專利名稱：制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法
技術領域：
本發明涉及一種制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法。
背景技術：
石油資源的日益短缺，自然環境惡化的亟待改善，燃料乙醇作為一種對環境污染 小，可替代石油的能源受到各國的關注。燃料乙醇作為汽油的一種替代燃料，燃燒放出的能 量是一定的，生產燃料乙醇的能耗必須遠遠小于燃燒放出的能量，否則燃料乙醇的推廣使 用就要受到制約，因此，燃料乙醇的生產節能問題越來越突出。然而生產燃料乙醇的能耗主 要集中在蒸餾脫水工段，降低蒸餾脫水工段的能耗是關鍵。文獻CN101085717A提供了一種采用三塔熱集成裝置進行乙醇蒸餾的工藝方法 采用粗塔、低壓共沸精餾塔、高壓共沸精餾塔三塔工藝生產燃料乙醇和食用乙醇。此流程中 從粗餾塔側線以氣相形式采出粗酒進入低壓共沸精餾塔，由低壓共沸精餾塔上部側線采出 一部分共沸酒精進入高壓共沸精餾塔回流罐，與高壓共沸精餾塔塔頂氣相的凝液一起作為 高壓共沸精餾塔的回流液，低壓共沸精餾塔塔釜物料進入高壓共沸精餾塔的中部。壓力較 高的新鮮蒸汽給高壓共沸精餾塔塔釜加熱，高壓共沸精餾塔的塔頂氣給粗餾塔塔釜加熱， 新鮮蒸汽兩效利用。雖然該文獻在說明書中公開粗塔的操作壓力為10 300kPa，低壓共 沸精餾塔的操作壓力為10 280kPa，高壓共沸精餾塔的操作壓力為200 1200kPa。但 是在實施例中，粗塔、低壓共沸精餾塔和高壓共沸精餾塔的操作壓力分別為140kPa、110kPa 和580kPa。由此可見，在該文獻中三塔、特別是粗塔都是在加壓下操作，而且粗塔操作壓力 高于低壓共沸精餾塔的操作壓力，高壓共沸精餾塔的壓力也偏高，三塔內溫度相應較高，因 而所需要的水蒸汽的壓力也相應升高，對應的能耗也相應增加。此外，粗塔操作壓力高，塔 內容易結焦，堵塞塔板，不利于裝置的長周期穩定運轉。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在能耗高、塔內物料易結焦、堵塞塔 板的問題，提供一種新的制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法。該方法具有能耗低，粗塔內含醪 部分溫度低，塔板不易堵塞的特點。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下一種制共沸乙醇的三塔差壓 蒸餾方法，包括以下步驟a)發酵醪液進入粗餾塔I的上部，經粗餾后，塔頂得到物流2，塔釜得到廢糟；b)物流2進入精塔II下部，經精餾后，塔頂得到產品共沸乙醇，塔釜得到物流5 ；c)物流5進入精塔III下部，經精餾后，塔頂得到物流8，塔釜得到精塔廢水；其 中，所述物流8分為物流6和物流7兩部分，物流6進入精塔II頂部，物流7回流至精塔 III頂部。上述技術方案中，粗餾塔I的操作條件優選范圍為塔板數優選范圍為20 30， 更優選范圍為22 28 ；塔頂溫度優選范圍為50 70°C，更優選范圍為53 65°C;塔釜溫度優選范圍為70 100°C，更優選范圍為75 90°C ；操作壓力P1優選范圍為IOkPa < P1 < 101. 3kPa，，更優選范圍為 IOkPa < P1 < 50kPa，或者 50kPa < P1 < 101. 3kPa，最優選范 圍為 20kPa < P1 < 50kPa,或者 50kPa < P1 < 70kPa,特別優選范圍為 30kPa < P1 < 50kPa, 或者50kPa < P1 < 60kPa ；進料板位置優選方案為位于從上至下第2 10塊塔板處。精塔 II的操作條件優選范圍為塔板數優選范圍為40 70，更優選范圍為50 65 ；塔頂溫度 優選范圍為75 100°C，更優選范圍為80 90°C ；塔釜溫度優選范圍為80 110°C，更優 選范圍為85 100°C ；操作壓力優選范圍為50 500kPa，更優選范圍為60 400kPa，最 優選范圍為100 200kPa ；進料板位置位于從上至下第40 50塊塔板處。