专利名称:从乙醇中除去水分的方法和装置的制作方法
本发明涉及从含有水分和乙醇的混合物中除去水分的方法和装置。
现时从这样一种混合物除去水分，通常是用蒸馏方法，但乙醇与水形成二元共沸物，因此用简单的蒸馏技术不可能除去全部水分。在生产饮用酒精共沸物时，浓酒精产生最高的乙醇浓度。从这样的一个二元共沸物中，通过加入第三组分，形成一个三元体系，除去水分，以产生基本上无水的工业用乙醇。通过连续蒸馏三元体系，可产生基本上无水乙醇。采用这种技术获得基本上无水的乙醇需基本的能量，过去对于更有效地除去水分已经有过大量的建议。例如，已知的有用干燥剂如熔融乙酸钠或乙酸钾处理共沸混合物并用他们除去这类混合物中的水分。已知的还有在液相或蒸汽相中使用分子筛干燥器，从基本上无水的乙醇中除去最后残留的痕量水分，但是一般说来，采用分子筛仅仅局限于这种改善作用。
除了这些常规技术外，在美国专利US-A-3132079，US-A-4273621和欧洲专利EP-A-0158754中还介绍了特殊的建议，包括用分子筛从因蒸馏生成并含有有机液体和水的共沸蒸汽中去除水分。就其中第一方法而言，是讨论采用分子筛吸收水和异丙醇的蒸汽相共沸混合物中的水分。为使分子筛再生，将这样产生的有些无水异丙醇加热并反向通过分子筛，以除去水饱和的分子筛中的水分。然后将这种湿异丙醇再回流到蒸汽系统。这种方法可以保存异丙醇，但系统效率很差，并且为了得到蒸汽相共沸物在蒸馏混合物时首先需要消耗大量能量。其次，按这种方法生产需要加热干异丙醇并由其来再生分子筛，也将耗去大量能量。这将再次使异丙醇湿润，因此减少了干异丙醇的数量，与此同时，重蒸再湿润的异丙醇，也进一步需要消耗能量。
就上述第二建议而言，所介绍的除去蒸汽相乙醇一水共沸物中水分的系统中，乙醇一水混合物需要在7.5巴压力条件下经受高压蒸馏。然后生成的蒸汽相共沸物用含有二氧化碳或氮气的载体气体稀释，并经过分子筛除去水蒸汽。乙醇可被冷凝出，并将载体气体用于再生水饱和分子筛。通过谨慎选用操作温度和压力并采用吸附和解吸热，除去蒸汽相共沸物中的水分耗能可能很小。当然，该方法的高压蒸馏部分仍然需要可观的能量。此外，该系统完全与除去蒸汽中的水分有关，不仅决定于它是蒸汽，而且还决定于它是由高压蒸馏系统生成的蒸汽。该系统不能用于液体原料，除非该液体原料一开始就被蒸发，而且也需要可观的能量。
在上述的第三个方法中，介绍了，用碳分子筛除去乙醇一水共沸蒸汽中的水分，同时要求这类分子筛也能用于除去液相乙醇中的水。
已有的另一些建议，例如在欧洲专利EP-A-0122539和美国专利US-A-4420561中建议，将乙醇吸附在分子筛材料上，除去乙醇一水混合物的乙醇，然后通过再生分子筛材料回收乙醇。
根据本发明的第一点，从含有水和乙醇的混合物中除去水分的方法包括a)将液体乙醇水混合物与液态二氧化碳接触，使乙醇由混合物优先进入含液态二氧化碳的溶液，以增加液态二氧化碳中乙醇对水的比率;
b)供热给含有乙醇和二氧化碳的混合物，使其蒸发，借此增加混合物中乙醇的比例并将其蒸浓;
c)用加给步骤(b)的混合物洗涤由步骤(b)得到的蒸汽，以基本上除去在步骤(b)得到的蒸汽中的全部乙醇;
d)冷凝蒸发的二氧化碳蒸汽并将转化的液态二氧化碳进行循环，使其返回到接触步骤(a);
e)继续对转化的液态二氧化碳进行循环，以增加乙醇的浓度，由此产生浓缩的混合物;
f)将由步骤(a)生成的结合混合物或由步骤(e)生成的浓缩混合物通过处理包括混合物与基本上能吸附混合物中全部水分的吸收剂接触，进行干燥;
