[发明专利]一种精馏-膜分离耦合法生产燃料乙醇、电子级乙醇的装置及新工艺

权利要求书

1.一种精馏-膜分离耦合法生产燃料乙醇、电子级乙醇的装置，包括原料泵（1）、醪液预热器（2）、粗馏塔（3）、粗馏塔塔顶冷凝器（4）、粗馏塔塔底再沸器（5）、Ⅰ精馏塔（6）、Ⅰ精馏塔塔顶冷凝器（7）、Ⅰ精馏塔塔底再沸器（8）、闪蒸罐（9）、Ⅱ精馏塔（10）、Ⅱ精馏塔塔顶冷凝器（11）、Ⅱ精馏塔塔底再沸器（12）、冷凝罐（14），其特征在于：还包括蒸汽渗透膜分离装置（13）、去离子膜装置（15）；所述原料泵（1）、醪液预热器（2）、粗馏塔（3）、粗馏塔塔顶冷凝器（4）、粗馏塔塔底再沸器（5）之间通过管线依次连通；所述Ⅰ精馏塔（6）、Ⅰ精馏塔塔顶冷凝器（7）、Ⅰ精馏塔塔底再沸器（8）、闪蒸罐（9）之间通过管线依次连通；所述Ⅱ精馏塔（10）、Ⅱ精馏塔塔顶冷凝器（11）、Ⅱ精馏塔塔底再沸器（12）之间通过管线依次连通；所述蒸汽渗透膜分离装置（13）、冷凝罐（14）、去离子膜装置（15）之间通过管线依次连通；所述醪液预热器（2）出料口与所述粗馏塔（3）的进料口管线相连；所述粗馏塔塔顶冷凝器（4）出料口与所述Ⅰ精馏塔（6）进料口管线相连；所述闪蒸罐（9）出料口与所述所述Ⅱ精馏塔（10）进料口管线相连；所述Ⅱ精馏塔塔顶冷凝器（11）出料口与所述蒸汽渗透膜分离装置（13）进料口管线相连；所述冷凝罐（14）下管线上具有燃料乙醇出口；所述去离子膜装置（15）具有电子级乙醇出口。

2.根据权利要求1所述的精馏-膜分离耦合法生产燃料乙醇、电子级乙醇的装置，其特征在于：所述去离子膜装置（15）包含离子交换膜或纳滤膜。

3.根据权利要求1所述的精馏-膜分离耦合法生产燃料乙醇、电子级乙醇的装置，其特征在于：所述蒸汽渗透膜分离装置（13）的蒸汽渗透膜构型包括板式、管式、中空纤维式。

4.根据权利要求3所述的精馏-膜分离耦合法生产燃料乙醇、电子级乙醇的装置，其特征在于：所述蒸汽渗透膜为有机或无机膜，包括PVA膜、NaA分子筛膜、T型分子筛膜、MOR分子筛膜、ZSM-5分子筛膜。

5.一种利用如权利要求1-4中任一项所述生产装置生产燃料乙醇、电子级乙醇的新工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

来自发酵工段成熟醪经预热后进入所述粗馏塔（3），所述粗馏塔（3）塔顶得到浓度40~60%（v/v）粗酒进入所述Ⅰ精馏塔（6），脱除水分及杂醇油；

所述Ⅰ精馏塔（6）塔顶得到浓度85~95%（v/v）高浓度酒精由所述闪蒸罐（9）进入所述Ⅱ精馏塔（10）；

同时，所述粗馏塔（3）中约有二分之一的醪液自所述粗馏塔（3）采出进入Ⅱ精馏塔（10），所述Ⅱ精馏塔（10）进一步脱水后，塔顶得到浓度为85~97%（v/v）酒精蒸汽；

所述酒精蒸汽进入所述蒸汽渗透膜分离装置（13）进行深度脱水，膜渗余测获得浓度达99.5~99.9%（v/v）高纯乙醇蒸汽，渗透侧乙醇含量1-5%（v/v）的料液输送至醪池继续循环回收，将脱水后的乙醇蒸汽冷凝的得到燃料乙醇产品；

部分高纯燃料乙醇产品经过去离子膜脱除微量离子后采出电子级乙醇产品。

6.根据权利要求5所述的生产燃料乙醇、电子级乙醇的新工艺，其特征在于：进入所述粗馏塔（3）的成熟醪由所述粗馏塔（3）的塔釜废醪液，所述Ⅰ精馏塔（6）、所述Ⅱ精馏塔（10）塔底废液以及所述蒸汽渗透膜分离装置（13）的成品无水乙醇预热。

7.根据权利要求5所述的生产燃料乙醇、电子级乙醇的新工艺，其特征在于：所述粗馏塔塔底再沸器（5）热量来源于Ⅱ精馏塔（10）塔顶回流蒸汽，Ⅱ精馏塔塔底再沸器（12）热量来源于Ⅰ精馏塔（6）塔顶回流蒸汽。

8.根据权利要求5所述的生产燃料乙醇、电子级乙醇的新工艺，其特征在于：所述粗馏塔（3）塔顶的操作压力为0~0.12MPa（表压）；所述粗馏塔（3）塔顶的操作温度为75~85℃；所述粗馏塔（3）塔底的操作温度为85~95℃。