專利名稱：采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，它是從發(fā)酵醪液中通過精 餾過程生產(chǎn)酒精的節(jié)能工藝方法。
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，酒精 等行業(yè)的節(jié)能、降耗已成為企業(yè)生存和提高競(jìng)爭力的關(guān)鍵，越來越受到各方面的重視。
目前從發(fā)酵醪液生產(chǎn)酒精(燃料乙醇、食用酒精)的過程，多采用雙塔蒸餾方法。 這種方法具有生產(chǎn)能耗較高的缺點(diǎn)，制約了酒精行業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
中國專利CN 02148634. 4提供了一種超純乙醇精制工藝采用粗餾塔、脫醛塔、精 制塔、脫甲醇塔和回收塔五塔工藝生產(chǎn)食用乙醇(共沸乙醇)。整個(gè)精餾系統(tǒng)復(fù)雜、操作能 耗尚ο
中國專利CN 200410094085. 0提供了燃料乙醇的生產(chǎn)方法采用蒸餾方法得到共 沸乙醇?xì)庀?，?jīng)分子篩脫水后得到無水燃料乙醇產(chǎn)品。蒸餾系統(tǒng)包含2臺(tái)塔，醪塔和脫水 塔。脫水塔塔頂蒸汽給醪塔塔釜加熱，分子篩吸附后的無水乙醇?xì)庀嘁步o醪塔塔釜加熱。目 前燃料乙醇蒸餾系統(tǒng)大都采用這種兩塔操作模式。這是一種簡單的雙效熱集成工藝，具有 操作能耗高的缺點(diǎn)。在目前能源費(fèi)用日益增長的時(shí)期，已經(jīng)不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)燃料乙醇 的要求。并且這種方法只能生產(chǎn)普級(jí)食用酒精，無法獲得優(yōu)級(jí)品食用酒精。
中國專利ZL 200710057523. X提供了一種“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。其最大缺陷為粗餾塔側(cè)線采出的乙醇/水氣相混合物需 要給低壓共沸精餾塔提供能量，粗餾塔必須盡可能多的采出氣相側(cè)線，因此粗餾塔內(nèi)上升 氣相很少進(jìn)入粗餾塔頂部及其塔頂冷凝器傳質(zhì)、脫除輕組分，造成含有較多輕組分雜質(zhì)的 粗餾塔側(cè)線氣相被引入了低壓共沸精餾塔，酒精產(chǎn)品難以達(dá)到優(yōu)級(jí)品。其另一缺陷是低壓 共沸精餾塔采出共沸酒精直接進(jìn)入高壓共沸精餾塔塔頂回流液中，這股共沸酒精中的甲醇 未被提濃，因此高壓共沸精餾塔塔頂至產(chǎn)品側(cè)線之間的甲醇濃度基本一致，側(cè)線酒精產(chǎn)品 中不可避免地甲醇濃度較高，酒精產(chǎn)品只能達(dá)到普級(jí)食用酒精標(biāo)準(zhǔn)，無法達(dá)到優(yōu)級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。 此外，乙醇產(chǎn)品實(shí)際由低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔兩塔側(cè)線采出，系統(tǒng)內(nèi)為雙精塔操 作，操作能耗較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，從發(fā)酵醪液中通過精餾過 程生產(chǎn)酒精的節(jié)能工藝方法，可以克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，在常用的雙塔、三塔酒精精餾系統(tǒng) 的工藝基礎(chǔ)上，突破性地采用三臺(tái)精塔加熱集成工藝流程，顯著降低操作能耗。本發(fā)明提供的工藝方法具有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法包括
1)至少包括第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(T102)和第三精餾塔(T103)；
