专利名称：一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用发酵醪液生产无水乙醇的工艺及其装置。 技术背景随着全球石油和原煤等不可再生能源的日益衰竭，以可再生的生物质为原料 生产无水乙醇，进而添加辅助剂制得的燃料乙醇可作为汽油等燃料的有效替代品。生物质原料经过发酵得到的成熟发酵醪液经过蒸馏、脱水可制得无水乙醇; 传统的无水酒精蒸馏脱水工艺主要有以下几种1、 两塔常压蒸馏，传统脱水工艺两塔为粗馏塔和精馏塔，两塔都采用常压蒸馏以得到浓度95% (v/v)左右 的高浓度酒精；脱水工艺多采用共沸精馏或者分子筛脱水工艺。蒸馏工艺由于 没有采用差压热耦合技术，因此能耗较大、循环冷却水消耗高，现在基本己经 废弃不用。共沸精馏采用苯或者环己烷为脱带剂，而以苯为脱带剂时间易造成 环境污染，此脱水工艺同样存在能耗较大、 一次投入较大的缺点，现在应用的 也较少。传统的分子筛脱水应用吸附时应用高压吸附，造成分子筛的损耗较高， 能耗也教大。2、 两塔差压蒸馏，传统脱水工艺两塔同样为粗馏塔和精馏塔，粗馏塔为减压操作，精馏塔为加压操作。两 塔差压蒸馏得到高浓度酒精后进脱水工段又包括液相汽化后进脱水工段和汽相 直接进脱水工段两种工艺。脱水工艺同样采用共沸精馏或者分子筛脱水工艺。 通过差压热耦合蒸馏技术能部分降低蒸馏时的能耗和循环水耗量，但是同样有 能量利用不充分，循环冷却水耗量没有显著降低的缺点；脱水工段的缺点同样 没有解决。3、三塔差压蒸馏，传统脱水工艺三塔为粗馏塔，水洗塔和精馏塔，粗馏塔为减压操作，水洗塔为微负压操 作，精馏塔为加压操作。为了有限减少进脱水工段的杂质，此工艺特增加了水洗塔。脱水工艺也采用共沸精流或分子筛脱水工艺。由于蒸馏工段为提高了无 水酒精的质量增设了塔设备，尽管也采用差压技术但是能耗和循环冷却水耗量 同样较高。而脱水工艺存在的问题依然。发明内容本发明的目的是提供一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置和工艺， 可以达到提高无水酒精质量，减少污染的效果，有效降低能耗并降低循环冷却 水的消耗。为实现上述目的，本发明的生产装置为 一种以发酵醪液为原料生产无水 乙醇的装置，它包括上下顺次叠置的脱醛塔、脱气塔和第一粗馏塔，上下叠置 的第一精馏塔和第二粗馏塔，以及第二精馏塔，并联设置的分子筛A和分子筛B， 管程依次串联的第一成熟醪预热器、第二成熟醪预热器、第三成熟醪预热器； 其中第一成熟醪预热器管侧入口连接成熟发酵醪原料入口，第三成熟醪预热器 管侧出口管道连接脱气塔顶部入口，脱醛塔顶部经管道与第一成熟醪预热器壳 侧入口相连，第一成熟醪预热器壳侧出口经脱醛塔回流罐、脱醛塔回流泵与脱 醛塔顶部回流口相连；第一粗馏塔上部汽相出口经管道与第二成熟醪预热器壳侧入口相连，第二成熟醪预热器壳侧出口管道连接粗酒罐，粗酒罐底部出口经 粗酒泵管道连接粗酒预热器第一入口，粗酒预热器第一出口经管道与第二精馏塔中部进料口相连；第一粗馏塔上部液相出口管道连接成熟醪釆出泵入口，成 熟醪采出泵出口管道连接成熟醪预热器第一入口 ，成熟醪预热器第一出口经管 道与第二粗馏塔顶部入口相连，第二粗馏塔底部出口经管道与成熟醪预热器第二入口相连，成熟醪预热器第二出口经管道与废水处理管道系统相连；第一精 馏塔顶部第一出口经管道与第一粗馏塔第一再沸器壳侧入口相连，第一粗馏塔 第一再沸器壳侧出口经第一精馏塔回流罐和第一精馏塔回流泵管道相连第一精 馏塔上部回流入口 ，第一精馏塔顶部第二出口经过过热器管禾呈与并联的分子筛A 和分子筛B吸附入口管道连接，并联的分子筛A和分子筛B的吸附出口分别连 接第三成熟醪预热器壳侧入口和再生汽过热器管侧入口 ，第三成熟醪预热器壳 