g)将含有乙醇和二氧化碳的浓缩干混合物加到顶部冷却、底部加热的蒸馏塔，回收底部基本上无水的乙醇。
根据本发明的第二点，除去含有水和乙醇混合物中水分的装置包括一个接触塔，其第一入口，用于加入含乙醇和水的混合物;在第一入口的下面，有第二入口，用于加入液态二氧化碳;位于第二入口的下面，有第一出口，用于排放洗涤混合物;在第一入口的上方，有第二出口，用于排放乙醇溶液和液态二氧化碳;
第一热交换装置，具有一个液体入口、一个液体出口和一个蒸汽出口;
第二热交换装置，具有一个蒸汽入口和一个液体出口;
尾塔，具有一个液体入口和出口，和一个蒸汽入口和出口，尾塔的蒸汽出口与第二热交换装置的蒸汽入口相连接，尾塔的液体出口与第一热交换装置的液体入口相连接，第一热交换装置的蒸汽出口与尾塔的蒸汽入口相连接;
第二热交换装置的液体出口与液-液接触塔的第二入口的连接装置。
一个蒸馏塔，具有一个液体入口;以及一个包括一种吸附材料的干燥器，具有一个入口和一个出口，并顺序连接接触塔第二出口和尾塔的液体入口，或连接第一热交换装置的液体出口与蒸馏塔的液体入口;在蒸馏塔的顶部有一个蒸汽出口，底部有一个液体出口，无水乙醇由底部回收。
乙醇/水混合物中的乙醇含量尽可能高则较为理想，至少达到40%或60%(重量/重量)，最低为70%(重量/重量)时更为理想。混合物中的乙醇含量基本上达到80%(重量/重量)则为最佳。脱离接触步骤的乙醇和液态二氧化碳溶液，在接触步骤期间其乙醇与水的比增加到至少为9∶1则较佳。这将减少干燥器除去水分的量，因此也将减少再生分子筛所需的能量。在基本上无水的混合物中，乙醇的浓度在步骤(e)时增加到至少25%(重量/重量)则较为理想。
一般发酵液中乙醇含量为6%已12%(重量/重量)之间。在这种发酵液用本发明的方法和装置，非常经济地除去乙醇中的水分以前，发酵液必须经初始浓缩处理。同样，通过工业合成乙醇所得到的产品也是一种低浓度乙醇的乙醇水混合物。因此，这种混合物也应经过初始浓缩处理。
初始浓缩处理。在发酵液中进行简单蒸馏的方式，直至把发酵液中的乙醇基本上全部除去，或者也可以包括若干精馏和回流阶段，使乙醇含量增加到较高水平，一般含乙醇70%～80%(重量/重量)。如果乙醇是用发酵方法得到的，还可能提供连续发酵和初级蒸馏的步骤，其间是将正待发酵的基质连续加入发酵器内进行连续发酵，生成的发酵液经过蒸馏塔含乙醇量30%～40%(重量/重量)的产物。部分提取液又回到发酵器内，残液浓缩后作为釜馏物被，被排放。
采用常规蒸馏技术或连续发酵蒸馏过程的初始浓缩步骤，耗能并不多。当采用常规蒸馏方法，把乙醇浓度提高到80%(重量/重量)以上时，耗能才明显增加，译见表1。
表1乙醇浓度从X%增至Y%(重量)所需能量X Y 千焦耳/公斤10 60 3.10010 70 3.20010 80 3.30010 90 3.80010 93 4.40010 95 6.300通过干燥器将第一热交换装置的液体出口与蒸馏塔的液体入口串联连接，从而使干燥步骤(f)在由步骤(e)生成的浓缩混合物上继续进行，少量水分可由干燥器除去。这是由于在这点上被浓缩的乙醇和二氧化碳混合物造成的结果。其结果是干燥器的大小和生产能力可能减少大约10%。所以，将干燥器串连在接触塔的第二出口与尾塔的液体入口之间，从而使干燥步骤(f)在由接触步骤(a)生成的混合物上继续进行，其优点是干燥器下游的所有装置可由低碳钢制成，而不是由不锈钢制成，这将大量减少装置的费用。