2)所說的第一精餾塔(TlOl)為復(fù)合塔，第一精餾塔上部為輕組分脫除段(SlOl) 和酒精精餾段(S102)，中部為酒精脫醛段(S103)，下部為第一粗塔(S104)；
3)所說的第二精餾塔(110 為復(fù)合塔，第二精餾塔上部為輕組分脫除段(S201)、 甲醇提濃段620 和酒精精餾段(S203)，下部為第二粗塔(S204)；
4)所說的第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(110 和第三精餾塔(TlOIB)三塔之間 為熱集成，第三精餾塔塔頂氣相作為第二精餾塔塔釜加熱熱源，為第二精餾塔提供所需熱 量；第二精餾塔塔頂氣相作為第一精餾塔塔釜加熱熱源，為第一精餾塔提供所需熱量；
5)整個(gè)精餾裝置系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)含醪段——第一精餾塔下部和第二精餾塔下部；
6)第二精餾塔進(jìn)料為第一精餾塔進(jìn)料以下液相側(cè)線出料。
本發(fā)明中所說的第三精餾塔與第二精餾塔之間的熱集成換熱器、第二精餾塔與第 一精餾塔之間的熱集成換熱器典型為采用間接換熱的蒸汽發(fā)生器，有效避免發(fā)酵醪液中固 形物對(duì)再沸器的堵塞、避免固形物對(duì)換熱管的磨損，保證再沸器的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。蒸汽發(fā) 生器所用的水，優(yōu)先采用第三精餾塔塔釜排放廢水，這樣既不需要外部提供新鮮水，而且可 以回收第三精餾塔塔釜廢水中的酒精。上述蒸汽發(fā)生器也可以采用新鮮水來產(chǎn)生蒸汽。第 三精餾塔與第二精餾塔之間的熱集成換熱器、第二精餾塔與第一精餾塔之間的熱集成換熱 器也可以不采用間接換熱的蒸汽發(fā)生器，采用泵強(qiáng)制循環(huán)換熱器或常規(guī)換熱器。
按本發(fā)明提供的工藝方法，由第一精餾塔頂部側(cè)線采出部分共沸酒精，由第三精 餾塔頂部側(cè)線采出部分共沸酒精，這兩股共沸酒精都進(jìn)入第二精餾塔頂部，酒精產(chǎn)品由第 二精餾塔上部液相側(cè)線采出。由第三精餾塔S302或S303側(cè)線采出雜醇油。
按本發(fā)明提供的工藝方法，第一精餾塔TlOl被隔板BlOl分為上下兩部分，并且上 下兩部分氣液不互通。第一精餾塔TlOl按功能區(qū)共分為四段，TlOl上塔內(nèi)有輕組分脫除 段SlOl和酒精精餾段S102，TlOl下塔內(nèi)設(shè)有脫醛段S103和第一粗塔S104。SlOl用于脫 除進(jìn)入TlOl上塔氣相10中的輕組分，S102用于提濃進(jìn)入TlOl上塔氣相10中的酒精，在 S101、S102的共同作用下，由SlOU S102之間液相側(cè)線獲得共沸酒精16。SlOU S102分離 所需的能量由S104段抽出的氣相側(cè)線10提供。S104段其余上升氣相用于與S104進(jìn)料醪 液直接換熱、提餾出醪液中的部分酒精及輕組分雜質(zhì)，然后在S103段繼續(xù)提濃并脫除輕組 分雜質(zhì)。最終在尾冷器E102、E105采出醛酒15 (即甲醇、醛類雜質(zhì)含量較高的工業(yè)酒精)。 還可以在回流罐VlOl出料中分流一股作為醛酒出料。整個(gè)第一精餾塔分離所需的能量由 第二精餾塔塔頂物料蒸汽23通過E107產(chǎn)生二次蒸汽27提供。
按本發(fā)明提供的工藝方法，第二精餾塔T102按功能區(qū)共分為四段，從上向下依次 為輕組分脫除段S201、甲醇提濃段S202、酒精精餾段S203和第二粗塔S204。S201用于脫 除進(jìn)入T102塔物料20中的輕組分。為克服中國專利ZL 200710057523. X所提供工藝方法 的缺陷，本發(fā)明提供的工藝方法中特別地在第二精鎦塔塔頂設(shè)置了甲醇提濃段S202，來自 第一精餾塔、第三精餾塔的共沸酒精都進(jìn)入第二精餾塔的輕組分脫除段S201和甲醇提濃 段S202之間，來自第一精餾塔、第三精餾塔的共沸酒精和第二精餾塔上升氣相中的甲醇都 被此甲醇提濃段進(jìn)一步濃縮并在第二精餾塔塔頂富集并脫除，從而大大降低了酒精產(chǎn)品中4的甲醇濃度。整個(gè)第二精餾塔分離所需的能量由第三精餾塔塔頂物料蒸汽39通過E108產(chǎn) 生二次蒸汽43提供。
