[发明专利]四塔蒸馏与膜分离集成系统及其蒸馏乙醇的方法

说明书

本发明公开了四塔蒸馏与膜分离集成系统，包括醪液预热器、负压醪塔、常压醪塔、中压精塔和高压精塔；高压精塔通过管路依次连接酒气过热器和膜分离装置；所述膜分离装置包括串联的低真空膜组件和高真空膜组件。上述的系统蒸馏乙醇的方法，包括以下步骤：A、发酵成熟醪脱去气体形成脱气醪；B、脱气醪中酒汽与废醪液分离；C、酒汽经冷凝后形成粗酒精，粗酒精经中压精塔蒸馏后进入高压精塔；D、进入高压精塔的酒精蒸汽，部分经过热后顺序进入低真空膜组件和高真空膜组件将乙醇和水分离。本发明避免了蒸馏过程中的跑酒现象，降低冷冻水和蒸汽的消耗量，节能环保。

技术领域

本发明涉及乙醇生产技术领域，具体涉及四塔蒸馏与膜分离集成系统及其蒸馏乙醇的方法。

背景技术

专利号201810719237.3公开了双粗双精四塔四效节能蒸馏生产燃料乙醇系统及其使用方法，主要包括负压醪塔、脱气段、常压醪塔、中压精塔和高压精塔，中压精塔塔顶的酒精蒸汽采出经分子筛脱水后的燃料乙醇蒸汽用于加热负压醪塔。

通过分子筛脱水存在以下问题：①分子筛的进料和解吸过程是间歇进行的，导致组合塔塔顶压力忽高忽低，汽相进分子筛脱水不容易实现自动化控制，蒸馏操作不稳定，容易跑酒；②分子筛脱水过程产生的淡酒量大，淡酒中的酒精量约占成品量的25％，导致蒸馏系统需要处理的淡酒量加大，增加蒸汽消耗。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供四塔蒸馏与膜分离集成系统及其蒸馏乙醇的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供四塔蒸馏与膜分离集成系统，包括醪液预热器、负压醪塔、常压醪塔、中压精塔和高压精塔；高压精塔通过管路依次连接酒气过热器和膜分离装置；所述膜分离装置包括串联的低真空膜组件和高真空膜组件；所述低真空膜组件的进口端与酒气过热器管路连接，低真空膜组件的出口端与高真空膜组件的进口端连接；高真空膜组件的出口端与常压醪塔再沸器连接；低真空膜组件的出口端、高真空膜组件的出口端还分别通过解吸冷凝器Ⅰ、解吸冷凝器Ⅱ与无水真空泵连接。

优选的，所述低真空膜组件和高真空膜组件均包括多个串联的管壳式膜结构，每个管壳式膜结构均包括外壳以及位于外壳内部的内管，所述内管包括陶瓷管以及覆在陶瓷管外表面的分子筛膜。

外壳和内管之间的空间为壳程，内管内部空间为管程，在管程抽负压，在壳程内通酒精蒸汽，酒精蒸汽经过低真空膜组件和高真空膜组件后，成品中的水分可以达到0.5％以下，绝大部分水分和少量的乙醇透过内管，经管程进入解吸冷凝器冷凝后进入蒸馏工段回收。

低真空膜组件的管程出口端与解吸冷凝器Ⅰ连接，高真空膜组件的管程出口端与解吸冷凝器Ⅱ连接。低真空膜组件的壳程出口端与高真空膜组件的壳程进口端连接，高真空膜组件的壳程出口端与常压醪塔再沸器连接。

优选的，所述常压醪塔再沸器包括通过管路分别与常压醪塔形成闭合回路的常压醪塔再沸器Ⅰ和常压醪塔再沸器Ⅱ；高真空膜组件的出口端具体与常压醪塔再沸器Ⅱ连接。

优选的，所述醪液预热器包括串联的醪液一级预热器、醪液二级预热器和醪液三级预热器，所述常压醪塔再沸器Ⅱ通过管路经醪液三级预热器与成品冷却器连接。

优选的，解吸冷凝器Ⅰ出口端和解吸冷凝器Ⅱ的出口端均通过管路与粗酒罐连接。

本发明的第二方面，提供上述的系统蒸馏乙醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、发酵成熟醪脱去气体形成脱气醪；

B、脱气醪中酒汽与废醪液分离；

C、酒汽经冷凝后形成粗酒精，粗酒精经中压精塔蒸馏后进入高压精塔；