较为理想的是第二热交换装置的液体出口与液-液接触塔的第二入口的连续装置还包括一个浓缩液态二氧化碳的收集器，浓缩液态二氧化碳由此流向液-液接触塔的第二个入口。冷却器可以连接于收集器的出口和液-液接触的第二入口之间，以保证液态二氧化碳在其平衡点以下的温度和压力条件下继续存在于接触塔内。这将保证二氧化碳在其流经液-液接触塔时仍然保持液体状态。液-液接触可以是，例如筛板塔，填充塔，泡罩塔，降膜塔，喷雾塔或盘式环形塔。
在含有乙醇和水的混合物与液态二氧化碳之间的接触步骤在10℃以上温度条件下进行较好。高于10℃时，乙醇、水和液态二氧化碳之间的密度差异足以能够进行非常有效的接触和分离。在这个温度条件下进行工作的另一个优点是避免二氧化碳水含物CO2·8H2O的形成。这种二氧化碳水合物是一种能够阻塞接触塔中流通的固体。
第一和第二热交换装置可以是一个普通热交换器的相对两个面，在这种情况下，二氧化碳蒸汽压缩机连接在尾塔的蒸汽出口和第二热交换装置的蒸汽入口之间。这种配置正如我们在早期申请的英国专利GB-A-1557123说明中已作过详尽介绍的那样，需要蒸发第一热交换装置中的液态二氧化碳的蒸发热，主要是第二热交换装置放出的二氧化碳蒸汽的液化热提供的。这种配置效率特别高，但存在于第一和第二热交换装置的温度自然是结合压缩机的效率和性能一起考虑的。
另外，第一和第二热交换装置也可以分别由第一和第二热交换器独自组成，各自具有用于冷却和液化热蒸汽介质的第一通道和用于加热和汽化冷液态介质的第二通道。在这种情况下，把第一热交换器的第一通道通过旁通管与带有压缩机的第二热交换器的第二通道相连，旁通管的一端是压缩机，另一端是膨胀阀，以提供带有诸如囟代烃例如二氯二氟甲烷工作流体的热泵系统。在这种情况下，工作流体的液化热可以提供蒸发第一热交换器第二通道的二氧化碳蒸汽和在低压以及在冷凝第二热交换器第一通道的二氧化碳蒸汽的温度条件下蒸发工作流体造成的冷却所需要的热量。该系统耗能可能略高于所述第一系统，不过其能效率仍旧很高，而增加的这些能量由于能够把第一和第二热交换器的热交换表面间温度的相互影响消除的优点而得到补偿。
如果装置包括一个发酵器，其最好是用谷类产品发酵时产生的二氧化碳提供按本发明所用的液态二氧化碳，较为理想的是在蒸馏塔中产生的底部产品是干醇，其顶部产品是基本纯的干二氧化碳，后者是作为本发明的附带产品通过回收得到的。在这种情况下，把发酵器的二氧化碳出口装到二氧化碳压缩机上，然后再将冷凝的二氧化碳加到接触塔的第二入口。
干燥器也可以包括用性能非常好的渗透膜除去水分的起初全蒸发干燥器。因此，较为理想的是干燥器仅仅含有吸附材料。较好是吸附材料的孔径大致为3埃(0.3毫微米)。吸收材料最好是结晶沸石。
最好干燥器由至少两个最好四个的平行排列室组成，使得脱离接触塔的结合混合物或脱离第一热交换器液体出口的浓缩混合物全部流经其中一个室除去其中的水分同时吸附材料在另一个(或另一些)室中再生。在其再生以前可用再次压缩和再次冷凝的二氧化碳对来自干燥器的富含二氧化碳的乙醇进行冲洗。
较好的是将压缩来自发酵器的二氧化碳的压缩机出口接到被冷却的热交换器。将由压缩二氧化碳气体排液的热量用于加热热交换器中的空气，然后将该热空气用于再生干燥器中的吸附材料，然后将该热空气用于再生干燥器中的吸附材料。在将压缩二氧化碳接到接触塔之前，也可先经过冷却器。
