[发明专利]用于制取无水酒精的三效膜分离脱水节能方法和装置

说明书

本发明公开了用于制取无水酒精的三效膜分离脱水节能方法和装置，所述装置包括原料预热器，再沸器，成品冷却器，第一酒精蒸发脱水系统，第二酒精蒸发脱水系统和第三酒精蒸发脱水系统。原料酒精分别进入三个酒精蒸发脱水系统进行脱水纯化，得到成品无水酒精。蒸汽热量在三个系统之间依次串联使用。本发明采用三效热耦合脱水工艺利用前一效的无水酒精蒸汽作为后一效的原料酒精蒸发器的热源，实现了热量的重复利用，还能不消耗多余能量就将淡酒精进行浓缩回收。吨无水酒精耗汽不超过0.2吨，与单效渗透汽化膜分离脱水工艺相比，节能55％以上。

技术领域

本发明涉及酒精生产工艺技术领域，尤其涉及用于制取无水酒精的三效膜分离脱水节能方法和装置。

背景技术

近年来，国家大力推广燃料乙醇，2017年国家发改委等15部委联合印发的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》中提出“到2020年实现乙醇汽油全国基本覆盖”目标。2018年8月22日的国务院召开常务会议，当时的国常会决定“有序扩大车用乙醇汽油推广使用，并在全国26个省市推广”。目前，我国燃料乙醇生产能力不足300万吨，而目前国内汽油用量约为1.3亿吨，按照10％的添加比例计算，若要在2020年实现全国基本覆盖，燃料乙醇的需求量1300万吨，缺口达1000万吨，市场潜力巨大。

目前，国内外的酒精脱水技术主要有四种方法：

(1)采用苯或环己烷共沸蒸馏的方法脱水，该方法能耗比较高，而且产品中容易有苯或环己烷残留，已逐步淘汰。

(2)采用乙二醇加盐萃取脱水，该方法无残留，产品质量较好，但能耗仍比较高。

(3)采用分子筛吸附法脱水，该方法无残留，产品浓度高，能耗相对较低。

(4)采用渗透汽化膜分离技术，该方法无残留，能耗较低。

在能源日益紧缺的当下，对能耗的要求越来越高，需要能耗更低的酒精脱水技术。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于制取无水酒精的三效膜分离脱水节能方法和装置。采用三效热耦合脱水工艺，利用前一效的无水酒精蒸汽作为后一效的原料酒精蒸发器的热源，实现了热量的重复利用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一方面提供一种用于制取无水酒精的三效膜分离脱水节能装置，所述装置包括原料预热器；所述原料预热器通过第一酒精进料管连接第一酒精蒸发脱水系统，所述原料预热器通过第二酒精进料管连接第二酒精蒸发脱水系统，所述原料预热器通过第三酒精进料管连接第三酒精蒸发脱水系统；再沸器通过第一再沸器管与第一酒精蒸发脱水系统连接，所述第一酒精蒸发脱水系统通过第一无水酒精蒸汽管与第二酒精蒸发脱水系统连接；所述第二酒精蒸发脱水系统通过第二无水酒精蒸汽管与第三酒精蒸发脱水系统连接；所述第二酒精蒸发脱水系统通过第一酒精出料管依次连接第一酒精蒸发脱水系统和成品冷却器，所述第三酒精蒸发脱水系统通过第二酒精出料管依次连接第二酒精蒸发脱水系统连接和成品冷却器，所述第三酒精蒸发脱水系统通过第三无水酒精蒸汽管连接成品冷却器；

所述第一酒精蒸发脱水系统包括一效蒸发回收塔和一效膜组件；所述一效蒸发回收塔的上部通过第一酒精进料管依次与一效进料二级预热器、一效进料一级预热器和原料预热器连接，所述一效蒸发回收塔的顶部与一效膜组件连接；所述一效蒸发回收塔的底部与淡酒精二级预热器连接；

所述第二酒精蒸发脱水系统包括二效蒸发器和二效膜组件；所述二效蒸发器的中部通过第二酒精进料管依次与二效进料二级预热器、二效进料一级预热器和原料预热器连接，所述二效蒸发器的顶部与二效膜组件连接；

所述第三酒精蒸发脱水系统包括三效蒸发器和三效膜组件；所三效述蒸发器的中部通过第三酒精进料管依次与三效进料预热器和原料预热器连接，所述三效蒸发器的顶部与三效膜组件连接。