專利名稱：制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備生物丁醇生產(chǎn)的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方法，特別是涉及制備生物丁 醇精餾單元乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方法。
背景技術(shù)：
丁醇、丙酮及乙醇都是重要的有機溶劑和化工原料。其中丁醇不僅可用于生產(chǎn)各種塑 料、橡膠制品及丁醛、丁酸、醋酸丁酯等化工產(chǎn)品，在能源危機的當今社會，其作為新一 代的液體能源，受到了普遍關(guān)注。
發(fā)酵法生產(chǎn)生物丁醇，聯(lián)產(chǎn)丙酮乙醇，其聯(lián)合產(chǎn)品被稱為總?cè)軇?ABE， Acetone-butanol-ethanol)，溶劑生成比例為丁醇丙酮乙醇為6:3:1。生物丁醇生產(chǎn)是以 玉米、小麥、高粱、紅薯、木薯等淀粉質(zhì)，或以甘蔗、糖蜜、菊芋等糖質(zhì)等可再生資源為 原料，其原料來源豐富而廣闊。隨著石油等不可再生資源的的日益枯竭，生物丁醇生產(chǎn)重 新引起越來越多的重視。
傳統(tǒng)的發(fā)酵法丙酮丁醇生產(chǎn)存在著能耗高、水污染嚴重等問題。因此，采用采用先進 的節(jié)能技術(shù)，降低生物丁醇生產(chǎn)過程的能耗和物耗，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高生物丁醇 產(chǎn)品的市場競爭力，正在得到越來越多的國家和企業(yè)公司的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方法，能夠充分利用 精餾單元乙醇塔的余熱，有效降低精餾單元的能耗。
生物丁醇生產(chǎn)精餾單元的，涉及乙醇塔的工藝流程如下精餾單元的丙酮塔塔釜物料 送至乙醇塔，乙醇塔塔頂物料蒸汽經(jīng)冷凝后送至丙酮塔或送至乙丙塔，乙醇塔側(cè)線采出乙 醇產(chǎn)品，乙醇塔釜物料返回乙丙塔回收溶劑；丙酮塔塔頂物料經(jīng)一醛塔、二醛塔進行脫醛， 由二醛塔側(cè)線采出丙酮成品。
本發(fā)明的制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)，包括乙醇塔、 一醛塔、二醛塔、 乙醇塔和丙酮塔；乙醇塔頂與丙酮塔再沸器相連或與一醛塔再沸器相連或與二醛塔再沸器相連或與一醛塔再沸器和二醛塔再沸器相連，乙醇塔塔頂冷凝器與相連的再沸器為同一設(shè) 備。
本發(fā)明的制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)，所述的精餾單元乙醇塔塔釜采用 再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為一醛塔或二醛塔或一醛塔和二醛塔再沸器 的加熱介質(zhì)或作為丙酮塔再沸器的部分加熱介質(zhì)。
本發(fā)明的制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)的操作方法，其特征為乙醇塔操作 壓力為絕對壓力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作壓力為絕對壓力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作壓力 為絕對壓力0.004-0.5MPa， 二醛塔操作壓力為絕對壓力0.004-0.45MPa。
本發(fā)明的優(yōu)點在于將差壓熱耦合技術(shù)用于生物丁醇生產(chǎn)精餾單元，實現(xiàn)乙醇塔與一醛 塔或乙醇塔與二醛塔或乙醇塔與一醛塔及二醛塔或乙醇塔與丙酮塔的熱耦合，充分利用乙 醇塔塔頂蒸汽，回收其熱量。該節(jié)能系統(tǒng)能夠減少生物丁醇生產(chǎn)過程中新鮮蒸汽的用量， 降低精餾單元的能耗。
采用本發(fā)明的制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方法，每噸總?cè)軇┕?jié)約 蒸汽消耗0.3-0.5噸，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高生物丁醇產(chǎn)品的市場競爭力。


圖l:乙醇塔熱耦合示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾種連接作進一步詳細說明，其中乙醇塔操作壓力為絕對壓 力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作壓力為絕對壓力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作壓力為絕對壓力 0.004-0.5MPa， 二醛塔操作壓力為絕對壓力0.004-0.45MPa。 實施例1:
來自精餾單元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔頂與一醛塔再沸器7相連， 乙醇塔2塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為一醛塔再沸器7的加熱 介質(zhì)，乙醇塔2塔頂物料蒸汽經(jīng)冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2側(cè)線采出乙 醇成品；來自丙酮塔1塔頂?shù)奈锪辖?jīng)一醛塔3、 二醛塔4進行脫醛精制，由二醛塔4側(cè)線 采出丙酮成品。 實施例2:
來自精餾單元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔頂與二醛塔再沸器8相連， 乙醇塔2塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為二醛塔再沸器8的加熱 介質(zhì)，乙醇塔2塔頂物料蒸汽經(jīng)冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2側(cè)線采出乙醇成品；來自丙酮塔1塔頂?shù)奈锪辖?jīng)一醛塔3、 二醛塔4進行脫醛精制，由二醛塔4側(cè)線
采出丙酮成品。
實施例3:
來自精餾單元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔頂與一醛塔再沸器7和二 醛塔再沸器8相連，乙醇塔2塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為一 醛塔再沸器7及二醛塔再沸器8的加熱介質(zhì)，乙醇塔2塔頂物料蒸汽經(jīng)冷凝后送至丙酮塔 1或送至乙丙塔，乙醇塔2側(cè)線采出乙醇成品；來自丙酮塔1塔頂?shù)奈锪辖?jīng)一醛塔3、 二 醛塔4進行脫醛精制，由二醛塔4側(cè)線采出丙酮成品。 實施例4:
來自精餾單元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔頂與丙酮塔再沸器5相連， 乙醇塔2塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為丙酮塔再沸器5的部分 加熱介質(zhì)，乙醇塔2塔頂物料蒸汽經(jīng)冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2側(cè)線采 出乙醇成品；來自丙酮塔1塔頂?shù)奈锪辖?jīng)一醛塔3、 二醛塔4進行脫醛精制，由二醛塔4 側(cè)線采出丙酮成品。
以上顯示和描述了本發(fā)明的制備生物丁醇精餾單元乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)及操作方 法的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述 實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精 神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化及改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā) 明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1. 制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)，包括乙醇塔、一醛塔、二醛塔、乙醇塔和丙酮塔；其特征為乙醇塔頂與丙酮塔再沸器相連或與一醛塔再沸器相連或與二醛塔再沸器相連或與一醛塔再沸器和二醛塔再沸器相連，乙醇塔塔頂冷凝器與相連的再沸器為同一設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1所述的制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)，其特征為所述的乙醇塔塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為一醛塔或二醛塔或一 醛塔和二醛塔再沸器的加熱介質(zhì)或作為丙酮塔再沸器的部分加熱介質(zhì)。
3. 權(quán)利要求1或2制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)的操作方法，其特征為乙 醇塔操作壓力為絕對壓力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作壓力為絕對壓力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作壓力為絕對壓力0.004-0.5MPa， 二醛塔操作壓力為絕對壓力 0扁-0.45MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備生物丁醇中乙醇塔的熱耦合節(jié)能系統(tǒng)，包括乙醇塔、一醛塔、二醛塔、乙醇塔和丙酮塔；其中乙醇塔塔釜采用再沸器間接蒸汽加熱，塔頂產(chǎn)生的物料蒸汽作為一醛塔或二醛塔或一醛塔及二醛塔再沸器的加熱介質(zhì)或作為丙酮塔再沸器的部分加熱介質(zhì)。本發(fā)明將差壓熱耦合技術(shù)用于生物丁醇生產(chǎn)精餾單元，實現(xiàn)乙醇塔與一醛塔或乙醇塔與二醛塔或乙醇塔與一醛塔及二醛塔或乙醇塔與丙酮塔的熱耦合，充分利用乙醇塔塔頂蒸汽，回收其熱量，減少生物丁醇生產(chǎn)過程中新鮮蒸汽的用量，降低精餾單元的能耗。
文檔編號B01D3/14GK101530672SQ20081015468
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者呂惠生, 張志強, 張敏華, 李永輝, 歐陽勝利, 董秀芹, 錢勝華, 陶敏莉 申請人:天津大學(xué)