當(dāng)生產(chǎn)普級(jí)食用酒精或其他較低規(guī)格的酒精產(chǎn)品時(shí)，第一精餾塔、第三精餾塔的 共沸酒精可以直接作為產(chǎn)品而不進(jìn)入第二精餾塔，或者第一精餾塔、第三精餾塔采出的共 沸酒精直接與第二精餾塔回流液混合后一起進(jìn)入第二精餾塔頂部。此時(shí)，第二精餾塔可由 塔頂或進(jìn)料以上側(cè)線采出共沸酒精產(chǎn)品。這樣可以省去第二精餾塔塔頂?shù)募状继釢舛危?低第二精餾塔塔體、塔內(nèi)件等設(shè)備投資。
按本發(fā)明提供的工藝方法，發(fā)酵醪液經(jīng)預(yù)熱后再進(jìn)入第一精餾塔下部粗塔，第一 精餾塔和第二精餾塔塔釜分別排放含醪廢水。更為典型的，第二精餾塔塔釜排放的含醪廢 水先進(jìn)入第一精餾塔塔釜，經(jīng)閃蒸、降溫，回收其中能量和酒精后再與第一精餾塔塔釜醪液 一起出裝置。
按本發(fā)明提供的工藝方法，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一臺(tái)淡酒罐(Vl(XB)來自第一精餾塔上部 精餾段采出的淡酒、第一精餾塔中部脫醛段采出的淡酒、第二精餾塔上部精餾段采出的淡 酒、分子篩再生返回的淡酒和雜醇油洗水返回的淡酒都進(jìn)入淡酒罐。第三精餾塔進(jìn)料為來 自淡酒罐的淡酒。各股淡酒也可以分別進(jìn)入第三精餾塔。
按本發(fā)明提供的工藝方法，第三精餾塔T103按功能區(qū)共分為三段，從上向下依次 為輕組分脫除段S301、酒精精餾段S302和提餾段S303。S301用于脫除進(jìn)入T103塔物料 35中的輕組分。S302用于提濃進(jìn)入T103塔物料35中的酒精，S303用于提餾進(jìn)入T103塔 物料35中的酒精，塔釜排出基本不含酒精的廢水。
按本發(fā)明提供的工藝方法，第三精餾塔采用蒸汽直接加熱或通過再沸器用蒸汽或 導(dǎo)熱油加熱介質(zhì)間接加熱。按本發(fā)明，第二精餾塔和第三精餾塔內(nèi)的輕組分、甲醇、醛類等 雜質(zhì)分別由物流26、物流42排出，并最終由第一精餾塔塔頂尾冷器采出的醛酒15排出裝 置。第二精餾塔和第三精餾塔內(nèi)的輕組分、甲醇、醛類等雜質(zhì)還可以分別由第二精餾塔回流 液25、第三精餾塔回流液41各自分流出少量出料返回至第一精餾塔回流罐，并最終由第一 精餾塔塔頂尾冷器采出的醛酒15排出裝置。
本發(fā)明可以結(jié)合分子篩生產(chǎn)無水乙醇，由第二精餾塔塔頂氣相分流一股去分子篩 裝置，經(jīng)分子篩吸附脫水后的無水酒精氣相用來給第一精餾塔進(jìn)料發(fā)酵醪液預(yù)熱，或者給 第一精餾塔塔釜加熱，降低操作能耗。
本發(fā)明中所說的第一精餾塔的塔頂操作壓力為10 300kPa ；第二精餾塔的塔頂 操作壓力為30 400kPa ；第三精餾塔T103的塔頂操作壓力為200 1200kPa。分子篩的吸 附操作壓力為50 1200kPa，優(yōu)選100 800kPa，脫附操作壓力為10 600kPa，優(yōu)選20 200kPa。除特殊說明外，本發(fā)明中所有壓力均指絕對(duì)壓力。
按本發(fā)明，第一精餾塔塔釜排放的廢水可以采用蒸汽噴射器或氣體壓縮機(jī)回收能 量及其中所含的酒精。
按本發(fā)明提供的工藝方法，所說的酒精產(chǎn)品可以給第三精餾塔進(jìn)料淡酒預(yù)熱、或 者給第一精餾塔頂部側(cè)線采出的共沸酒精預(yù)熱、或者給發(fā)酵醪液預(yù)熱、或者給分子篩再生 返回淡酒預(yù)熱，回收其中熱量，減少冷卻水消耗。
本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，回收能量、降低蒸汽消 耗、減小循環(huán)水消耗的節(jié)能工藝方法包括但不限于以下方法，所采用的節(jié)能工藝方法可以是下列的全部、或者是它們的各種可能的組合
(1)第一精餾塔塔頂氣相11給發(fā)酵醪液預(yù)熱。
(2)第一精餾塔脫醛段S103采出的氣相6給發(fā)酵醪液預(yù)熱。
(3)第一精餾塔塔釜排放廢水4給醪液預(yù)熱。
