[发明专利]一种糠醛制备耦合乙醇精馏的装置及其方法

权利要求书

1.一种糠醛制备耦合乙醇精馏的装置，其特征在于，包括依次连通的催化精馏塔(T1)、醇醛精制塔(T2)和醇醛分离塔(T3)，所述催化精馏塔(T1)用于催化预处理糖液和发酵醪液中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏乙醇；所述醇醛精制塔(T2)用于糠醛和乙醇的精馏脱水；醇醛分离塔(T3)用于分离糠醛和乙醇；

所述催化精馏塔(T1)由上而下分为精馏段(101)、催化反应段(102)和提馏段(103)，所述催化精馏塔(T1)催化反应段(102)为含固体酸催化剂的填料或塔板，所述固体酸催化剂为强酸型阳离子交换树脂或酸性分子筛；所述催化反应段(102)顶部设有预处理糖液入口用于接收预处理糖液，中部设有发酵醪液入口用于接收发酵醪液；所述精馏段(101)顶部设有出料口，提馏段(103)底部设有塔釜出料口；

所述醇醛精制塔(T2)中部设有跟催化精馏塔(T1)精馏段(101)顶部的出料口连接的料液入口，用于接收催化精馏塔(T1)精馏段(101)顶部出来的乙醇、糠醛和水的混合物，醇醛精制塔(T2)顶部和底部均设有出料口；

所述醇醛分离塔(T3)中部设有进料口，所述进料口跟醇醛精制塔(T2)顶部设有的出料口连接，用于接收醇醛精制塔(T2)顶部出来的乙醇和糠醛组成的混合物，所述醇醛分离塔(T3)顶部和底部均设有出料口。

2.一种糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于,利用权利要求1所述糠醛制备耦合乙醇精馏的装置，包括以下步骤：

a、催化预处理糖液和发酵醪液中戊糖组分反应制备糠醛并初步萃取精馏：预处理糖液和发酵醪液在催化精馏塔中催化反应段固体酸催化剂作用下，其中的聚戊糖水解为戊糖,戊糖进一步脱水为糠醛；同时，发酵醪液进入催化精馏塔进行乙醇初步萃取精馏并将戊糖脱水制得的糠醛带离催化反应段进入精馏段，塔顶出料为乙醇、糠醛和水的混合物；所述发酵醪液中乙醇与预处理糖液中戊糖的进料质量比为0.3:1～10:1；所述催化精馏塔压力0.3～0.8MPa，催化反应段温度为150～180℃，回流比2:1～8:1；

b、脱水：步骤a得到的乙醇、糠醛和水的混合物进入醇醛精制塔进行萃取精馏分离除去水分，塔顶为乙醇和糠醛组成的混合物，塔釜出料为水，所述水可循环用于预处理或酶解发酵过程；

c、分离：步骤b得到的乙醇和糠醛组成的混合物进入醇醛分离塔继续精馏分离，塔顶出料为乙醇，塔釜出料为糠醛。

3.根据权利要求2所述的糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于，所述醇醛精制塔中塔板数30～80，回流比1:1～4:1；所述醇醛分离塔中塔板数20～60，回流比0.1:1～2:1。

4.根据权利要求2所述的糠醛制备耦合乙醇精馏的方法，其特征在于，步骤a塔釜出料循环用于预处理或酶解发酵过程。