[发明专利]燃料乙醇脱水装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇的脱水装置及其工艺，尤其是涉及蒸馏后直接生产燃料乙醇的脱水装置及工艺。

技术背景

随着全球石油资源的紧俏以及不确定因素的增加，以燃料乙醇为代表的可再生能源日益引起了广泛的重视，通过对谷物、薯类以及糖质原料的发酵、蒸馏能够连续生产乙醇。但通过蒸馏产生的乙醇浓度不超过96％(v/v)，而作为汽油、柴油有效添加剂的燃料乙醇中的燃料乙醇之乙醇含量须不低于99.5％(w/w)，乙醇脱水的方法大致有以下几种：

(1)化学反应脱水，其一为Meiek法。采用生石灰、氯化钙为脱水剂，每公斤乙醇加0.55公斤氯化钙，经6小时或加压反应让脱水剂吸掉乙醇的水，再精馏而制得。此法乙醇损耗较大。过去我国湖南、山东一些小型厂用此法。其二为Hiag法，利用醋酸钾与醋酸钠混合液具有脱水性的特点，在脱水精馏塔中逆向交换吸收脱水，可制得99.8％无水乙醇，此法能耗较大。

(2)分子筛脱水：用A3型分子筛将96％的乙醇通过后，分子筛可把乙醇中的水份吸附，从而使乙醇的纯度得到提高。传统的分子筛脱水工艺存在者能耗较大及能量回收利用率较低的问题。

(3)、三元共沸物蒸馏脱水(称Melle法)是大规模生产无水乙醇的通用方法。一般用苯或环己烷作脱带剂，乙醇与水中加入第三种组份一苯，构成三元共沸物，其沸点比三种组分的沸点都低，当在苯脱水塔加热至64～85℃时，逐步蒸馏出带了水的苯、乙醇液，塔底得到的便是无水乙醇，纯度可达99.8～99.95％；塔顶蒸汽经苯塔回收苯，循环再作脱带剂。若用于医药、化妆品、香精等的无水乙醇时，因苯有毒，则改用环己烷、乙二醇醋酸钾为脱带剂。此方法在使用苯做脱带剂时易造成环境污染。

(4)、萃取蒸馏

常用萃取剂有甘油、乙二醇、醋酸钾乙一醇等。在蒸馏塔中乙醇汽向上升，而溶剂向下降的逆流萃取，溶剂把乙醇汽中的水份带走，无水乙醇在塔顶退出，塔底排出的为带有水份的溶剂，溶剂再生后可复用。但溶剂再生耗能较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保高效、能耗较低的燃料乙醇脱水装置及其生产工艺。

为实现上述发明目的，本发明的燃料乙醇脱水装置它包括上下串联设置的精馏塔和汽提塔、并联设置的第一分子筛和第二分子筛、过热器、产品冷却器、进料预热器、进料泵、废水泵和真空泵，其中第一分子筛和第二分子筛顶部通过并联设置的分别顺次串联的第一入口阀和第二入口阀以及第一再生出口阀和第二再生出口阀连通，第一分子筛和第二分子筛底部通过并联设置的分别顺次串联的第一出口阀和第二出口阀以及第一再生入口阀和第二再生入口阀连通，精馏塔顶部经管道通过过热器管侧连接在第一入口阀和第二入口阀之间，真空泵的入口通过管道连接在第一再生出口阀和第二再生出口阀之间，汽提塔塔釜与外界蒸汽相通，外界酒精入口通过管道经进料泵通过进料预热器壳侧连通精馏塔上部进料层，进料预热器管侧的一端经过出口阀连接在第一出口阀和第二出口阀之间，另一端通过管道经产品冷却器管侧连接成品酒精出口，汽提塔底部通过管道经废水泵连通外界废水系统。

这样通过设置进料预热器，既提高了进料酒精的温度，又使成品燃料酒精的温度得到初步的降低，节约了加热和降温的能量，降低了系统的能耗。

作为一种优化方式，它还设有淡酒罐、再生冷凝器、淡酒泵和再生调节器，其中再生冷凝器的管侧一端通过管道连接在第一再生出口阀和第二再生出口阀之间，另一端通过管道连接在淡酒罐顶部，淡酒罐底部通过管道经淡酒泵与精馏塔釜连通，再生调节器的一端通过管道连接在第一再生入口阀和第二再生入口阀之间，另一端经过再生反吹阀连接在出口阀前。这样可以提高分子筛的再上效率，同时回收了所吸附的酒精，进一步降低了酒精的损耗。

作为进一步的优化方式，它还设有淡酒预热器，其管侧分别与淡酒泵和精馏塔釜连通，其壳侧分别与所述废水泵出口和外界废水系统连通。这样可以回收利用废水中的余热，进一步降低系统能耗。

所述的第一入口阀、第二入口阀、第一再生出口阀、第二再生出口阀、第一出口阀、第二出口阀、第一再生入口阀、第二再生入口阀、出口阀和再生反吹阀均为电动阀，它还设有自动控制上述各阀定时自动开关的自动控制系统。

本发明的生产工艺为：