(4)第二精餾塔釜液21給第二精餾塔進(jìn)料19預(yù)熱。
(5)第三精餾塔釜液37給第三精餾塔進(jìn)料(淡酒34)預(yù)熱。
(6)第三精餾塔釜液37給分子篩再生返回淡酒52加熱。
(7)第三精餾塔釜液37給雜醇油萃取返回淡酒加熱。
(8)采用蒸汽噴射器回收第一精餾塔塔釜物料4中的能量，抽出的氣體M與動(dòng)力 蒸汽53 —起作為二次蒸汽M，用于給第一精餾塔塔釜加熱，或者加熱系統(tǒng)內(nèi)其他物料。
(9)酒精產(chǎn)品四給淡酒33預(yù)熱。
(10)酒精產(chǎn)品四給第一精餾塔側(cè)線共沸酒精16預(yù)熱。
(11)酒精產(chǎn)品四給發(fā)酵醪液預(yù)熱。
(12)吸附脫水后的酒精氣相48可以給第一精餾塔塔釜再沸器E107B加熱，也可以 用于預(yù)熱發(fā)酵醪液。
(13)吸附脫水后的酒精凝液49給淡酒33預(yù)熱。
(14)吸附脫水后的酒精凝液49給第一精餾塔側(cè)線共沸酒精16預(yù)熱。
(15)吸附脫水后的酒精凝液49給發(fā)酵醪液預(yù)熱。
本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，只有第三精餾塔塔釜需 要輸入蒸汽加熱，第一精餾塔、第二精餾塔都不需要輸入外供蒸汽，只需采用系統(tǒng)內(nèi)高溫物 料加熱、或者物料蒸汽加熱、或者采用系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽加熱。并且突破性的采用兩臺(tái) 粗塔蒸餾醪液中的酒精、采用三臺(tái)精塔精餾酒精產(chǎn)品，大大降低了操作能耗。
本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，適用于以淀粉或糖質(zhì)、 或它們的組合為原料，生產(chǎn)各種規(guī)格的酒精產(chǎn)品。發(fā)酵醪液乙醇含量范圍一般為1 35%， 典型發(fā)酵液濃度為5 12%。上述濃度均為體積比。本發(fā)明提供的工藝方法可適用于各種 濃度發(fā)酵醪液的酒精精餾過程，不受上述發(fā)酵醪液乙醇含量范圍的限制。
本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，可以將第一精餾塔上塔 (S101段、S102段)和第一精餾塔下塔(S103段、S104段)分開，以降低第一精餾塔的高度。 還可以將第一精餾塔的SlOl段、S102段、S103段作為一部分與S104段分開，以降低第一精 餾塔的高度。
本發(fā)明是從發(fā)酵醪液中通過精餾過程生產(chǎn)酒精的節(jié)能工藝方法。整個(gè)酒精精餾 系統(tǒng)至少包括第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔等三塔及其配套設(shè)備組成。第一精餾 塔、第二精餾塔和第三精餾塔三塔之間熱集成，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)，使分子篩吸附脫水系統(tǒng)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。本發(fā)明克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)，操作能耗降至 1. 1噸蒸汽/噸優(yōu)質(zhì)食用酒精，較目前先進(jìn)的酒精酒精工藝方法降低操作能耗30%以上，具 有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是一種典型的三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法流程圖。
圖2、圖3分別是兩種采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法生產(chǎn)無水乙醇(或 燃料乙醇)的工藝流程圖。
圖4是圖1流程的變形流程，將第一精餾塔上塔、下塔分開，以降低第一精餾塔的尚度。
