[实用新型]用于生产无水乙醇的蒸汽渗透膜装置和乙醇脱水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无水乙醇生产领域，更具体地说，涉及一种用于生产无水乙醇的蒸汽渗透膜装置和乙醇脱水系统。

背景技术

乙醇是一种重要的基础工业原料，广泛应用于医药、日化、油墨涂料、化工中间体和燃料等领域，还可作为酒基、浸出剂、洗涤剂、溶剂、表面活性剂等。工业乙醇的主要来源是石油经过在催化剂和高温条件下裂化长链有机化合物而得到的，近期国际原油价格大幅飚升，能源问题与国计民生息息相关，替代能源的发展，正受到越来越多的关注。由于世界石油资源逐年减少，且不可再生，而乙醇在空气中燃烧充分，无污染，且燃烧值较大，乙醇燃料成为最佳替代能源之一。

乙醇俗称酒精，以小麦、玉米、高粱、薯类、糖蜜或植物纤维等为原料，经液化糖化、发酵、蒸馏制备得到，被称为绿色能源。将乙醇脱水为无水乙醇后，再加上适量变性剂形成燃料乙醇。将燃料乙醇和汽油按一定比例混配使用，可形成一种新型车用燃料——乙醇汽油。乙醇汽油又是环保燃料，正被广泛应用，因此乙醇，就具有典型的替代能源概念。研究表明，乙醇调入汽油后，汽油中的辛烷值及含氧量明显升高，可以促进汽油的燃烧，而且还可以降低汽车尾气的排放，也就是说，乙醇不仅可以起到节能效果，而且还可以起到环保效果。在目前石油价格高以及汽车尾气困扰城市大气环境的背景下，推广乙醇汽油也就成为大势所趋。

目前国内大多数燃料乙醇的生产采用蒸馏塔对燃料乙醇进行蒸馏脱水，而采用普通的两塔蒸馏制成的燃料乙醇，其最高质量浓度只能达到95％。此时，乙醇和水形成了恒沸物，用普通的蒸馏方法进行脱水很困难，并且蒸馏的能耗较大。为了提高乙醇浓度，去除多余的水分，需要提供一种能够充分有效地分离出乙醇中的水分，对乙醇进行脱水处理制成无水乙醇的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统的燃料乙醇生产过程的脱水处理工艺中两塔蒸馏的分离脱水效果较差的缺陷，而提供一种能够有效分离脱水所述燃料乙醇的蒸汽渗透膜装置和乙醇脱水系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于生产无水乙醇的蒸汽渗透膜装置，其中，所述蒸汽渗透膜装置包括：

筒体，该筒体具有第一入口、第一出口和第二出口；

两个端板，该端板设置在所述筒体的内部，密封地将所述筒体的内部空间分隔为第一腔室、第二腔室、第三腔室，所述第一入口与第一腔室连通，所述第一出口与第二腔室连通，所述第二出口与第三腔室连通；

滤芯，该滤芯设置在所述端板之间，固定于所述第二腔室内，该滤芯的第一端与所述第一腔室连通，第二端与所述第三腔室连通。

优选地，所述筒体还包括第二入口，所述第二入口与所述滤芯的第二端连通。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于生产无水乙醇的乙醇脱水系统，该乙醇脱水系统包括粗馏塔，该粗馏塔对发酵液进行蒸馏脱水，从而生成乙醇和水的混合物料流，其特征在于，该系统还包括蒸汽渗透膜装置，该蒸汽渗透膜装置包括：

筒体，该筒体具有第一入口、第一出口和第二出口；

两个端板，该端板设置在所述筒体的内部，密封地将所述筒体的内部空间依次分隔为第一腔室、第二腔室、第三腔室，所述第一入口与第一腔室连通，所述第一出口与第二腔室连通，所述第二出口与第三腔室连通；

滤芯，该滤芯设置在所述两个端板之间，固定于所述第二腔室内，该滤芯的第一端与所述第一腔室连通，第二端与所述第三腔室连通；

所述乙醇和水的混合物料流通过所述第一入口进入所述蒸汽渗透膜装置的筒体内，进行脱水处理后获得的无水乙醇通过所述第二出口流出所述筒体，而在所述第二腔室内生成的乙醇和水的混合气体通过所述第一出口流出所述筒体。

优选地，所述乙醇脱水系统还包括：

冷凝器，该冷凝器接收所述乙醇和水的混合气体，对该乙醇和水的混合气体进行冷凝成为液体；

储液罐，该储液罐接收冷凝器冷凝生成的液体；和

真空泵，该真空泵将所述储液罐(40)中的气体排空。

优选地，所述筒体还包括第二入口，所述第二入口与所述滤芯的第二端连通，一部分无水乙醇通过第二入口再次进入所述滤芯内。

按照本实用新型所提供的用于生产无水乙醇的蒸汽渗透膜装置和乙醇脱水系统，当对所述乙醇和水的混合物料流进行处理时，乙醇和水的混合物料流通过第一入口进入筒体内，由于筒体内的滤芯采用膜渗透的方法对该乙醇和水的混合物料流进行脱水处理，从而将获得的无水乙醇通过第二出口排出，将随之生成的低酒精度的乙醇和水的混合气体通过第一出口排出，从而实现了对乙醇和水的混合气体的脱水处理。