侧出口连接成品罐，再生汽过热器管侧出口连接并联的分子筛A和分子筛B的 再生入口 ，分子筛A和分子筛B的再生出口分别经淡酒冷凝器管程连接粗酒罐，过热器和再生汽过热器的壳侧入口分别连接蒸汽系统；第二精馏塔顶部出口经 管道与第二粗馏塔再沸器壳侧入口相连，第二粗馏塔再沸器壳侧出口经第二精 馏塔回流罐与第二精馏塔回流泵入口端相连，第二精馏塔回流泵出口端经管道 分别与第二精馏塔上部回流入口以及淡酒预热器第一入口相连，淡酒预热器第 一出口管道连接第一精馏塔上部回流口 ，第一精馏塔底部淡酒出口管道连接淡 酒预热器第二入口，淡酒预热器第二出口管道连接粗酒罐；第二精馏塔底部出 口经管道与粗酒预热器第二入口相连，粗酒预热器第二出口经管道连接废水处 理系统，第二精馏塔再沸器壳侧入口管道连接蒸汽系统。本发明的装置中将粗熘和精馏分别设置成二段操作，相当于粗馏和精馏分 别是二效操作，蒸馏效果好，生产的产品质量高；将脱醛±荅、脱气塔和第一粗 馏塔上下叠置，将第一精馏塔和第二粗馏塔上下叠置，充分利用空间，减少设 备和管道设置，节约成本，同时可以充分利用下塔的热量，提高能量利用效率； 第二精馏塔顶酒汽经过冷凝后分别回流第一精馏塔和第二精馏塔，即可以方便 控制两个精馏塔的负荷，同时也可以减少两塔之间互相的影响，提高装置运行 的平稳性和易操作性，有利于进一步降低系统能耗；将第一精馏塔顶酒汽引去 分子筛脱水，使得分子筛的操作压力明显降低，减少了系统能耗，延长了分子 筛的使用寿命。作为一种改进，所述第二精馏塔再沸器的壳侧出口、过热器的壳侧出口和 再生汽过热器壳侧出口分别经管道与闪蒸罐入口相连，闪蒸罐顶部出口经管道 与第一粗馏塔第二再沸器壳侧入口相连，闪蒸罐底部出口和第一粗馏塔第二再 沸器壳侧出口分别经管道连接回锅炉管道系统，可以充分利用装置中蒸汽冷凝 水的热量，进一步节省蒸汽消耗和循环水消耗。本发明以发酵醪液为原料生产无水乙醇的生产工艺为自发酵工段来的成 熟醪依次经第一成熟醪预热器、第二成熟醪预热器和第三成熟醪预热器预热后 进入脱气塔顶部，脱气塔顶部出来的粗酒汽直接进入脱醛塔脱醛，自脱醛塔顶 部来的酒汽进入第一成熟醪预热器冷凝后进入脱醛塔回流罐，再由脱醛塔回流 泵泵入脱醛塔，自第一粗馏塔上部采出粗酒汽进入第二成熟醪预热器，经冷凝 后进入粗酒罐，自第一粗馏塔上部采出部分脱气脱醛后的成熟醪用成熟醪采出 泵采出，经过成熟醪预热器用第二粗馏塔底部废醪液预热后进入第二粗馏塔， 经第二粗馏塔浓缩后的粗酒汽直接进入第一精馏塔，第一精馏塔塔顶出的浓縮酒汽一部分进入过热器过热后进入分子筛A或分子筛B脱水，经分子筛A或分 子筛B脱水后无水酒汽一部分进入第三成熟醪预热器冷凝后，进入成品暂贮罐 作为成品输出，另一部分无水酒汽经再生器过热器过热后作为分子筛B或者分 子筛A的再生用汽，分子筛B或者分子筛A的再生汽经淡酒7令凝器冷凝后进入 粗酒罐；第一精馏塔塔顶出的另一部分浓缩酒汽进入第一禾且馏塔第一再沸器壳 侧冷凝，冷凝酒液泵入第一精馏塔回流，自第一精馏塔底部出来的淡酒经淡酒 预热器预热后进入粗酒罐，自粗酒罐底部来的粗酒由粗酒泵泵入粗酒预热器预 热后进入第二精馏塔，从第二精馏塔顶部出来的浓缩酒汽进入第二粗馏塔再沸 器壳侧冷凝，冷凝酒液进入第二精馏塔回流罐，由第二精馏塔回流泵泵出一部 分进入第二精馏塔回流，另一部分经淡酒预热器冷却后进入第一精馏塔顶部回流，第二精馏塔再沸器、过热器和再生器过热器分别使用蒸^;加热。所述第二精馏塔再沸器、过热器和再生器过热器加热后的蒸汽冷凝水分别 进入闪蒸罐闪蒸，顶部闪蒸汽进入第一粗馏塔第二再沸器壳侧作为热源使用， 以便进一步利用热量，减少系统能耗。本发明的工艺中，控制各塔塔顶操作压力、塔顶和塔底的操作温度分别为 脱醛塔(5)绝压0.25 0.35 atm，塔顶温度50 60。