圖5是采用蒸汽噴射器回收第一精餾塔釜液能量及酒精的節(jié)能工藝示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方案參照附圖詳細(xì)說明如下，但僅作說明而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
圖1是一種典型的三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法流程圖。
一塔為第一精餾塔T101，二塔為第二精餾塔T102、三塔為第三精餾塔T103。
發(fā)酵醪液1通過ElOl與脫醛段S103上升氣相6換熱，預(yù)熱后的醪液2通過E103 與第一精餾塔塔釜排放廢水4換熱，預(yù)熱后的醪液3進(jìn)入TlOl下部S104段，換熱冷卻后的 含醪廢水5出裝置。
S104段、物流3進(jìn)料位置的下方側(cè)線抽出兩股物料，氣相側(cè)線10和液相側(cè)線19。 S104段內(nèi)部上升氣相被分為兩部分，一部分作為氣相側(cè)線10進(jìn)入S102段底部，其余部分進(jìn) 入S103段底部。
S103段頂部氣相6經(jīng)冷凝器ElOl冷凝，未凝氣相7進(jìn)尾冷器E102繼續(xù)冷凝，E102 后接真空系統(tǒng)，不凝氣8出裝置。E101、E102混合凝液9回流至S103頂部。S103底部液相 抽出經(jīng)S103脫除輕組分后的淡酒18。
進(jìn)入TlOl上塔的酒氣10，經(jīng)S101、S102分離、提濃后，塔頂氣相11經(jīng)冷凝器E104 冷凝，未凝氣相12進(jìn)尾冷器E105繼續(xù)冷凝，E105后接真空系統(tǒng)，不凝氣13出裝置。E104、 E105混合凝液14回流至SlOl頂部。由S101、S102之間液相抽出共沸酒精16，物流16進(jìn) 如第二精餾塔S201、S202之間，繼續(xù)精制，脫除16中的甲醇。
由S102底部液相抽出淡酒17。
由尾冷器E102、E105采出醛酒15 (即甲醇、醛類雜質(zhì)含量較高的工業(yè)酒精)。還 可以在回流罐VlOl出料中分流一股作為醛酒出料。
S104液相側(cè)線出料19經(jīng)E106與第二精餾塔釜液21換熱，預(yù)熱后的物流20進(jìn)入 第二精餾塔S204段。第二精餾塔塔釜含醪廢水21冷卻后的物料22進(jìn)入第一精餾塔塔釜， 閃蒸后回收其中的熱量和酒精。
第二精餾塔內(nèi)酒精經(jīng)S203提濃、S202脫除甲醇、S201脫除輕組分后由S202、S203 之間的液相側(cè)線獲得優(yōu)質(zhì)酒精四。物流四被混合淡酒33冷卻，冷卻后酒精30經(jīng)EllO繼 續(xù)冷卻至常溫，得到酒精產(chǎn)品31。由S203、S204之間液相抽出淡酒32。
第二精餾塔塔頂氣相23去E107換熱器被氣液分離罐V104內(nèi)廢水冷凝，同時(shí)將 V104內(nèi)廢水汽化為二次蒸汽27，二次蒸汽27進(jìn)入第一精餾塔塔釜，為第一精餾塔提供能 量。通過E107和V104，實(shí)現(xiàn)了第二精餾塔與第一精餾塔的熱集成操作。物流23的凝液M 進(jìn)入第二精餾塔回流罐V105，然后作為第二精餾塔回流液25返回第二精餾塔塔頂。V104剩余廢水觀從V104溢流，排出裝置。
物流23未凝氣相沈自V105排出，與第一精餾塔塔頂氣相11混合一起進(jìn)入E104， 繼續(xù)冷凝、回收其中酒精。
淡酒17、淡酒18、淡酒32都進(jìn)入淡酒罐V103，V103出料33經(jīng)E109被酒精產(chǎn)品四 預(yù)熱，預(yù)熱后淡酒；34經(jīng)Elll被第三精餾塔塔釜廢水37加熱后進(jìn)入第三精餾塔S303段上部。
第三精餾塔內(nèi)酒精經(jīng)S302提濃、S301脫除輕組分后由S301、S302之間的液相側(cè) 線采出共沸酒精45，共沸酒精45返回第二精餾塔S201、S202之間，繼續(xù)精制，脫除45中的甲醇。
由第三精餾塔進(jìn)料位置以上或以下側(cè)線抽出雜醇油46。
第三精餾塔可以采用蒸汽36直接加熱、省去塔釜再沸器。也可以通過再沸器用蒸 汽或?qū)嵊偷燃訜峤橘|(zhì)間接加熱。
第三精餾塔塔釜廢水37給淡酒34預(yù)熱，冷卻后廢水38進(jìn)入E108。
