[发明专利]一种含乙醇的水溶液的精制系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含乙醇的水溶液的精制系统以及含乙醇的水溶液的精制方法。

背景技术

随着全球石油等不可再生能源日益衰竭，以可再生的生物质能源逐步得到了大规模的推广，本技术应用的特点就用生物质原料(玉米、木薯等)发酵后经过蒸馏脱水制得无水乙醇。

传统的酒精生产方法中，采用较多流程为两塔常压蒸馏、两塔差压蒸馏，即粗馏塔、精馏塔组合，精馏塔采用一次蒸汽，精馏塔顶汽给粗塔作为热源，蒸汽消耗高，提高了无水乙醇的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种含乙醇的水溶液的精制系统以及含乙醇的水溶液的精制方法，采用该系统精制乙醇可以降低能量消耗。

本发明提供一种含乙醇的水溶液的精制系统，其中，该系统包括热载体源、汽提单元、精馏单元、气液分离单元、换热单元和脱水单元，所述汽提单元包括第一汽提塔和第二汽提塔，所述精馏单元包括第一精馏塔和第二精馏塔，所述气液分离单元包括淡酒罐、第一精馏塔回流罐和第二精馏塔回流罐，所述换热单元包括第一原料换热器、第二原料换热器、第一汽提塔再沸器、第二汽提塔再沸器和第一精馏塔再沸器；所述第一汽提塔和所述第二汽提塔的原料入口依次与第一原料换热器、第二原料换热器的壳程连通，所述第一汽提塔的塔顶轻组分出口与所述淡酒罐的原料入口通过第一原料换热器的换热介质管程连通，所述第一汽提塔的塔底重组分出口通过所述第一汽提塔再沸器的壳程与所述第一汽提塔的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述淡酒罐的液体组分出口与所述第一精馏塔的中部原料入口连通，所述第二精馏塔的塔顶轻组分出口与所述脱水单元连通，以及通过所述第一汽提塔再沸器的换热介质管程与第二精馏塔回流罐的进料口连通，所述第二精馏塔回流罐的出料口与所述第二精馏塔上部回流入口连通，所述第二精馏塔的塔底重组分出口与所述第一精馏塔的中部进料口连通，所述第一精馏塔的塔顶轻组分出料口通过所述第二汽提塔再沸器的换热介质管程与第一精馏塔回流罐的进料口连通，塔底重组分出口与第一精馏塔再沸器的壳程连通以及与界外连通，所述第一精馏塔回流罐的出料口与所述第二精馏塔的上部进料口连通以及可选择地与第一精馏塔的上部回流入口连通，所述第二汽提塔的塔顶轻组分出口与第二精馏塔的塔底进料口连通，所述第二汽提塔的塔底重组分出口通过所述第二汽提塔再沸器的壳程与第二汽提塔的塔底回流入口连通以及与界外连通，所述热载体源依次与所述第一精馏塔再沸器的换热介质管程和原料换热器的换热介质管程连通。

本发明还提供一种含乙醇的水溶液的精制方法，其中，该方法包括将含乙醇的水溶液预热，并将预热后的含乙醇的水溶液的一部分送入第一汽提塔进行蒸馏，将第一汽提塔的塔顶轻组分冷凝后送入淡酒罐进行气液分离，将得到的液体组分送入第一精馏塔进行精馏，将第一精馏塔的塔顶轻组分冷凝后送入第一精馏塔回流罐进行气液分离，将得到的液体组分部分或全部送入第二精馏塔，另一部分液体组分返回第一精馏塔，将第一汽提塔的塔底重组分的一部分通过第一汽提塔再沸器加热后返回第一汽提塔，另一部分外排，将第一精馏塔塔底重组分的一部分通过第一精馏塔再沸器加热后返回第一精馏塔，另一部分外排；

将预热后的含乙醇的水溶液的另外一部分送入第二汽提塔进行蒸馏，第二汽提塔的塔顶轻组分进入第二精馏塔进行精馏，第二精馏塔塔顶轻组分一部分进入脱水单元，另一部分冷凝后送入第二精馏塔回流罐进行气液分离，液体组分返回第二精馏塔，第二精馏塔塔底重组分进入第一精馏塔进行再精馏，将第二汽提塔塔底重组分的一部分通过第二汽提塔再沸器加热后返回第二汽提塔，另一部分外排；

其中，所述第二汽提塔内的压力高于所述第一汽提塔内的压力，所述第一精馏塔内的压力高于所述第二精馏塔内的压力，第一精馏塔再沸器由外界热源供热，所述将含乙醇的水溶液预热通过将所述含乙醇的水溶液依次与第一汽提塔的塔顶轻组分换热和与对第一精馏塔再沸器供热后的外界热源换热来实现，第一汽提塔再沸器由来自第二精馏塔的塔顶轻组分供热，第二汽提塔再沸器由来自第一精馏塔的塔顶轻组分供热。

根据本发明的含乙醇的水溶液的精制系统以及方法，能够充分且合理地利用系统中的热量，从而能够有效地降低能量消耗。

附图说明

图1为本发明提供的含乙醇的水溶液的精制系统及其工艺流程图。

附图标记

1    第一原料换热器

2    第二原料换热器

3    第一汽提塔

4    第二汽提塔

5    第二精馏塔

6    第一精馏塔

7    淡酒罐