C，塔底温度55 65。C;脱气塔(6)绝压0. 3 0. 4 atm，塔顶温度60 7(TC，塔底温度65 75°。； 第一粗馏塔(7)绝压0.3 4 atm，塔顶温度65 75。C， i荅底温度80 90。C;第一精馏塔(24)绝压1.2 2.2atm，塔顶温度85 95"，塔底温度100 115。C;第二粗馏塔(25)绝压1. 5 2. 5 atm，塔顶温度100 120°C ，塔底温度110 125°C;第二精馏塔(32)绝压4. 8 6. 0 atm，塔顶温度120 135°C ，塔底温度150 165。C;控制吸附与解吸时分子筛操作压力、操作温度分别为吸附时绝压1.0 2.0atm，温度100 120。C; 解吸时绝压0. 3 0. 4atm，温度110 140。C。脱醛塔、脱气塔、第一粗馏塔均采用减压操作，脱醛塔来的粗酒汽用于供 给第一成熟醪预热器能量，第一粗馏塔来的粗酒汽用于供给第二成熟醪预热器 能量。第二粗馏塔采用正压操作，粗酒汽直接进入第一精馏塔；第一精馏塔采 用正压操作，自第一精馏塔塔顶出来的浓縮酒汽部分进入第一粗馏塔第一再沸 器供给第一粗馏塔能量，另一部分酒汽经过热器过热后进入分子筛进行吸附脱 水；第二精馏塔采用正压操作，自第二精馏塔塔顶出来的浓缩酒汽进入第二粗 馏塔再沸器供给第二粗馏塔能量，经过第二粗馏塔再沸器冷凝后的酒液分别回 流第一精馏塔和第二精馏塔，减少各塔之间互相的操作影响，提高了系统运行 的平稳性。第二粗馏塔塔底来的废醪液经成熟醪预热器与脱气后的成熟醪换热 后汇同第一粗馏塔塔底来的废醪液去废糟处理系统；经粗酒预热器与粗酒液换 热后的来自第二精馏塔塔底来的废余馏水去废水处理系统。分子筛吸附压力釆 用微正压，从而保证分子筛的使用寿命能够延长。本发明的优点是釆用差压热耦合技术实现蒸馏工段各塔的能量相互匹配利 用，通过压力控制系统实现分子筛的微正压操作延长分子筛的使用寿命，从而 使发酵法生产无水乙醇的蒸汽总消耗降到1.5 2.0吨/吨成品无水乙醇，比目前国内的常用的发酵法生产无水乙醇的2.2 3.0吨蒸汽/吨食用酒精的蒸汽消 耗节省蒸汽约30% 40%，节约循环水消耗约15吨/吨成品无水乙醇。
附图1为本发明的工艺流程原理图；1.第一成熟醪预热器，2.脱醛塔末冷，3.脱醛塔回流罐，4.脱醛塔回流 泵，5.脱醛塔，6.脱气塔，7.第一粗馏塔，8.第二成熟醪预热器，9.第一 粗馏塔末冷，10.粗酒罐，11.第三成熟醪预热器，12.成品酒汽末冷，13.成 品酒暂贮罐，14.第一粗馏塔循环泵，15.第一粗馏塔第一再沸器，16.第一 精馏塔末冷，17.第一精馏塔回流罐，18.第一精馏塔循环泵，19.第一粗馏 塔第二循环泵，20.第一粗馏塔第二再沸器，21.闪蒸罐，22.成熟醪采出泵， 23.成熟醪预热器，24.第一精馏塔，25.第二粗馏塔，26.第二粗馏塔循环 泵，27.第二粗馏塔再沸器，28.第二精馏塔回流罐，29.第二精馏塔回流泵， 30.粗酒泵，31.粗酒预热器，32.第二精馏塔，33.淡酒预热器，34.杂醇油分离器，35.第二精馏塔再沸器，36.过热器，37.分子筛A， 38.分子筛B， 39.解吸汽过热器，40.淡酒冷凝器
具体实施例方式实施例如附图1所示， 一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置包括 有脱醛塔5、脱气塔6、第一粗馏塔7、第一精馏塔24、第二粗馏塔25、第二精 馏塔32、分子筛A37、分子筛B38。