精塔III的操 作條件優選范圍為塔板數優選范圍為50 80，更優選范圍為65 75 ；塔頂溫度優選范圍 為100 140°C，更優選范圍110 130°C ；塔釜溫度優選范圍為120 160°C，更優選范圍 為125 145°C ；操作壓力優選范圍為100 800kPa，更優選范圍為200 700kPa，最優選 范圍為350 550kPa ；進料板位置位于從上至下第55 65塊塔板處。粗餾塔I、精塔II 和精塔III的操作壓力優選方案為壓力依次增加。物流6與物流7的重量比為優選范圍為 1/4 1 1，更優選范圍為1/3 1/2 1。本發明方法中，所述壓力均為絕對壓力。采用本發明方法，選擇三塔流程中合理的進出料位置，以及三塔壓力合理安排，即 只有精塔III在高壓下操作，精塔II在常壓或加壓下操作，粗餾塔I在負壓下操作，則精塔 III塔頂氣可以給精塔II塔釜加熱，精塔II塔頂氣可以給粗餾塔I塔釜加熱，僅精塔III 塔釜需由一次蒸汽加熱，實現了新鮮蒸汽的三效利用，降低了加熱介質成本。與現有技術相 比，最高可節省能耗32. 5%。此外，本發明方法中，只有粗餾塔I 一個塔含醪，并且在負壓下 操作，塔中含醪部分溫度低，可低至76°C，而現有技術中粗餾塔塔釜溫度高至112°C，所以 采用本發明方法可以避免物料結焦而堵塞塔板，取得了較好的技術效果。
圖1為本發明流程示意圖。圖2為文獻CN101085717A的流程示意圖。圖1中，I為粗餾塔，II為精塔1，III為精塔2，1為發酵醪液，2為粗酒，3為廢糟， 4為共沸乙醇產品，5為淡酒液，6、7和8為高度酒，9為精塔廢水。圖2中，IV為粗餾塔，V為低壓共沸精餾塔，VI為高壓共沸精餾塔，10為發酵醪液， 11為廢醪液，12為粗酒氣，13,15為共沸乙醇，14為淡酒液，16為精塔廢水，17為高壓共沸 精餾塔塔頂氣相凝液。圖1中，發酵醪液1進入粗餾塔I的上部，經粗餾后，在粗餾塔I的塔頂得到粗酒 2，在粗餾塔I的塔釜得到廢糟3。粗酒2進入精塔II的下部，經精餾后，在精塔II的塔頂 得到共沸乙醇產品4，在精塔II的塔釜得到淡酒液5，淡酒液5進入精塔III的下部，經精 餾后，在精塔III的塔頂得到高度酒8，高度酒8分為物流6和物流7兩部分，物流6進入精 塔II頂部，物流7回流至精塔III頂部。圖2中，發酵醪液10進入粗餾塔IV的上部，經粗餾后，從粗餾塔側線采出氣相粗 酒氣12，在粗餾塔塔釜得到廢醪液11。粗酒氣12進入低壓共沸精餾塔V下部，經精餾后， 從低壓共沸精餾塔上部側線采出共沸乙醇13，在低壓共沸精餾塔塔釜得到淡酒液14。共沸酒精13和高壓共沸精餾塔塔頂氣相的凝液17 —起作為高壓共沸精餾塔的回流液。淡酒液 14進入高壓共沸精餾塔VI的中部，經精餾后，從高壓共沸精餾塔的上部側線采出共沸乙醇 15，在高壓共沸精餾塔的塔釜得到精塔廢水16。下面通過實施例對本發明作進一步闡述。
具體實施例方式實施例1采用圖1所示流程，乙醇含量為10重量％的發酵醪液1進入粗餾塔I的上部，經 粗餾后，在粗餾塔I的塔頂得到乙醇含量為48重量％的粗酒2，在粗餾塔I的塔釜得到乙 醇含量小于0.005重量％的廢糟3。粗酒2進入精塔II的下部，經精餾后，在精塔II的塔 頂得到共沸乙醇產品4，在精塔II的塔釜得到乙醇含量為40重量％的淡酒液5。淡酒液5 進入精塔III的下部，經精餾后，在精塔III的塔頂得到乙醇含量接近共沸組成的高度酒8， 高度酒8的一部分(60% ) 6進入精塔II的上部，高度酒8的另一部分7回流入精塔III塔 頂。 粗餾塔塔板數為26，進料位置為第2塊塔板，操作壓力為30kPa，塔頂溫度為54°C， 塔釜溫度為76°C。精塔II塔板數為50，進料位置為48，操作壓力為IlOkPa,塔頂溫度為81°C，塔釜 溫度為87°C。精塔III塔板數為68，進料位置為第60塊塔板，操作壓力為350kPa，塔頂溫度為 113. 2°C，塔釜溫度為 137. 3°C。粗餾塔內未出現物料結焦而堵塞塔板的現象。蒸汽總消耗量為1. 2噸蒸汽/噸共 沸乙醇產品，每噸共沸乙醇產品與比較例1相比可節省25%的能耗。實施例2 4采用圖1所示流程，只是改變各塔的操作條件。具體的操作條件及蒸汽消耗量見 表1。表 權利要求
