、低浓度糖液， E、乙醇和糠醛组成的混合物，F、水，G、乙醇，H、糠醛。
【具体实施方式】：
[0030] 以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0031] -种糠醛制备耦合乙醇精馏的装置，如图1所示，包括依次连通的催化精馏塔T1、 醇醛精制塔T2和醇醛分离塔T3,所述催化精馏塔Tl用于催化预处理糖液A和发酵醪液B 中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏乙醇；所述醇醛精制塔T2用于糠醛和乙醇的精 馏脱水，提纯糠醛和乙醇；醇醛分离塔T3用于分离糠醛和乙醇；
[0032] 所述催化精馏塔Tl由上而下分为精馏段101、催化反应段102和提馏段103 ;所述 催化精馏塔Tl催化反应段102为含固体酸催化剂的填料或塔板，所述固体酸催化剂为强酸 型阳离子交换树脂或酸性分子筛；所述催化反应段102顶部设有预处理糖液入口用于接收 预处理糖液A，中部设有发酵醪液入口用于接收发酵醪液B ;所述精馏段101顶部设有出料 口，提馏段103底部设有塔釜出料口；
[0033] 所述醇醛精制塔T2中部设有跟催化精馏塔Tl精馏段101顶部的出料口连接的料 液入口，用于接收催化精馏塔Tl精馏段101顶部出来的乙醇、糠醛和水的混合物C，醇醛精 制塔T2顶部和底部均设有出料口；
[0034] 所述醇醛分离塔T3中部设有进料口，所述进料口跟醇醛精制塔T2顶部设有的出 料口连接，用于接收醇醛精制塔T2顶部出来的乙醇和糠醛组成的混合物E，所述醇醛分离 塔T3顶部和底部均设有出料口。
[0035] 所述催化精馏塔Tl精馏段101和提馏段103为塔板或填料，所述醇醛精制塔T2 和醇醛分离塔T3为塔板塔或填料塔。
[0036] -种糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于利用如图1所示的糠醛制备耦合 乙醇精馏的装置，包括以下步骤：
[0037] a、催化预处理糖液和发酵醪液中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏：预处理 糖液A自催化反应段102顶部的预处理糖液入口进入催化精馏塔Tl ;发酵醪液B从催化精 馏塔Tl的催化反应段102中部的发酵醪液入口加入，在催化反应段102固体酸催化剂作用 下，其中的聚戊糖水解为戊糖，戊糖进一步脱水为糠醛；同时，发酵醪液B进入催化精馏塔 Tl进行乙醇初步萃取精馏并将戊糖脱水制得的糠醛带离催化反应段102进入精馏段101， 塔顶出料为乙醇、糠醛和水的混合物C ;所述发酵醪液B(本实施例采用含乙醇质量分数为 7%的发酵醪液）中乙醇与预处理糖液A (本实施例采用含木糖质量分数为10%的预处理糖 液）中戊糖的进料质量比为7:1 ;所述催化精馏塔压力0. 5MPa(绝压），催化反应段温度为 150 ~160°C，回流比 4:1 ;
[0038] b、脱水：步骤a得到的乙醇、糠醛和水的混合物C进入醇醛精制塔T2进行萃取精 馏分离除去水分，塔顶为乙醇和糠醛组成的混合物E，部分回流，部分进入醇醛分离塔T3继 续精馏分离，塔釜出料为水F，所述水F循环用于预处理或酶解发酵过程；
[0039] c、分离：步骤b得到的乙醇和糠醛组成的混合物E进入醇醛分离塔T3继续精馏分 离，塔顶出料为乙醇G，塔釜出料为糠醛H。
[0040] 所述醇醛精制塔T2中塔板数60,回流比I. 1: 1，醇醛分离塔T3中塔板数30,回流 比 0· 2:1〇
[0041] 结果如下：
[0042]
【主权项】
