精餾塔回流泵(29)出口端經(jīng)管道分別與第二精餾塔(32)上部回流入口以及淡酒預(yù)熱器(33)第一入口相連，淡酒預(yù)熱器(33)第一出口管道連接第一精餾塔(24)上部回流口，第一精餾塔(24)底部淡酒出口管道連接淡酒預(yù)熱器(33)第二入口，淡酒預(yù)熱器(33)第二出口管道連接粗酒罐(10)；第二精餾塔(32)底部出口經(jīng)管道與粗酒預(yù)熱器(31)第二入口相連，粗酒預(yù)熱器(31)第二出口經(jīng)管道連接廢水處理系統(tǒng)，第二精餾塔再沸器(35)殼側(cè)入口管道連接蒸汽系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置，其特征 在于所述第二精餾塔再沸器(35)的殼側(cè)出口、過熱器(36)的殼側(cè)出口 和再生汽過熱器(39)殼側(cè)出口分別經(jīng)管道與閃蒸罐(21)入口相連，閃蒸 罐(21)頂部出口經(jīng)管道與第一粗餾塔第二再沸器(20)殼側(cè)入口相連，閃 蒸罐(21)底部出口和第一粗餾塔第二再沸器(20)殼側(cè)出口分別經(jīng)管道連 接回鍋爐管道系統(tǒng)。
3、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇裝置的生產(chǎn)工 藝，其特征在于自發(fā)酵工段來的成熟醪依次經(jīng)第一成熟醪預(yù)熱器(1)、第 二成熟醪預(yù)熱器(8)和第三成熟醪預(yù)熱器(11)預(yù)熱后進(jìn)入脫氣塔(6)頂 部，脫氣塔(6)頂部出來的粗酒汽直接進(jìn)入脫醛塔(5)脫醛，自脫醛塔頂 部來的酒汽進(jìn)入第一成熟醪預(yù)熱器(1)冷凝后進(jìn)入脫醛塔回流罐(3)，再 由脫醛塔回流泵(4)泵入脫醛塔(5)，自第一粗餾塔(7)上部采出粗酒汽 進(jìn)入第二成熟醪預(yù)熱器(8)，經(jīng)冷凝后進(jìn)入粗酒罐(10)，自第一粗餾塔(7) 上部用成熟醪采出泵(22)采出部分脫氣脫醛后的成熟醪，經(jīng)過成熟醪預(yù)熱 器(23)用第二粗餾塔(25)底部廢醪液預(yù)熱后進(jìn)入第二粗餾塔(25)頂部， 經(jīng)第二粗餾塔(25)濃縮后的粗酒汽直接進(jìn)入第一精餾塔(24)，第一精餾 塔(24)塔頂出的濃縮酒汽一部分進(jìn)入過熱器(36)過熱后，進(jìn)入分子篩A(37) 或分子篩B (38)脫水，經(jīng)分子篩A (37)或分子篩B (38)脫水后，無 水酒汽一部分進(jìn)入第三成熟醪預(yù)熱器(11)冷凝后進(jìn)入成品暫貯罐(13)作 為成品輸出，另一部分無水酒汽經(jīng)再生器過熱器(39)過熱后作為分子篩B(38) 或者分子篩A (37)的再生用汽，經(jīng)過分子篩B (38)或者分子篩A (37)的再生汽經(jīng)淡酒冷凝器(40)冷凝后進(jìn)入粗酒罐(10);第一精餾塔 (24)塔頂出的另一部分濃縮酒汽進(jìn)入第一粗餾塔第一再沸器(15)殼側(cè)冷凝，冷凝酒液泵入第一精餾塔(24)回流，自第一精餾塔(24)底部出來的 淡酒經(jīng)淡酒預(yù)熱器(33)預(yù)熱后迸入粗酒罐(10)，自粗酒罐(10)底部來 的粗酒由粗酒泵(30)泵入粗酒預(yù)熱器(31)預(yù)熱后進(jìn)入第二精餾塔(32)， 從第二精餾塔(32)頂部出來的濃縮酒汽進(jìn)入第二粗餾塔再沸器(27)殼側(cè) 冷凝，冷凝酒液進(jìn)入第二精餾塔回流罐(28)，由第二精餾塔回流泵(29) 泵出一部分進(jìn)入第二精餾塔(32)回流，另一部分經(jīng)淡酒預(yù)熱器(33)冷卻 后進(jìn)入第一精餾塔(24)頂部回流，第二精餾塔再沸器(35)、過熱器(36) 和再生器過熱器(39)分別使用蒸汽加熱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述第二精餾塔再沸器(35)、過熱器(36)和再生器過熱器(39) 加熱后的蒸汽冷凝水分別進(jìn)入閃蒸罐(21)閃蒸，頂部閃蒸汽進(jìn)入第一粗餾 塔第二再沸器(20)殼側(cè)作為熱源使用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的生產(chǎn)工藝，其 特征在于各塔塔頂操作壓力、操作溫度分別是脫醛塔(5)絕壓0. 25 0. 35atm，溫度50 60。C;脫氣塔(6)絕壓0. 3 0. 4atm,溫度60 70。C; 第一粗餾塔(7)絕壓0. 3 0. 4atm，溫度65 75。C; 第一精餾塔(24)絕壓1.2 2.2atm，溫度85 95。C; 第二粗餾塔(25)絕壓1.5 2.5atm，溫度100 120。C; 第二精餾塔(32)絕壓4. 8 6.0 atm，塔頂溫度120 135°C 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種以發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的生產(chǎn)工藝，其 特征在于吸附與再生時分子篩A (37)和分子篩B (38)的操作壓力、操 作溫度分別是吸附時絕壓1. 0 2. Oatm，溫度K)0 12(TC; 再生時絕壓0. 3 0. 4atm，溫度110 14(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用發(fā)酵醪液為原料生產(chǎn)無水乙醇的裝置及其工藝，它包括上下順次疊置的脫醛塔、脫氣塔和第一粗餾塔，上下疊置的第一精餾塔和第二粗餾塔，以及第二精餾塔，并聯(lián)設(shè)置的分子篩A和分子篩B，管程依次串聯(lián)的第一成熟醪預(yù)熱器、第二成熟醪預(yù)熱器、第三成熟醪預(yù)熱器；采用差壓熱耦合技術(shù)實現(xiàn)蒸餾工段各塔的能量相互匹配利用，通過壓力控制系統(tǒng)實現(xiàn)分子篩的微正壓操作延長分子篩的使用壽命，從而使發(fā)酵法生產(chǎn)無水乙醇的蒸汽總消耗降到1.5～2.0噸/噸成品無水乙醇，比目前國內(nèi)的常用的發(fā)酵法生產(chǎn)無水乙醇的2.2～3.0噸蒸汽/噸食用酒精的蒸汽消耗節(jié)省蒸汽約30％～40％，節(jié)約循環(huán)水消耗約15噸/噸成品無水乙醇。
文檔編號C07C29/00GK101580457SQ20081002804
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者周宏才, 唐兆興, 姜新春, 陳憲笙 申請人:廣東中科天元新能源科技有限公司