其中第二精馏塔32顶部出口经管道与第二 粗馏塔再沸器27壳侧入口相连，第二粗馏塔再沸器27壳侧出口经管道与第二 精馏塔回流罐28入口相连，第二精馏塔回流罐28底部出口经管道与第二精馏 塔回流泵29入口端相连，第二精馏塔回流泵29出口端经管道与第二精馏塔32 顶部回流口相连，第二精馏塔32回流管道上分出一支同淡酒预热器33第一入 口相连，淡酒预热器33第一出口经管道与第一精馏塔24顶部入口相连；第二 精馏塔32底部出口经管道与粗酒预热器31第二入口相连，粗酒预热器31第 二出口经管道与废水处理系统相连，第一精馏塔24塔顶第一出口经管道与第一 粗馏塔第一再沸器15壳侧入口相连，第一粗馏塔第一再沸器15壳侧汽相出口 经管道与第一精馏塔末冷16入口相连，第一精馏塔末冷16出口经管道与第一 精馏塔回流罐17入口相连，第一粗馏塔第一再沸器15壳侧液相出口经管道与 第一精馏塔回流罐17入口相连，第一精馏塔回流罐17底部出口经管道与第一 精馏塔回流泵18入口端相连，第一精馏塔回流泵18出口端经管道与第一精馏 塔24顶部回流口相连，第一精馏塔24底部出口经管道与淡酒预热器33第二入 口相连，淡酒预热器33第二出口经管道与粗酒罐10入口端相连；第二粗馏塔 25底部出口一部分经过第二粗馏塔循环泵26抽出，通过第二粗馏塔再沸器27 管程加热后进入第二粗馏塔27塔釜，另一部分经管道与成熟醪预热器23第二 入口相连，成熟醪预热器23第二出口经管道与废糟处理系统相连；脱醛塔5顶 部出口经管道与第一成熟醪预热器1壳侧入口管道相连，第一成熟醪预热器1 汽相出口经管道与脱醛塔末冷2入口相连，脱醛塔末冷2出口经管道与脱醛塔 回流罐3入口相连，第一成熟醪预热器1液相出口经管道也与脱醛塔回流罐3 入口相连，脱醛塔回流罐3底部出口经管道与脱醛塔回流泵4入口端相连，脱 醛塔回流泵4出口端经管道与脱醛塔5顶部回流口相连；第一粗馏塔7上部汽10相出口经管道与第二成熟醪预热器8壳侧入口相连，第二成熟醪预热器8壳侧汽相出口经管道与第一粗馏塔末冷9入口相连，第一粗馏塔末冷9出口经管道 与粗酒罐10入口相连，脱醛塔末冷2汽相出口和第一粗馏塔末冷9汽相出口经 管道去真空洗涤系统管道入口，真空洗涤系统底部出口经管道与粗酒罐10入口 相连，粗酒罐10底部出口经管道与粗酒泵30入口端相连，粗酒泵30出口端经 管道与粗酒预热器31第一入口相连，粗酒预热器31第一出口经管道与第二精 馏塔32中部入口相连，第二成熟醪预热器8液相出口经管道也与粗酒罐10入 口相连，第一粗馏塔7上部液相出口经管道与成熟醪采出泵22入口端相连，成 熟醪采出泵22出口端经与成熟醪预热器23第一入口相连，成熟醪预热器23第 二出口经管道与第二粗馏塔顶部入口相连。第二精馏塔再沸器35的壳侧出口、过热器36的壳侧出口和再生汽过热器 39壳侧出口分别经管道与闪蒸罐21入口相连，闪蒸罐21顶部出口经管道与第 一粗馏塔第二再沸器20壳侧入口相连，闪蒸罐21底部出口和第一粗馏塔第二 再沸器20壳侧出口分别经管道连接回锅炉管道系统。第一粗馏i荅7底部废醪液 分成三部分， 一部分通过第一粗馏塔循环泵14抽出，经过第一粗馏塔第一再沸 器15管侧被加热后进入第一粗馏塔7塔釜，第二部分通过第一粗馏塔第二循环 泵19抽出，经过第一粗馏塔第二再沸器20管侧加热后进入第一粗馏塔7塔釜， 第三部分直接经管道与废糟处理系统相连。从第二精馏塔32中部抽提口管道连 接杂醇油分离器34，同时添加一次水冲洗酒液，从顶部回收杂醇油，分离器34 底部管道连接粗酒罐IO，回收淡酒液。分子筛A37和分子筛B38顶部出口经管道与第三成熟醪预热器11壳侧入口 相连，第三成熟醪预热器11壳侧汽相出口经管道与成品酒汽末冷12入口相连， 成品酒汽末冷12出口经管道与成品酒暂贮罐13入口相连，第三成熟醪预热器 11壳侧液相出口经管道也与成品酒暂贮罐13入口相连，自分子筛A37和分子筛 B38顶部出口管道上引出另一管道与再生汽过热器39管侧入口相连，再生汽过 热器39管侧出口经管道与分子筛A37和分子筛B38顶部再生汽入口相连；分子 筛A37和分子筛B38底部再生汽出口经管道与淡酒冷凝器40入口相连，淡酒冷 凝器40出口经管道与粗酒罐10入口相连。