1. 一种糠醛制备耦合乙醇精馏的装置，其特征在于，包括依次连通的催化精馏塔 (Tl)、醇醛精制塔（T2)和醇醛分离塔（T3)，所述催化精馏塔（Tl)用于催化预处理糖液和发 酵醪液中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏乙醇；所述醇醛精制塔（T2)用于糠醛和 乙醇的精馏脱水；醇醛分离塔（T3)用于分离糠醛和乙醇； 所述催化精馏塔（Tl)由上而下分为精馏段（101)、催化反应段（102)和提馏段（103)， 所述催化精馏塔（Tl)催化反应段（102)为含固体酸催化剂的填料或塔板，所述固体酸催化 剂为强酸型阳离子交换树脂或酸性分子筛；所述催化反应段（102)顶部设有预处理糖液入 口用于接收预处理糖液，中部设有发酵醪液入口用于接收发酵醪液；所述精馏段（101)顶 部设有出料口，提馏段（103)底部设有塔釜出料口； 所述醇醛精制塔（T2)中部设有跟催化精馏塔（Tl)精馏段（101)顶部的出料口连接的 料液入口，用于接收催化精馏塔（Tl)精馏段（101)顶部出来的乙醇、糠醛和水的混合物，醇 醛精制塔（T2)顶部和底部均设有出料口； 所述醇醛分离塔（T3)中部设有进料口，所述进料口跟醇醛精制塔（T2)顶部设有的出 料口连接，用于接收醇醛精制塔（T2)顶部出来的乙醇和糠醛组成的混合物，所述醇醛分离 塔（T3)顶部和底部均设有出料口。
2. -种糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于，利用权利要求1所述糠醛制备耦 合乙醇精馏的装置，包括以下步骤： a、 催化预处理糖液和发酵醪液中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏：预处理糖液 和发酵醪液在催化精馏塔中催化反应段固体酸催化剂作用下，其中的聚戊糖水解为戊糖， 戊糖进一步脱水为糠醛；同时，发酵醪液进入催化精馏塔进行乙醇初步萃取精馏并将戊糖 脱水制得的糠醛带离催化反应段进入精馏段，塔顶出料为乙醇、糠醛和水的混合物；所述发 酵醪液中乙醇与预处理糖液中戊糖的进料质量比为0. 3:1~10:1 ;所述催化精馏塔压力 0. 3~0. 8MPa，催化反应段温度为150~180°C，回流比2:1~8:1 ; b、 脱水：步骤a得到的乙醇、糠醛和水的混合物进入醇醛精制塔进行萃取精馏分离除 去水分，塔顶为乙醇和糠醛组成的混合物，塔釜出料为水，所述水可循环用于预处理或酶解 发酵过程； c、 分离：步骤b得到的乙醇和糠醛组成的混合物进入醇醛分离塔继续精馏分离，塔顶 出料为乙醇，塔釜出料为糠醛。
3. 根据权利要求2所述的糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于，所述醇醛精制 塔中塔板数30~80,回流比1:1~4:1 ;所述醇醛分离塔中塔板数20~60,回流比0. 1:1~ 2:1〇
4. 根据权利要求2所述的糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于，步骤a塔釜出料 循环用于预处理或酶解发酵过程。
【专利摘要】本发明公开了一种糠醛制备耦合乙醇精馏的装置及其方法，所述装置包括依次连通的催化精馏塔(T1)、醇醛精制塔(T2)和醇醛分离塔(T3)，所述催化精馏塔(T1)用于催化预处理糖液和发酵醪液中糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏乙醇；所述醇醛精制塔(T2)用于糠醛和乙醇的精馏脱水；醇醛分离塔(T3)用于分离糠醛和乙醇；利用所述糠醛制备耦合乙醇精馏的装置，采用固体酸催化预处理糖液反应精馏制备糠醛，耦合发酵醪液萃取精馏制备无水乙醇工艺,在高效制备糠醛的同时能有效降低乙醇脱水能耗，具有显著的使用性与经济效益。
【IPC分类】C07D307-48, C07C29-80, B01D3-00, B01D3-14, B01D3-40, B01J19-00, C07C31-08
【公开号】CN104771924
【申请号】CN201510179486
【发明人】袁振宏, 谭雪松, 庄新姝, 王琼, 亓伟, 余强
【申请人】中国科学院广州能源研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月15日