[发明专利]分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离方法，特别是把乙醇作为最终产物从麦芽浆中蒸馏出来。

背景技术

就传统的将乙醇从啤酒麦芽浆中蒸馏并脱氢的方法而言，在发酵物中具有约10％乙醇、85％水以及5％固体，发酵物经预热后导给蒸馏塔。在第一蒸馏塔中，麦芽浆被蒸发，从而固体成分能够作为塔釜产物利用水导出。这些塔釜产物的一部分通常在加热后被再次回导给蒸馏塔(再蒸发)。

尚且含有水、乙醇、杂醇油的第一蒸汽式馏出物视情况通过收集-和混合槽导给第二蒸馏塔，第二蒸馏塔作为精馏塔构成。在精馏塔中实施进一步的分离，其中，杂醇油通过侧流体导出。在作为塔釜产物落入第二蒸馏塔的水中有一少部分在加热后被重新回导给精馏塔(再蒸发)并另外被导走，从而这部分水从生产工序中排出。第二蒸馏塔的馏出物一如既往含有乙醇并再次被部分地(在某些情况下通过已经提及的收集槽)回导给第一与第二蒸馏塔。

大量扮演第二馏出物的、含大约95％乙醇以及5％水的乙醇-水混合物受到最后的脱氢，以便获得纯度为99至99.8％的尽可能纯的乙醇。所述最后的脱氢借助有效分子筛实施，其中，结晶的沸石海绵式地吸收H₂O分子。

当然，分子筛的沸石迅速达到水饱和。因此，为了同时存在的脱氢，必须让水饱和的沸石再生。因此，分子筛具有均匀成对的应用。这样就能够从第一个、主动分子筛中获得高纯的乙醇，所述乙醇也可以为了第二个、被动分子筛的再生而得到回收。就被动分子筛的再生而言可以让在那里得到应用的乙醇被回导给第一蒸馏塔，其中的回流可以约为主动分子筛获得的纯乙醇的30％。就此而言，分子筛的压力负荷的持续变化会导致填料的粉尘式摩擦。这加重了下游设备级的负担，必须定期将它们完全更换。

乙醇中的脱氢是一道耗费能量的工序。尤其第一蒸馏塔中麦芽浆的蒸发以及馏出物大回流量的必要性导致产生巨大的工作-以及投资成本。而且在利用分子筛进行处理之前需要让乙醇-水混合物拥有约90-95％的高乙醇纯度，为此必须根据设备技术以及工作成本非常复杂地将混合物尽可能地精馏到近似共沸点上。因此在精馏塔中需要大量分离级以及高度的回流。

从PCT/DE2004/000867中已知，精馏塔的能量需求通过下述举措而降低，即通过膜片-过滤设备替换分子筛，从而让精馏塔馏出的馏出物只须拥有80重量％乙醇的浓度。因为这一举措而使得需要的回流明显低于采用分子筛时的情况。然而汽提塔、第一蒸馏塔的能量释出却不发生变化。但是却不能获得满意的总能量平衡，原因在于，精馏塔被驱至较低的能量级，并且此时在精馏塔上相应只有较低的过剩能量可以导给第一蒸馏塔。因此必须还要从外界导给其大量的能量。

发明内容

在这一技术背景下，本发明的目的在于，提供一种分离方法，通过其可以明显改善尤其在对麦芽浆中的乙醇脱氢时的经济性。

为了解决这一技术问题，在一种分离方法中，尤其是在从麦芽浆中蒸馏乙醇时，如权利要求1所述，入流被导给具有蒸馏塔、汽提塔的第一蒸馏级，第一蒸馏级的馏出物被导给第二蒸馏塔、精馏塔，使得入流被分成两股流体并按照下述方式导给两个蒸馏塔，使得精馏塔维持预定的能量平衡。

根据本发明，分离方法具有一系列优点。如果能够预先使蒸馏塔的能量方案通过汽提塔的释放得到确定，那么按照本发明，第一蒸馏级就会按照精馏塔的能量参数得以驱动并因此能够最佳地运转。因此精馏塔的能量平衡基本确定第一蒸馏级的能量平衡。

在本发明方法的第一实施例中可做下述考虑，即仅将入流分成两股流体，从而这两股流体拥有同类的能量势和/或化学势，然后将这两股流体分别导给蒸馏塔。而且这两股流体的体积流量大多以独立的数量级移动，各占大约一半，不过在个别情况下，根据第一与第二蒸馏级配置的相关性必须对体积流量进行不同的设定。

不同的体积流量可以伴随入流的这种简单的分裂产生，同时，第一股流体导给汽提塔并且第二股流体导给精馏塔。如果还做出下述设置，即让作为在处理过程中处于蒸馏塔之后的精馏塔的塔釜产物导回给之前的一个汽提塔，那么相对于传统方法而言，每升最终产物的能量平衡就能改善约40％。

当入流被同类地分成两股流体、并且在第一蒸馏级中设有两个汽提塔时，可以选择性地给每个汽提塔导给一股流体，其中优选让两股流体的体积流量近似同等大小。在另外一个优选实施例中做出下述考虑，即把优选以高压驱动的第一汽提塔的塔釜产物导给优选加载较低压力的第二汽提塔，并且除此以外让精馏塔的馏出物在膜片-过滤装置中得到净化，从而能量平衡得到大于60％的改善。