物料的工艺流向是自发酵工段来的发酵醪，经第一成熟醪预热器l、第二 成熟醪预热器8和第三成熟醪预热器11预热后进入脱气塔6顶部，自脱醛塔5顶部来的粗酒汽经第一成熟醪预热器1和脱醛塔末冷2冷凝后进入脱醛塔回流罐3，再由脱醛塔回流泵4泵入脱醛塔5顶部回流，由第一粗馏塔7顶部来的粗 酒汽经第二成熟醪预热器8和第一粗馏塔末冷9冷凝后进入粗酒罐10，自脱醛 塔末冷2和第一粗馏塔末冷9来的不凝汽进入真空洗涤系统，自真空洗涤系统 来的洗涤淡酒进入粗酒罐10，自第一粗馏塔7顶部来的脱气后的成熟醪由成熟 醪采出泵22泵入成熟醪预热器23，经第二粗馏塔25塔底来的废醪液预热后进 入第二粗馏塔25顶部；自第一精馏塔24顶部出来的一部分酒汽经第一粗馏塔 第一再沸器15和第一精馏塔末冷16冷凝后进入第一精馏塔回流罐17，然后由 第一精馏塔回流泵18泵入第一精馏塔24回流；由第一精馏塔24顶部出来的另 一部分酒汽由过热器36过热后再经分子筛A37或分子筛B38脱水后， 一部分酒 汽经第三成熟醪预热器11和成品酒汽末冷12冷凝后进入成品暂贮罐13，另一 部分酒汽经再生汽过热器39过热后进入分子筛A37或分子筛B38进行再生，再 生后的淡酒汽经淡酒冷凝器40冷凝后进入粗酒罐10;自粗酒罐10来的粗酒液 由粗酒泵30泵入粗酒预热器31经第二精馏塔32塔底来的废水预热后进入第二 精馏塔32，自第二精馏塔塔顶来的酒汽经第二粗馏塔再沸器27冷凝后进入第二 精馏塔回流罐28，再由第二精馏塔回流泵29泵入第二精馏塔32回流，自第二 精馏塔32回流管道上采出部分酒液经淡酒预热器33与从第一精馏塔24塔底来 的淡酒换热后进入第一精馏塔24顶部，自第一精馏塔24底部来的换热后的淡 酒进入粗酒罐10;第一粗馏塔7塔底来废醪液、第二粗馏塔25塔底来的换热后 的废醪液汇合进入废糟处理系统，第二精馏塔32塔底来的换热后的废余馏水进 入废水处理系统；自第二精馏塔再沸器35来的冷凝水、过热器36来的冷凝水、 解吸汽过热器39来的冷凝水一起汇入闪蒸罐21，闪蒸出的闪蒸汽进入第一粗馏 塔第二再沸器20，冷凝后的闪蒸汽汇同闪蒸水回到锅炉。以玉米原料年产8万吨无水乙醇为例，具体说明本发明的工艺过程 自发酵工段来的30。C含酒12.0% (v/v)的发酵醪103.2吨/小时，经第一 成熟醪预热器1、第二成熟醪预热器8和第三成熟醪11预热器预热到67。C左右 后由脱气塔6顶部进入，自脱醛塔5顶部出来的50。C左右含酒9P/。 (v/v)左右 的粗酒汽经第一成熟醪预热器1和脱醛塔末冷2冷凝后进入脱醛塔回流罐3，再 由脱醛塔回流泵4泵入脱醛塔5顶部回流，自第一粗馏塔7上部来的7CTC左右 含酒60% (v/v)粗酒汽经第二成熟醪预热器8和第一粗馏塔末冷9冷凝后进入粗酒罐10，自第一粗馏塔7上部采出的7(TC度左右含酒12% (v/v)左右脱气后 的成熟醪67. 9吨/小时经成熟醪预热器23预热至102。C左右后进入第二粗馏塔 25上部，自第二粗馏塔25顶部出来的粗酒汽直接进入第一精馏塔24经精馏浓 縮后的90°(:左右含酒95% (v/v)以上的浓縮酒汽部分进入第一粗馏塔第一再沸 器15，经第一粗馏塔第一再沸器15和第一精馏塔末冷16冷凝后进入第一精馏 塔回流罐17，再由第一精馏塔回流泵18泵入第一精馏塔24上部回流，自第一 精馏塔24顶部来的另一部分9(TC左右含酒95% (v/v)以上的浓缩酒汽经过热 器36加热后进入分子筛A37或者分子筛B38脱水，自第一精馏塔24底部出来 的的102。