较为理想的是将脱离液-液接触塔第二出口的残液加到可以从残液中把该二氧化碳分离的残液脱气装置。最好是将该二氧化碳引入离开发酵器的二氧化碳流中，然后进行压缩和再循环。较好是将脱气残液送回到发酵器内，用于再发酵。
凡是用发酵方法产生的含有乙醇和水的起始混合物，则该混合物一般都包括同类物，例如杂醇油和高碳醇。同类物有助于实现本发明的方法和装置并且存在于最终的无水乙醇产物中。凡是用本发明的方法和装置生产的无水乙醇产品用作液体燃料或液体燃料添加剂时，则同类物的存在于就无关重要，因此从蒸馏塔底得到的产品可直接用于此种目的。然而，凡时需的无水乙醇产品是用于饮料的，或者要求得到的是基本上纯的乙醇，最好将从汽提塔底部得到的产品经过分馏，将乙醇与同类物分离。由于不存在水，所以用这种分馏方法很容易从同类物中分离出基本纯的无水乙醇。在单个分馏塔中，继续将分馏进行下去，则必须会带走一些高沸点的馏分。这种方法可能适宜于其它用途，例如用于增浓酒方面较为满意。因此，独立使用首塔和尾塔来生产基本的无水乙醇也是较为适宜的。
现参考附图介绍本发明的方法和装置的实施例，
图1是第一个实施例的装置示意图;
图2是第二个实施例的部分装置示意图;
图3是干燥器示意图。
在发酵器1内用酵母将碳水化合物原料发酵到产品含有12%(重量/重量)乙醇，但通常为6%(重量/重量)。把发酵过程中产生的二氧化碳压缩到压缩机2中，然后在热交换器3中冷却，接着用冷却器4进行液化。在简单蒸馏装置5中对该发酵液进行蒸馏，产生乙醇水混合物，乙醇重量一般约含80%。该混合物用泵6打入接触塔8的第一入口7。接触塔8是一个具有由不锈钢制成的25块筛板的筛板塔，一般在59巴压力/和15℃温度条件下进行工作。将由压缩机2下游的冷却器4流出的液体二氧化碳引入接触塔8底部的第2入口9，并在上部逆向通过接触塔8流向乙醇水混合物。
较好的是乙醇和同类物进入含有液态二氧化碳的溶液，并且富乙醇的二氧化碳溶液从接触塔8顶部的第一出口10出来。此时的组分一般为90%(重量/重量)二氧化碳，9.3%(重量/重量)乙醇加同类物，以及0.7%(重量/重量)水。从接触塔8流出的残液基本是含有少量醇和二氧化碳的水溶液，减压进到蒸汽分离器11，二氧化碳用发酵气体压缩机2由蒸汽分离器11返回到发酵过程。水溶液返回到初级蒸馏或发酵系统。
接触塔8顶部的第一出口10与干燥器12相连，它由4个分子筛干燥器13，14，15和16平行连接组成，详见图3所示。干燥器13～16全都装有标称孔径为3埃(0.3毫微米的结晶沸石，这种3A型沸石是由Laporte Industries plc of Luton，Bedfordshire制造的。结晶沸石一般为1～2毫米球形。干燥器一般是在温度15℃和输入压力59巴条件下工作。分子筛材料在其需要再生前吸收水分约其自重的20%。
在任何情况下，干燥器13～16中仅有一个与二氧化碳流相连接，以便吸收乙醇和二氧化碳溶液中的水分。另一些干燥器正在被再生或处于正被取代的再生条件中。由干燥12的出口通过分析器R引向流量控制阀17，再由此引向入口18至尾塔19。分析器R控制已有水分的流量，检测水分，使分子筛干燥器13～16从一个转换到另一个。
尾塔19是一个装填有0.5时(12.5毫米)中碳钢带孔环形填料的填料塔，一般在温度18℃和压力54巴条件下工作。二氧化碳乙醇溶液脱离尾塔19底部的液体出口20，引向斜置的管式热交换器22的壳程的液体入口21。尾塔19和热交换器22构成一个简单的蒸馏系统，在该系统中乙醇浓度约从9%(重量/重量)增加到约30%(重量/重量)。
