专利名称：制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统及操作方法
技术领域：
本发明涉及制备生物丁醇生产的热耦合节能系统及操作方法，特别是涉及制备生物丁 醇精馏单元乙醇塔的热耦合节能系统及操作方法。
背景技术：
丁醇、丙酮及乙醇都是重要的有机溶剂和化工原料。其中丁醇不仅可用于生产各种塑 料、橡胶制品及丁醛、丁酸、醋酸丁酯等化工产品，在能源危机的当今社会，其作为新一 代的液体能源，受到了普遍关注。
发酵法生产生物丁醇，联产丙酮乙醇，其联合产品被称为总溶剂(ABE， Acetone-butanol-ethanol)，溶剂生成比例为丁醇丙酮乙醇为6:3:1。生物丁醇生产是以 玉米、小麦、高粱、红薯、木薯等淀粉质，或以甘蔗、糖蜜、菊芋等糖质等可再生资源为 原料，其原料来源丰富而广阔。随着石油等不可再生资源的的日益枯竭，生物丁醇生产重 新引起越来越多的重视。
传统的发酵法丙酮丁醇生产存在着能耗高、水污染严重等问题。因此，采用采用先进 的节能技术，降低生物丁醇生产过程的能耗和物耗，降低产品的生产成本，提高生物丁醇 产品的市场竞争力，正在得到越来越多的国家和企业公司的重视。
发明内容
本发明提出一种制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统及操作方法，能够充分利用 精馏单元乙醇塔的余热，有效降低精馏单元的能耗。
生物丁醇生产精馏单元的，涉及乙醇塔的工艺流程如下精馏单元的丙酮塔塔釜物料 送至乙醇塔，乙醇塔塔顶物料蒸汽经冷凝后送至丙酮塔或送至乙丙塔，乙醇塔侧线采出乙 醇产品，乙醇塔釜物料返回乙丙塔回收溶剂；丙酮塔塔顶物料经一醛塔、二醛塔进行脱醛， 由二醛塔侧线采出丙酮成品。
本发明的制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统，包括乙醇塔、 一醛塔、二醛塔、 乙醇塔和丙酮塔；乙醇塔顶与丙酮塔再沸器相连或与一醛塔再沸器相连或与二醛塔再沸器相连或与一醛塔再沸器和二醛塔再沸器相连，乙醇塔塔顶冷凝器与相连的再沸器为同一设 备。
本发明的制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统，所述的精馏单元乙醇塔塔釜采用 再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为一醛塔或二醛塔或一醛塔和二醛塔再沸器 的加热介质或作为丙酮塔再沸器的部分加热介质。
本发明的制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统的操作方法，其特征为乙醇塔操作 压力为绝对压力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作压力为绝对压力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作压力 为绝对压力0.004-0.5MPa， 二醛塔操作压力为绝对压力0.004-0.45MPa。
本发明的优点在于将差压热耦合技术用于生物丁醇生产精馏单元，实现乙醇塔与一醛 塔或乙醇塔与二醛塔或乙醇塔与一醛塔及二醛塔或乙醇塔与丙酮塔的热耦合，充分利用乙 醇塔塔顶蒸汽，回收其热量。该节能系统能够减少生物丁醇生产过程中新鲜蒸汽的用量， 降低精馏单元的能耗。
采用本发明的制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统及操作方法，每吨总溶剂节约 蒸汽消耗0.3-0.5吨，降低产品生产成本，提高生物丁醇产品的市场竞争力。
图l:乙醇塔热耦合示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的几种连接作进一步详细说明，其中乙醇塔操作压力为绝对压 力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作压力为绝对压力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作压力为绝对压力 0.004-0.5MPa， 二醛塔操作压力为绝对压力0.004-0.45MPa。 实施例1:
来自精馏单元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔顶与一醛塔再沸器7相连， 乙醇塔2塔釜采用再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为一醛塔再沸器7的加热 介质，乙醇塔2塔顶物料蒸汽经冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2侧线采出乙 醇成品；来自丙酮塔1塔顶的物料经一醛塔3、 二醛塔4进行脱醛精制，由二醛塔4侧线 采出丙酮成品。 实施例2:
来自精馏单元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔顶与二醛塔再沸器8相连， 乙醇塔2塔釜采用再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为二醛塔再沸器8的加热 介质，乙醇塔2塔顶物料蒸汽经冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2侧线采出乙醇成品；来自丙酮塔1塔顶的物料经一醛塔3、 二醛塔4进行脱醛精制，由二醛塔4侧线
采出丙酮成品。
实施例3:
来自精馏单元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔顶与一醛塔再沸器7和二 醛塔再沸器8相连，乙醇塔2塔釜采用再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为一 醛塔再沸器7及二醛塔再沸器8的加热介质，乙醇塔2塔顶物料蒸汽经冷凝后送至丙酮塔 1或送至乙丙塔，乙醇塔2侧线采出乙醇成品；来自丙酮塔1塔顶的物料经一醛塔3、 二 醛塔4进行脱醛精制，由二醛塔4侧线采出丙酮成品。 实施例4:
来自精馏单元丙酮塔1塔釜物料送至乙醇塔2，乙醇塔2塔顶与丙酮塔再沸器5相连， 乙醇塔2塔釜采用再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为丙酮塔再沸器5的部分 加热介质，乙醇塔2塔顶物料蒸汽经冷凝后送至丙酮塔1或送至乙丙塔，乙醇塔2侧线采 出乙醇成品；来自丙酮塔1塔顶的物料经一醛塔3、 二醛塔4进行脱醛精制，由二醛塔4 侧线采出丙酮成品。
以上显示和描述了本发明的制备生物丁醇精馏单元乙醇塔的热耦合节能系统及操作方 法的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述 实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精 神和范围的前提下本发明还会有各种变化及改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发 明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1. 制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统，包括乙醇塔、一醛塔、二醛塔、乙醇塔和丙酮塔；其特征为乙醇塔顶与丙酮塔再沸器相连或与一醛塔再沸器相连或与二醛塔再沸器相连或与一醛塔再沸器和二醛塔再沸器相连，乙醇塔塔顶冷凝器与相连的再沸器为同一设备。
2. 如权利要求1所述的制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统，其特征为所述的乙醇塔塔釜采用再沸器间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为一醛塔或二醛塔或一 醛塔和二醛塔再沸器的加热介质或作为丙酮塔再沸器的部分加热介质。
3. 权利要求1或2制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统的操作方法，其特征为乙 醇塔操作压力为绝对压力0.01-0.5MPa,丙酮塔操作压力为绝对压力0.01-0.4MPa， 一醛塔操作压力为绝对压力0.004-0.5MPa， 二醛塔操作压力为绝对压力 0扁-0.45MPa。
全文摘要
本发明涉及制备生物丁醇中乙醇塔的热耦合节能系统，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间接蒸汽加热，塔顶产生的物料蒸汽作为一醛塔或二醛塔或一醛塔及二醛塔再沸器的加热介质或作为丙酮塔再沸器的部分加热介质。本发明将差压热耦合技术用于生物丁醇生产精馏单元，实现乙醇塔与一醛塔或乙醇塔与二醛塔或乙醇塔与一醛塔及二醛塔或乙醇塔与丙酮塔的热耦合，充分利用乙醇塔塔顶蒸汽，回收其热量，减少生物丁醇生产过程中新鲜蒸汽的用量，降低精馏单元的能耗。
文档编号B01D3/14GK101530672SQ20081015468
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者吕惠生, 张志强, 张敏华, 李永辉, 欧阳胜利, 董秀芹, 钱胜华, 陶敏莉 申请人:天津大学