[发明专利]一种生物质无水乙醇的生产方法及装置

权利要求书

1.生物质无水乙醇的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：发酵液分别通过至少一次加压精馏、至少一次常压精馏和至少一次减压精馏之后，精馏塔的塔顶蒸汽通过渗透汽化膜进一步脱水，得到成品乙醇；发酵液在送入精馏塔之前，与成品乙醇和精馏塔的塔釜液进行换热；所述的精馏塔是指加压精馏塔、常压精馏塔和减压精馏塔中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的生物质无水乙醇的生产方法，其特征在于：加压精馏的塔顶蒸汽与常压精馏的塔釜液进行换热；常压精馏的塔顶蒸汽与减压精馏的塔釜液进行换热。

3.根据权利要求1所述的生物质无水乙醇的生产方法，其特征在于：沿着发酵液在进入精馏塔的流动方向，发酵液依次经过如下四级换热：第一级：成品乙醇换热；第二级：精馏塔的塔釜液换热；第三级：成品乙醇换热；第四级：精馏塔的塔釜液换热；所述的第二级的精馏塔的塔釜液是指加压精馏、常压精馏和减压精馏的塔釜液的混合液；沿着渗透汽化膜脱水后的成品乙醇的流动方向，成品乙醇依次与进入加压精馏的原料液、常压精馏的原料液、减压精馏的原料液和未分流的发酵液进行换热；沿着塔釜物料的排出方向，加压精馏塔的塔釜物料依次与进入加压精馏塔、进入减压精馏塔的原料进行换热，得到釜液a；常压精馏塔的塔釜物料与进入常压精馏塔的原料进行换热，得到釜液b；釜液a、釜液b与减压精馏塔的塔釜液混合之后，再与未分流的发酵液进行换热。

4.根据权利要求1所述的生物质无水乙醇的生产方法，其特征在于：加压精馏、常压精馏的塔顶产物在换热之后，分别部分回流至各自的塔内；加压精馏的塔顶绝压0.4～0.45MPa，塔顶温度115～125℃，塔底温度140～150℃；常压精馏的塔顶绝压0.10～0.15MPa，塔顶温度80～90℃，塔底温度105～115℃；减压精馏的塔顶绝压0.015～0.020MPa，塔顶温度35～45℃，塔底温度65～75℃；发酵液中含有乙醇3～20wt.％；精馏塔的塔顶产物中的含水量是15～20wt.%；渗透汽化膜的渗透侧料液返回至减压精馏塔进行回收。

5.生物质无水乙醇的生产装置，其特征在于，包括有：至少一个加压精馏塔（1）、至少一个常压精馏塔（2）、至少一个减压精馏塔（3）、渗透汽化膜（4）；加压精馏塔（1）、常压精馏塔（2）和减压精馏塔（3）的塔顶分别与渗透汽化膜（4）的入口连接；发酵液原料管路（6）分别与渗透汽化膜（4）的料液侧的排出管路和精馏塔的塔釜液排出管路进行换热连接之后，分别进入至精馏塔内；所述的精馏塔是指加压精馏塔（1）、常压精馏塔（2）和减压精馏塔（3）中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的生物质无水乙醇的生产装置，其特征在于：加压精馏塔（1）的塔顶的出料管路与常压精馏塔（2）的塔釜之间为换热连接；沿着加压精馏塔（1）的塔顶物料排出方向，加压精馏塔（1）的塔顶在进行换热连接之后，再通过第一分流装置（7）连接在加压精馏塔（1）的塔顶；常压精馏塔（2）的塔顶的出料管路与减压精馏塔（3）的塔釜之间为换热连接；沿着常压精馏塔（2）的塔顶物料排出方向，常压精馏塔（2）的塔顶在进行换热连接之后，再通过第二分流装置（8）连接在常压精馏塔（2）的塔顶。

7.根据权利要求5所述的生物质无水乙醇的生产装置，其特征在于：沿着发酵液在进入精馏塔的流动方向，发酵液原料管路（6）依次与如下管路进行四级换热连接：第一级，渗透汽化膜（4）的料液侧的排出管路；第二级，精馏塔的塔釜液排出管路；第三级，渗透汽化膜（4）的料液侧的排出管路；第四级，精馏塔的塔釜液排出管路；所述的第二级的精馏塔塔釜液的排出管路是指加压精馏塔（1）、常压精馏塔（2）和减压精馏塔（3）的塔釜液相互混合后的排出管路。

8.根据权利要求7所述的生物质无水乙醇的生产装置，其特征在于：沿着渗透汽化膜（4）脱水后的成品乙醇的流动方向，渗透汽化膜（4）的料液侧的排出管路依次与进入加压精馏塔（1）的原料液的管路、进入常压精馏塔（2）的原料液的管路、进入减压精馏塔（3）的原料液的管路和未分流的发酵液的管路进行换热连接。