C左右的淡酒经淡酒预热器33预热后进入粗酒罐10，自粗酒罐10来 的粗酒液经粗酒泵30泵入粗酒预热器31预热后进入第二精馏塔32进料口 ，自 第二精馏塔32顶部出来的128'(:含酒95% (v/v)以上的浓縮酒汽经第二粗馏塔 再沸器27冷凝后进入第二精馏塔回流罐28，再经第二精馏塔回流泵29泵入第 二精馏塔32上部回流，自第二精馏塔32回流管道上采出部分浓缩酒液经淡酒 预热器33冷却后进入第一精馏塔24上部，自分子筛A37或者分子筛B38上部 出来的脱水后的99. 5% (v/v)以上的无水酒精汽部分经第三成熟醪预热器11和 成品酒汽末冷12冷凝后做为成品进入成品暂贮罐13，另一部分无水酒汽经解吸 汽过热器39加热后进入分子筛A37或者分子筛B38上部，自分子筛A37或者分 子筛B38下部出来的淡酒汽经淡酒冷凝器40冷凝后进入粗酒罐10。再以木薯原料年产3万吨无水乙醇为例，进一步说明本发明的工艺 自发酵工段来的3(TC含酒10.(m (v/v)的发酵醪47.8吨/小时，经第一成 熟醪预热器1、第二成熟醪预热器8和第三成熟醪11预热器预热到67。C左右后 由脱气塔6顶部迸入，自脱醛塔5顶部出来的50°(3左右含酒89% (v/v)左右的 粗酒汽经第一成熟醪预热器1和脱醛塔末冷2冷凝后进入脱醛塔回流罐3，再由 脱醛塔回流泵4泵入脱醛塔5顶部回流，自第一粗馏塔7上部来的70。C左右含 酒57% (v/v)的粗酒汽经第二成熟醪预热器8和第一粗馏塔末冷9冷凝后进入 粗酒罐10，自第一粗馏塔7上部采出的7(TC度左右含酒11% (v/v)左右脱气后 的成熟醪30. 6吨/小时经成熟醪预热器23预热至102。C左右后进入第二粗馏塔 25上部，自第二粗馏塔25顶部出来的粗酒汽直接进入第一精馏塔24经精馏浓 縮后的9(TC左右含酒95y。 (v/v)以上的浓縮酒汽部分进入第一粗馏塔第一再沸 器15，经第一粗馏塔第一再沸器15和第一精馏塔末冷16冷凝后进入第一精馏塔回流罐17，再由第一精馏塔回流泵18泵入第一精馏塔24上部回流，自第一 精馏塔24顶部来的另一部分90'C左右含酒95% (v/v)以上的浓缩酒汽经过热 器36加热后进入分子筛A37或者分子筛B38脱水，自第一精馏塔24底部出来 的的102'C左右的淡酒经淡酒预热器33预热后进入粗酒罐10，自粗酒罐10来 的粗酒液经粗酒泵30泵入粗酒预热器31预热后进入第二精馏塔32进料口 ，自 第二精馏塔32顶部出来的128°(:含酒95% (v/v)以上的浓缩酒汽经第二粗馏塔 再沸器27冷凝后进入第二精馏塔回流罐28，再经第二精馏塔回流泵29泵入第 二精馏塔32上部回流，自第二精馏塔32回流管道上采出部分浓缩酒液经淡酒 预热器33冷却后进入第一精馏塔24上部，自分子筛A37或者分子筛B38上部 出来的脱水后的99. 5% (v/v)以上的无水酒精汽部分经第三成熟醪预热器11和 成品酒汽末冷12冷凝后做为成品进入成品暂贮罐13，另一部分无水酒精汽经解 吸汽过热器39加热后进入分子筛A37或者分子筛B38上部，自分子筛A37或者 分子筛B38下部出来的淡酒汽经淡酒冷凝器40冷凝后进入粗酒罐10。
权利要求
1、一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置，其特征在于它包括上下顺次叠置的脱醛塔(5)、脱气塔(6)和第一粗馏塔(7)，上下叠置的第一精馏塔(24)和第二粗馏塔(25)，以及第二精馏塔(32)，并联设置的分子筛A(37)和分子筛B(38)，管程依次串联的第一成熟醪预热器(1)、第二成熟醪预热器(8)、第三成熟醪预热器(11)；其中第一成熟醪预热器(1)管侧入口连接成熟发酵醪原料入口，第三成熟醪预热器(11)管侧出口管道连接脱气塔(6)顶部入口，脱醛塔(5)顶部经管道与第一成熟醪预热器(1)壳侧入口相连，第一