1.一種制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，包括以下步驟a)發酵醪液進入粗餾塔I的上部，經粗餾后，塔頂得到物流2，塔釜得到廢糟；b)物流2進入精塔II下部，經精餾后，塔頂得到產品共沸乙醇，塔釜得到物流5；c)物流5進入精塔III下部，經精餾后，塔頂得到物流8，塔釜得到精塔廢水；其中，所 述物流8分為物流6和物流7兩部分，物流6進入精塔II頂部，物流7回流至精塔III頂 部。
2.根據權利要求1所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于粗餾塔I的操作 條件塔板數為20 30，塔頂溫度為50 70°C，塔釜溫度為70 100°C，操作壓力P1為 IOkPa < P1 < 101. 3kPa，進料板位置位于從上至下第2 10塊塔板處；精塔II的操作條件塔板數為40 70，塔頂溫度為75 100°C，塔釜溫度為80 110°C，操作壓力為50 500kPa，進料板位置位于從上至下第40 50塊塔板處；精塔III的操作條件塔板數為50 80，塔頂溫度為100 140°C，塔釜溫度為120 1600C ；操作壓力為100 800kPa，進料板位置位于從上至下第55 65塊塔板處。
3.根據權利要求2所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于粗餾塔I的操 作條件塔板數為22 觀，塔頂溫度為53 65°C，塔釜溫度為75 90°C，操作壓力P1為 IOkPa < P1 < 50kPa,或者 50kPa < P1 < 101. 3kPa ；精塔II的操作條件塔板數為50 65，塔頂溫度為80 90°C，塔釜溫度為85 100 °C，操作壓力為60 400kPa ；精塔III的操作條件塔板數為65 75，塔頂溫度為110 130°C，塔釜溫度為125 1450C ；操作壓力為2OO 700kPa。
4.根據權利要求3所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于粗餾塔I的操作 壓力P1為20kPa < P1 < 50kPa,或者50kPa < P1 < 70kPa ；精塔II的操作壓力為100 200kPa ；精塔III的操作壓力為350 550kPa。
5.根據權利要求4所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于粗餾塔I的操作 壓力 P1 為 30kPa < P1 < 50kPa,或者 50kPa < P1 < 60kPa。
6.根據權利要求1所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于粗餾塔I、精塔II 和精塔III的操作壓力依次增加。
7.根據權利要求1所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于物流6與物流7 的重量比為1/4 1 1。
8.根據權利要求6所述制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，其特征在于物流6與物流7 的重量比為1/3 1/2 1。
全文摘要
本發明涉及一種制共沸乙醇的三塔差壓蒸餾方法，主要解決現有技術中存在能耗高、塔內物料易結焦、堵塞塔板的問題。本發明通過采用包括以下步驟a)發酵醪液進入粗餾塔I的上部，經粗餾后，塔頂得到物流2，塔釜得到廢糟；b)物流2進入精塔II下部，經精餾后，塔頂得到產品共沸乙醇，塔釜得到物流5；c)物流5進入精塔III下部，經精餾后，塔頂得到物流8，塔釜得到精塔廢水；其中，所述物流8分為物流6和物流7兩部分，物流6進入精塔II頂部，物流7回流至精塔III頂部的技術方案較好地解決了該問題，可應用于三塔差壓蒸餾制備共沸乙醇的工業生產中。
文檔編號C07C31/08GK102126923SQ20101002274
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者丁偉軍, 林長駿, 石榮華, 繆晡, 韓飛 申請人:中國石化集團上海工程有限公司, 中國石油化工集團公司