[发明专利]由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的节能工艺

摘要

一种由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的生产方法，采用的主要设备是真空精馏塔、回流罐、换热器、空气源热泵系统、冷冻系统和真空系统等，将生物发酵后的15～25％乙醇-水溶液经过三座逐级减压的精馏塔后，得到质量浓度为99.5-99.9％的无水乙醇。在此过程中，首先利用前一级精馏塔的自身物料所含的热量为下一级精馏塔提供热源，不足部分则由空气源热泵系统提供补充。并且利用精馏塔排出的物料中尚未被利用的废热预热乙醇水溶液原料，形成热耦合网络，使得生产单位质量的无水乙醇所需能耗比现有其它工艺减少30～48%。本工艺具有能耗低，效率高，污染小等突出优点。

主权项

一种由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的工艺，其特征是它包括下列步骤：步骤1. 从原料料液储罐（V‑2）将发酵获得的含乙醇约15‑25％的生物乙醇料液用泵（P‑2）输送到换热器（E‑6和E‑8）换热至40‑55℃，加热介质为第一精馏塔（T‑4）塔顶蒸汽以及加热第二精馏塔（T‑5）塔底再沸器（E‑11）后的第一精馏塔（T‑4）的塔底出料料液和第二精馏塔（T‑5）塔底出料料液的混合料液，然后将生物乙醇料液通过管道（15）输送到第一精馏塔（T‑4）进行分离，第一精馏塔（T‑4）的操作绝对压力为0.3‑0.35个大气压，塔顶温度为50‑55℃，第一精馏塔（T‑4）塔底再沸器（E‑10）的温度为65‑72℃，并通过一台能提供80℃以上热水的空气源热泵系统（E‑13）对第一精馏塔（T‑4）塔底再沸器（E‑10）加热； 步骤2. 经过第一精馏塔（T‑4）蒸馏后，塔顶的乙醇混合溶液中乙醇含量达到80‑90%，将其部分通过管道（18）回流，部分通过管道（19）进入到第二精馏塔（T‑5）中进行精馏，第二精馏塔T‑5的操作绝对压力为0.15‑0.25个大气压，回流比选择0.8‑1.2，塔顶温度为40‑45℃，第二精馏塔（T‑5）塔底再沸器（E‑11）的温度为50‑55℃，第二精馏塔（T‑5）塔底再沸器（E‑11）主要通过（T‑4）塔釜出料进行加热，热量不足部分则由空气源热泵系统（E‑13）提供，从第二精馏塔（T‑5）顶部可以得到纯度为95％以上的乙醇水溶液，它将作为第三精馏塔（T‑6）的进料；步骤3. 第二精馏塔（T‑5）塔顶40‑45℃的乙醇蒸汽通过管道（20）进入第三精馏塔（T‑6）的塔底再沸器（E‑12）作为热源对塔底再沸器（E‑12）中的料液进行加热，乙醇蒸汽冷凝之后的部分液相经计量后由回流泵（P‑5）输送至第二精馏塔（T‑5）塔顶作为回流，其余部分液相则被送入第三精馏塔（T‑6）中进行高真空精馏，第三精馏塔（T‑6）的操作绝对压力为0.03‑0.05个大气压，回流比依据产品纯度要求而定，塔顶汽相温度为12‑20℃，塔底液相温度为25‑32℃；第三精馏塔（T‑6）塔底再沸器（E‑12）热量的不足部分则由空气源热泵系统（E‑13）提供，精馏塔（T‑6）塔顶可连续采出质量浓度为99.5‑99.9%的无水乙醇。