第三精餾塔塔頂氣相39去E108換熱器被氣液分離罐V106內(nèi)廢水冷凝，同時(shí)將 V106內(nèi)廢水汽化為二次蒸汽43，二次蒸汽43進(jìn)入第二精餾塔塔釜，為第二精餾塔提供能 量。通過E108和V106，實(shí)現(xiàn)了第三精餾塔與第二精餾塔的熱集成操作。物流39的凝液40 進(jìn)入第三精餾塔回流罐V107，然后作為第三精餾塔回流液41返回第三精餾塔塔頂。V106 剩余廢水44從V106溢流去E107。
物流39未凝氣相42自V107排出，與第二精餾塔塔頂氣相23混合一起進(jìn)入E107， 繼續(xù)冷凝、回收其中酒精。
—般S103與S104之間設(shè)2層除霧塔板以去除S104段上升氣相可能夾帶的固形 物。這兩層除霧塔板頂部可以采用物流18、物流9或物流33分流出少量液體進(jìn)行洗滌，以 增強(qiáng)除霧效果，確保進(jìn)入S103段上升氣相中不夾帶固形物。
一般S203與S204之間設(shè)2層除霧塔板以去除S204段上升氣相可能夾帶的固形 物。這兩層除霧塔板頂部可以采用物流32或物流33分流出少量液體進(jìn)行洗滌，以增強(qiáng)除 霧效果，確保進(jìn)入S203段上升氣相中不夾帶固形物。
以下給出了實(shí)施例1各主要設(shè)備的一種典型操作條件
第一精餾塔塔頂操作壓力40kPa，塔頂操作溫度為56°C，塔釜操作溫度83°C。
第二精餾塔塔頂操作壓力190kPa，塔頂操作溫度94°C，塔釜操作溫度122°C。
第三精餾塔塔頂操作壓力600kPa，塔頂操作溫度131°C，塔釜操作溫度160°C。
第一精餾塔脫醛段S103頂部操作壓力40kPa，S103塔頂操作溫度56°C。
V104操作壓力60kPa，操作溫度86 °C。
V106操作壓力220kPa，操作溫度123°C。
實(shí)施例2
圖2是一種采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法生產(chǎn)無水乙醇(或燃料乙 醇)的工藝流程圖。圖2是在圖1所提供的工藝流程基礎(chǔ)上，直接增加了分子篩脫水系統(tǒng) 和無水乙醇冷凝器E107B，以生產(chǎn)無水乙醇或燃料乙醇產(chǎn)品。
從第二精餾塔塔頂分流一股共沸酒氣47去分子篩脫水塔S101A、SlOlB0分子篩 脫水塔分為兩臺(tái)切換操作，一臺(tái)吸附脫水時(shí)，另一臺(tái)處于脫附再生或備用狀態(tài)。分子篩脫附 出來的淡酒52進(jìn)入淡酒罐。8
共沸酒氣47經(jīng)分子篩吸附脫水后的無水乙醇蒸汽48進(jìn)入無水乙醇冷凝器E107B， 無水乙醇蒸汽48通過E107B被氣液分離罐V104內(nèi)廢水冷凝為無水乙醇49進(jìn)緩沖罐V108， V108出料無水乙醇經(jīng)E109被淡酒33冷卻。冷卻后無水乙醇50經(jīng)EllO繼續(xù)冷卻至常溫， 得到無水乙醇產(chǎn)品51。
實(shí)施例2各主要設(shè)備的典型操作條件與實(shí)施例1相同。
如圖3所示，按實(shí)施例2提供的工藝方法，如果僅用于生產(chǎn)無水乙醇或燃料乙醇， 第二精餾塔可以省去S202段，來自第一精餾塔和第三精餾塔的共沸酒精都進(jìn)入第二精餾 塔塔頂，節(jié)省設(shè)備投資。
圖4是圖1流程的變形流程，將第一精餾塔上塔、下塔分開，以降低第一精餾塔的 高度。圖5是采用蒸汽噴射器回收第一精餾塔釜液能量及酒精的節(jié)能工藝示意圖。采用 較高壓力的蒸汽53抽吸第一精餾塔塔釜出料4，被抽出的氣體M與53混合成為二次蒸汽 55。這股二次蒸汽55可以給第一精餾塔塔釜加熱，或者給醪液預(yù)熱，或者加熱系統(tǒng)內(nèi)其他 物料。
本發(fā)明與目前廣泛采用兩塔酒精精餾工藝進(jìn)行了操作能耗對(duì)比，對(duì)比節(jié)能效果如 下
目前廣泛采用的常規(guī)兩塔酒精精餾工藝，生產(chǎn)共沸酒精蒸汽耗量約2. 3噸蒸汽/ 噸共沸酒精產(chǎn)品。
目前廣泛采用的常規(guī)兩塔酒精精餾工藝，生產(chǎn)無水乙醇蒸汽耗量約3. 2噸蒸汽/ 噸無水乙醇產(chǎn)品。