热交换器22一般也是由中碳钢制成。二氧化碳和乙醇溶液在热交换器22的壳程中蒸发，生成的蒸汽脱离热交换器22壳程的蒸汽出口23，并引向尾塔19的蒸汽入口23。在尾塔19中，液态二氧化碳和乙醇流洗涤脱离热交换器22壳程的蒸汽，从而减少乙醇含量，使脱离尾塔19顶部蒸汽出口的蒸汽，基本上袛含二氧化碳。再将该二氧化碳蒸汽输送到压缩机24，该压缩机24一般为单级往复压缩机。然后将压缩气体输入热交换器22的管程。二氧化碳蒸汽在压缩机24中再次被压缩时进行加热，因此当被再次压缩的二氧化碳蒸汽重新被引入热交换器22管程时，放出显热和潜热，引起热交换器22壳中的二氧化碳和乙醇溶液的蒸发。此时压缩二氧化碳蒸汽重新凝结，形成液态二氧化碳，脱离热交换器22的管程，收集在收集器25中。收集器25一般是在压力67巴和温度约为27℃条件下工作。
接受器25来的液态二氧化碳是通过热交换器26出来的，在将二氧化碳经过接触塔8底部的第二入口9引入之前，该热交换器冷却二氧化碳。受冷却器4和热交换器26作用的冷却程度是由温度控制器控制的，以保证引入接触塔8的二氧化碳低于其沸点和在其所需的提取温度上。
热交换器22壳程的液体出口将乙醇二氧化碳溶液输入蒸馏塔27，该溶液富含乙醇，其浓度一般约为30%(重量/重量)。蒸馏塔27一般都是由填充着1/4时(6毫米)的中碳钢拉希格圈或李圣圈的填充塔，带有一个与其底部和顶部相连接的热汞泵系统28，以提供回流和沸腾。热泵系统28一般用囟代烃，例如二氯二氟甲烷。在这个第二系统中，高纯度的二氧化碳是从蒸馏塔27的顶部得到的，而含有低于0.5%水分(重量/重量)的乙醇则是从其底部得到的。该第二系统的压力一般低于第一系统，因为这便于由第一系统流向第二系统。将乙醇加同类物与二氧化碳分离的容易程度也是在较低压力条件下予以改进的。
从蒸馏塔27顶部得到的高纯度二氧化碳适宜于广泛销售，无须进一步进行纯化处理。用热泵28将一部分再循环到发酵过程。
基本无水的乙醇的乙醇和同类物混合物是从蒸馏塔27的底部延伸到蒸汽/液体分离器29的。该分离器中的液相送到分馏装置其生产纯的无水无醇和分馏杂醇油。
关于本实施例的改进，是将干燥器12与热交换器22壳程的液体出口和蒸馏塔27串连连接，如图12虚线所示。在这个改进中，将接触塔8顶部的第一出口10直接与尾塔19的入口18相连接。在这种情况下，由于含乙醇的溶液浓度较高，所以干燥器13～16中每个的容量都可能减少约10%。此外由于在这种情况下压力较低，干燥器的结构可无须非常坚固。然而由于干燥器12位于这个位置上，热交换哭22和尾塔19都必须由不锈钢制成。
为了再生干燥器12，首先将准备再生的干燥器即干燥器13与脱离接触塔8的二氧化碳溶液流隔离，并通过干燥器14加入该二氧化碳溶液流。将干燥器12的全部液体予以排放，然后与再生干燥器16连接，用二氧化碳使其压力增高。再对干燥器12减压。将已在热交换器3中加热的空气输入干燥器12，以解吸和冲掉水分。如果压缩二氧化碳产生的热不足，气流也可以进一步在增压加热器(图中未给出)中加热。从滞溜床中排放液态二氧化碳-乙醇-水混合物的容易程度是重要的 因为在再生开始时，在滞溜床中已造成了少量滞溜乙醇。在全部水分被除去后，热气流也中止，然后用冷空气洗涤，冷却结晶沸石床。在用热床加热后的冷空气可以用来开始另一个干燥器14的再生。干燥器12冷却后，用另一个准备再生的干燥器13的二氧化碳洗涤，以除去空气，减压到其正常操作压力。然后准备装载二氧化碳溶液。对每个需要再生的干燥器依次重复这个过程。干燥器的重复使用就能使这个过程继续不断地进行下去。