成熟醪预热器(1)壳侧出口经脱醛塔回流罐(3)、脱醛塔回流泵(4)与脱醛塔(5)顶部回流口相连；第一粗馏塔(7)上部汽相出口经管道与第二成熟醪预热器(8)壳侧入口相连，第二成熟醪预热器(8)壳侧出口管道连接粗酒罐(10)，粗酒罐(10)底部出口经粗酒泵(30)管道连接粗酒预热器(31)第一入口，粗酒预热器(31)第一出口经管道与第二精馏塔(32)中部进料口相连；第一粗馏塔(7)上部液相出口管道连接成熟醪采出泵(22)入口，成熟醪采出泵(22)出口管道连接成熟醪预热器(23)第一入口，成熟醪预热器(23)第一出口经管道与第二粗馏塔(25)顶部入口相连，第二粗馏塔(25)底部出口经管道与成熟醪预热器(23)第二入口相连，成熟醪预热器(23)第二出口经管道与废糟处理管道系统相连；第一精馏塔(24)顶部第一出口经管道与第一粗馏塔第一再沸器(15)壳侧入口相连，第一粗馏塔第一再沸器(15)壳侧出口经第一精馏塔回流罐(17)和第一精馏塔回流泵(18)管道相连第一精馏塔(24)上部回流入口，第一精馏塔(24)顶部第二出口经过过热器(36)管程与并联的分子筛A(37)和分子筛B(38)吸附入口管道连接，并联的分子筛A(37)和分子筛B(38)的吸附出口分别连接第三成熟醪预热器(11)壳侧入口和再生汽过热器(39)管侧入口，第三成熟醪预热器(11)壳侧出口连接成品罐(10)，再生汽过热器(39)管侧出口连接并联的分子筛A(37)和分子筛B(38)的再生入口，分子筛A(37)和分子筛B(38)的再生出口分别经淡酒冷凝器(40)管程连接粗酒罐(10)，过热器(36)和再生汽过热器(39)的壳侧入口分别连接蒸汽系统；第二精馏塔(32)顶部出口经管道与第二粗馏塔再沸器(27)壳侧入口相连，第二粗馏塔再沸器(27)壳侧出口经第二精馏塔回流罐(28)与第二精馏塔回流泵(29)入口端相连，第二精馏塔回流泵(29)出口端经管道分别与第二精馏塔(32)上部回流入口以及淡酒预热器(33)第一入口相连，淡酒预热器(33)第一出口管道连接第一精馏塔(24)上部回流口，第一精馏塔(24)底部淡酒出口管道连接淡酒预热器(33)第二入口，淡酒预热器(33)第二出口管道连接粗酒罐(10)；第二精馏塔(32)底部出口经管道与粗酒预热器(31)第二入口相连，粗酒预热器(31)第二出口经管道连接废水处理系统，第二精馏塔再沸器(35)壳侧入口管道连接蒸汽系统。
2、 根据权利要求l所述的一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置，其特征 在于所述第二精馏塔再沸器(35)的壳侧出口、过热器(36)的壳侧出口 和再生汽过热器(39)壳侧出口分别经管道与闪蒸罐(21)入口相连，闪蒸 罐(21)顶部出口经管道与第一粗馏塔第二再沸器(20)壳侧入口相连，闪 蒸罐(21)底部出口和第一粗馏塔第二再沸器(20)壳侧出口分别经管道连 接回锅炉管道系统。
3、 一种根据权利要求1所述的以发酵醪液为原料生产无水乙醇装置的生产工 艺，其特征在于自发酵工段来的成熟醪依次经第一成熟醪预热器(1)、第 二成熟醪预热器(8)和第三成熟醪预热器(11)预热后进入脱气塔(6)顶 部，脱气塔(6)顶部出来的粗酒汽直接进入脱醛塔(5)脱醛，自脱醛塔顶 部来的酒汽进入第一成熟醪预热器(1)冷凝后进入脱醛塔回流罐(3)，再 由脱醛塔回流泵(4)泵入脱醛塔(5)，自第一粗馏塔(7)上部采出粗酒汽 进入第二成熟醪预热器(8)，经冷凝后进入粗酒罐(10)，自第一粗馏塔(7) 上部用成熟醪采出泵(22)采出部分脱气脱醛后的成熟醪，经过成熟醪预热 器(23)用第二粗馏塔(25)底部废醪液预热后进入第二粗馏塔(25)顶部， 经第二粗馏塔(25)浓縮后的粗酒汽直接进入第一精馏塔(24)，第一精馏 