中國專利ZL 200710057523. X所提供的采用三塔熱集成裝置進(jìn)行酒精精餾的工 藝方法，生產(chǎn)共沸酒精蒸汽耗量約1. 6噸蒸汽/噸共沸酒精產(chǎn)品；生產(chǎn)無水乙醇蒸汽耗量約 2. 2噸蒸汽/噸無水乙醇產(chǎn)品。
采用本發(fā)明提供的三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，蒸汽耗量約1. 1噸蒸汽 /噸食用酒精產(chǎn)品；蒸汽耗量約1. 4噸蒸汽/噸無水酒精產(chǎn)品。
采用本發(fā)明提供的采用三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法與中國專利 ZL200710057523. X所提供工藝方法操作能耗對(duì)比，按20萬噸/年酒精裝置計(jì)算(酒精產(chǎn)量 為25噸/小時(shí)，年操作時(shí)數(shù)按8000小時(shí))
食用酒精每小時(shí)可節(jié)省蒸汽1. 6-1. 1 = 0.5噸蒸汽/噸食用酒精產(chǎn)品。
0. 5/1. 6X100% 31%。
每年可節(jié)省蒸汽約10萬噸(0. 5噸/噸X 20萬噸/年=10萬噸/年)。
按每噸蒸汽150元計(jì)算，每年可節(jié)省蒸汽費(fèi)用
10萬噸/年X 150元/噸=1500萬元/年。
無水乙醇每小時(shí)可節(jié)省蒸汽2. 2-1. 4 = 0.8噸蒸汽/噸共沸乙醇產(chǎn)品。
0. 8/2. 2X100% 36%。
每年可節(jié)省蒸汽約20萬噸(0. 8噸/噸X20萬噸/年=16萬噸/年)。
按每噸蒸汽150元計(jì)算，每年可節(jié)省蒸汽費(fèi)用
16萬噸/年X150元/噸=MOO萬元/年。
本發(fā)明提供了一種三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，具有極其顯著經(jīng)濟(jì)效 益。結(jié)合實(shí)施例加以具體說明，相關(guān)領(lǐng)域的人員完全可以根據(jù)本專利提供的方法進(jìn)行適當(dāng)改動(dòng)或變更與組合，來實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)。需要特別說明的是，所有這些通過對(duì)本專利提供的 工藝流程進(jìn)行相類似的改動(dòng)或變更與組合，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都被視 為在本發(fā)明的精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，該工藝方法是從發(fā)酵醪液中通過精餾過 程生產(chǎn)酒精，其特征在于1)至少包括第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(T102)和第三精餾塔(T103)；2)所說的第一精餾塔(TlOl)為復(fù)合塔，第一精餾塔上部為輕組分脫除段(SlOl)和酒 精精餾段(S102)，中部為酒精脫醛段(S103)，下部為第一粗塔(S104)；3)所說的第二精餾塔(110 為復(fù)合塔，第二精餾塔上部為輕組分脫除段(S201)、甲醇 提濃段620 和酒精精餾段(S203)，下部為第二粗塔(S204)；4)所說的第一精餾塔(TlOl)、第二精餾塔(110 和第三精餾塔(T10;3)三塔之間為熱 集成，第三精餾塔塔頂氣相作為第二精餾塔塔釜加熱熱源，為第二精餾塔提供所需熱量；第 二精餾塔塔頂氣相作為第一精餾塔塔釜加熱熱源，為第一精餾塔提供所需熱量；5)整個(gè)精餾裝置系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)含醪段——第一精餾塔下部和第二精餾塔下部；6)第二精餾塔進(jìn)料為第一精餾塔進(jìn)料以下液相側(cè)線出料。
2.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的第三精餾塔與第二精餾塔之間 的熱集成換熱器、第二精餾塔與第一精餾塔之間的熱集成換熱器采用間接換熱的蒸汽發(fā)生 器、泵強(qiáng)制循環(huán)換熱器或常規(guī)換熱器。