第二个实施例与第一个实施例相同，除了用图2所示的装置来代替热交换器22和压缩器24。在第二个实施例中，提供了两个独立的热交换器30和31，他们以闭合旁通管与囟代烃热泵系统连接。热泵包括压缩机32和膨胀阀33，工作流体一般为二氯二氟甲烷。这是由压缩机32压缩的，由冷凝热交换器30中的工作流体所释放的热提供了蒸发脱离分子筛干燥器12的混合物中的二氧化碳所需的热能。由于工作流在低压下蒸发，并通过膨胀阀33后所得到的(低)温度使得热交换器31中二氧化碳蒸汽冷凝。
该系统的优点是热交换器30和31的温度和由此而来的用于向二氧化碳乙醇混合物供热及从二氧化碳蒸汽吸热的热交换表面温度是互相独立的。
权利要求
1.一种除去含有水和乙醇混合物中水分的方法，包括下述步骤a)将液体乙醇水混合物与液态二氧化碳接触，使乙醇优先由混合物转移到带液态二氧化碳的溶液中，以增加液态二氧化碳中乙醇对水的比率b)将热量供给含有乙醇和二氧化碳的混合物，使其蒸发，以此增加该混合物中乙醇的比例并使其浓缩；c)用加给步骤(b)的混合物洗涤由步骤(b)产生的蒸汽，以基本上除去由步骤(b)产生的蒸汽中的全部乙醇；d)将蒸发的二氧化碳蒸汽进行冷凝并对再次形成的液态二氧化碳进行再次循环，使其返回到接触步骤(a)；e)继续对已经再次形成的液态二氧化碳进行再循环，以增加乙醇浓度，从而产生浓缩的混合物；f)通过包括该混合物与基本上能吸附其全部水分的吸附剂相接触的方法，干燥由步骤(a)生成的结合混合物或由步骤(e)生成的浓缩混合物；g)将含有乙醇和二氧化碳的浓缩的干燥混合物加到顶部冷却、底部加热的蒸馏塔，以在底部回收基本上无水的乙醇。
2.根据权利要求
1的方法，其中脱离接触步骤(a)的乙醇和液态二氧化碳的溶液在接触步骤中，其乙醇对水的比增加到至少为9∶1。
3.根据权利要求
1或2的方法，其中在基本无水的混合物中的乙醇浓度，在步骤(e)中增加到直至至少为25%(重量/重量)。
4.根据上述任一项权利要求
的方法，其中乙醇/水在接触步骤(a)之前，须经过一个初步浓缩过程。
5.根据上述任一项权利要求
的方法，其中乙醇/水混合物是用连续发酵和初级蒸馏方法得到的，其连续发酵过程是将待发酵的基质连续加入到发酵器内，生成的发酵液经蒸发得到30%～40%的乙醇(重量/重量)。
6.根据上述任一项权利要求
的方法，其中吸附剂为具孔径3埃(0.3毫微米)的结晶沸石。
7.根据上述任一项权利要求
的方法，其中乙醇/水混合物是用发酵产生的，发酵期间所产生的二氧化碳用于提供液态二氧化碳，其中由步骤(g)中在蒸馏塔顶部得到的基本纯的干二氧化碳是作为回收时的附加产品生产的。
8.根据权利要求
7的方法，其中热能是通过压缩由发酵产生的供液态二氧化碳用的二氧化碳产生的，该热能用于再生吸附剂。
9.根据上述任一权利要求
的方法，其中由蒸馏塔底部得到的基本不含水的乙醇须经分馏过程，将乙醇与同类物分离，得到基本上纯的无水乙醇。