塔(24)塔顶出的浓缩酒汽一部分进入过热器(36)过热后，进入分子筛A(37) 或分子筛B (38)脱水，经分子筛A (37)或分子筛B (38)脱水后，无 水酒汽一部分进入第三成熟醪预热器(11)冷凝后进入成品暂贮罐(13)作 为成品输出，另一部分无水酒汽经再生器过热器(39)过热后作为分子筛B(38) 或者分子筛A (37)的再生用汽，经过分子筛B (38)或者分子筛A (37)的再生汽经淡酒冷凝器(40)冷凝后进入粗酒罐(10);第一精馏塔 (24)塔顶出的另一部分浓縮酒汽进入第一粗馏塔第一再沸器(15)壳侧冷凝，冷凝酒液泵入第一精馏塔(24)回流，自第一精馏塔(24)底部出来的 淡酒经淡酒预热器(33)预热后迸入粗酒罐(10)，自粗酒罐(10)底部来 的粗酒由粗酒泵(30)泵入粗酒预热器(31)预热后进入第二精馏塔(32)， 从第二精馏塔(32)顶部出来的浓缩酒汽进入第二粗馏塔再沸器(27)壳侧 冷凝，冷凝酒液进入第二精馏塔回流罐(28)，由第二精馏塔回流泵(29) 泵出一部分进入第二精馏塔(32)回流，另一部分经淡酒预热器(33)冷却 后进入第一精馏塔(24)顶部回流，第二精馏塔再沸器(35)、过热器(36) 和再生器过热器(39)分别使用蒸汽加热。
4、 根据权利要求3所述的一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的生产工艺，其 特征在于所述第二精馏塔再沸器(35)、过热器(36)和再生器过热器(39) 加热后的蒸汽冷凝水分别进入闪蒸罐(21)闪蒸，顶部闪蒸汽进入第一粗馏 塔第二再沸器(20)壳侧作为热源使用。
5、 根据权利要求4所述的一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的生产工艺，其 特征在于各塔塔顶操作压力、操作温度分别是脱醛塔(5)绝压0. 25 0. 35atm，温度50 60。C;脱气塔(6)绝压0. 3 0. 4atm,温度60 70。C; 第一粗馏塔(7)绝压0. 3 0. 4atm，温度65 75。C; 第一精馏塔(24)绝压1.2 2.2atm，温度85 95。C; 第二粗馏塔(25)绝压1.5 2.5atm，温度100 120。C; 第二精馏塔(32)绝压4. 8 6.0 atm，塔顶温度120 135°C 。
6、 根据权利要求5所述的一种以发酵醪液为原料生产无水乙醇的生产工艺，其 特征在于吸附与再生时分子筛A (37)和分子筛B (38)的操作压力、操 作温度分别是吸附时绝压1. 0 2. Oatm，温度K)0 12(TC; 再生时绝压0. 3 0. 4atm，温度110 14(TC。
全文摘要
本发明公开了一种用发酵醪液为原料生产无水乙醇的装置及其工艺，它包括上下顺次叠置的脱醛塔、脱气塔和第一粗馏塔，上下叠置的第一精馏塔和第二粗馏塔，以及第二精馏塔，并联设置的分子筛A和分子筛B，管程依次串联的第一成熟醪预热器、第二成熟醪预热器、第三成熟醪预热器；采用差压热耦合技术实现蒸馏工段各塔的能量相互匹配利用，通过压力控制系统实现分子筛的微正压操作延长分子筛的使用寿命，从而使发酵法生产无水乙醇的蒸汽总消耗降到1.5～2.0吨/吨成品无水乙醇，比目前国内的常用的发酵法生产无水乙醇的2.2～3.0吨蒸汽/吨食用酒精的蒸汽消耗节省蒸汽约30％～40％，节约循环水消耗约15吨/吨成品无水乙醇。
文档编号C07C29/00GK101580457SQ20081002804
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者周宏才, 唐兆兴, 姜新春, 陈宪笙 申请人:广东中科天元新能源科技有限公司