3.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的第一精餾塔的塔頂操作壓力為 10 300kPa ；第二精餾塔的塔頂操作壓力為30 400kPa ；第三精餾塔T103的塔頂操作壓 力為 200 1200kPa。
4.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的發(fā)酵醪液經(jīng)預(yù)熱后再進(jìn)入第一 精餾塔下部粗塔，第一精餾塔和第二精餾塔塔釜分別排放含醪廢水；或第二精餾塔塔釜排 放的含醪廢水先進(jìn)入第一精餾塔塔釜，經(jīng)閃蒸、降溫，回收其中能量和酒精后再與第一精餾 塔塔釜醪液一起排出裝置。
5.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于由第一精餾塔頂部側(cè)線采出部分共沸 酒精，由第三精餾塔頂部側(cè)線采出部分共沸酒精，這兩股共沸酒精都進(jìn)入第二精餾塔頂部， 酒精產(chǎn)品由第二精餾塔上部液相側(cè)線采出，由第三精餾塔側(cè)線采出雜醇油。
6.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于來自第一精餾塔上部精餾段采出的淡 酒、第一精餾塔中部脫醛段采出的淡酒、第二精餾塔上部精餾段采出的淡酒、分子篩再生返 回的淡酒和雜醇油洗水返回的淡酒都進(jìn)入淡酒罐，第三精餾塔進(jìn)料為來自淡酒罐的淡酒， 或各股淡酒分別進(jìn)入第三精餾塔。
7.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的第三精餾塔采用蒸汽直接加 熱、通過再沸器用蒸汽或?qū)嵊图訜峤橘|(zhì)間接加熱。
8.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于由第二精餾塔塔頂氣相分流一股去分 子篩裝置，經(jīng)分子篩吸附脫水后的無水酒精氣相用來給第一精餾塔進(jìn)料發(fā)酵醪液預(yù)熱，或 者給第一精餾塔塔釜加熱，降低操作能耗。
9.按照權(quán)利要求1所說的工藝方法，其特征在于所說的第一精餾塔塔釜排放的廢水可 以采用蒸汽噴射器或氣體壓縮機(jī)回收能量及其中所含的酒精。
10.按照權(quán)利要求1、8所說的工藝方法，其特征在于所說的酒精產(chǎn)品給第三精餾塔進(jìn) 料淡酒預(yù)熱、或者給第一精餾塔頂部側(cè)線采出的共沸酒精預(yù)熱、或者給發(fā)酵醪液預(yù)熱、或者 給分子篩再生返回淡酒預(yù)熱，回收其中熱量，減少冷卻水消耗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三精塔熱集成酒精精餾節(jié)能工藝方法，從發(fā)酵醪液中通過精餾過程生產(chǎn)酒精的節(jié)能工藝方法。整個(gè)酒精精餾系統(tǒng)至少包括第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔等三塔及其配套設(shè)備組成。第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔三塔之間熱集成，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)，使分子篩吸附脫水系統(tǒng)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。本發(fā)明克服了已有技術(shù)的缺點(diǎn)，操作能耗降至1.1噸蒸汽/噸優(yōu)質(zhì)食用酒精，較目前先進(jìn)的酒精工藝方法降低操作能耗30％以上，具有顯著的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07C29/80GK102040472SQ20101054735
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者藍(lán)仁水, 黃貴明 申請(qǐng)人:藍(lán)仁水, 黃貴明