10.一种除去含有水和乙醇混合物中水分的装置，包括一个接触塔(8)，具有含乙醇和水混合物的第一入口(7)，位于该第一入口(7)下面的液态二氧化碳的第二入口(9)，位于第二入口(9)下面洗涤过的混合物的第一出口，位于第一入口(7)上面的乙醇和液态二氧化碳溶液的第二出口(10);第一热交换装置(22)，具有一个液体入口(21)，一个液体出口和一个蒸汽出口(23);第二热交换装置(22)，具有一个蒸汽入口和一个液体出口;一个尾塔(19);具有一个液体入一(18)和液体出口(20)，一个蒸汽入口和一个蒸汽出口，尾塔(19)的蒸汽出口与第二热交换装置的蒸汽入口连接，尾塔(19)的液体出口(20)与第一热交换装置(22)的液体入口(21)连接，第一热交换装置(22)的蒸汽出(23)与尾塔(19)蒸汽入口连接;装置(25)连接在第二交换装置(22)的液体出口与液一液接触的第二入口(9)之间;一个蒸馏塔(27)，具有一个液体入口;以及一个干燥器(12)，包括一种吸附材料，该干燥器(12)具有一个入口和一个出口，并串连在接触塔(8)第二出口(10)和尾塔(19)的液体入口(18)之间，或连接在第一热交换装置(22)的液体出口和蒸馏塔(27)的液体入口之间;该蒸馏塔(27)具有一个位于其顶部的蒸汽出口和一个位于其底部的液体的液体出口，并从其底部回收无水乙醇。
11.根据权利要求
10的装置，其中第一和第二热交换装置是一台普通热交换器(22)相对的两个面，该热交换器带的二氧化碳蒸汽压缩机(24)连接在尾塔(19)的蒸汽出口和第二热交换装置的蒸汽入口之间，使蒸发第一热交换装置中液态二氧化碳所需的汽化热主要是由第二热交换装置中产生的二氧化碳蒸汽的液化热提供的。
12.根据权利要求
10的装置，其中第一和第二热交换装置由独立的第一和第二热交换器(30，31)组成，各有一个被冷却和液化的热蒸汽介质的第一通道和一个被加热和汽化的冷却液体介质的第二通道，其中第一热交换器(30)的第一通道由旁通道与第二热交换器(31)的第二通道连接，旁通道的一侧是压缩机(32)，另一侧是膨胀阀(33)，以提供带工作流体如囟代烃的热泵系统，使工作流体的液化热为汽化第一热交换器(30)第二通道的二氧化碳蒸汽提供和在低压下由汽化工作流体所引起的冷却达到使在第二个热交换器(31)的第一通道的二氧化碳蒸汽冷凝的温度。
13.根据权利要求
10～12之任一项权利要求
的装置，皆包括一个发酵用的发酵器(1)，一个由发酵器出来加到二氧化碳压缩机(2)的二氧化碳出口，然后将该压缩机(2)的出口连接到冷却装置(4)，以凝结发酵器(1)出来的压缩二氧化碳，再将冷凝的二氧化碳加到接触塔(8)的第二入口(7)。
14.根据权利要求
13的装置，其中将脱离液-液接触塔接触塔(8)第二出口的残液加到能够将二氧化碳与废液分开的残液脱气装置(11)，将二氧化碳引入脱离发酵器(1)的二氧化碳流，以及将脱过气的残液送回发酵器(1)。
15.根据权利要求
13或14的装置，其中冷却装置包括热交换器(3)和冷却器(4)，该热交换器(3)为再生干燥器(12)提供热空气。
专利摘要
除去水和乙醇液体混合物中水分的方法和装置是将该混合物与液态二氧化碳接触，使乙醇优先输进该溶液中，再用吸附剂干燥溶液，然后蒸去二氧化碳回收干乙醇。特别是当这个方法包括以发酵过程产生乙醇以及把发酵产生的二氧化碳用作液态二氧化碳源时，可节省用量。在这种情况下，本发明的方法和装置提供了干燥的二氧化碳作为附加产品。
文档编号C07C29/86GK87100341SQ87100341
公开日1987年9月2日 申请日期1987年1月17日
发明者艾尔弗雷德·戈登·惠尔登 申请人:蒸馏器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan