[发明专利]一种发酵液纯化生产燃料乙醇的节能装置及工艺

说明书

本发明公开了一种发酵液纯化生产燃料乙醇的节能装置及工艺，包括粗馏塔、精馏一塔、精馏二塔和分子筛吸附床。本发明针对目前发酵液纯化生产燃料乙醇工艺尚有降低能耗的空间，选用三塔差压蒸馏技术，通过侧线采出以及对系统内物料流股热量进行充分利用等手段，保证产品质量的同时可大幅降低蒸汽消耗，使得生物燃料乙醇蒸汽消耗达到1.4吨/吨以下，从而优化工艺，使得纯化过程更为节能,在达到节能环保目的的同时，也提升了经济效益。

技术领域

本发明涉及生物燃料乙醇制备的技术领域，具体涉及一种发酵液纯化生产燃料乙醇的节能装置及工艺。

背景技术

燃料乙醇作为一种清洁能源，是国际公认的可降低环境污染和取代石油燃料的新型能源。在生物乙醇生产过程中，精馏精制即蒸馏和脱水单元过程具有举足轻重的地位，它控制整个生产过程产品质量、收率及公用工程消耗，堪称生物乙醇生产过程的关键技术。蒸馏和脱水单元在整个燃料乙醇生产过程中能耗最大，占总能耗的60-70%，需要开发高效的蒸馏技术。成熟醪中乙醇含量仅为10-15%（容量），剩余包括水、醇类、酸类、脂类等杂质，蒸馏后的粗乙醇中仍含有多种挥发性杂质，部分杂质沸点接近，进一步分离提纯存在困难。

中国专利CN201110029536.2公开了由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的节能工艺，采用三座逐级减压的精馏塔利用前一级精馏塔的自身物料所含热量为下一级精馏塔提供热源，不足部分由空气源热泵系统提供补充，利用精馏塔排出的物料中尚未被利用的废热预热乙醇水溶液原料，形成热耦合网络，使得生产单位质量无水乙醇能耗比传统工艺减少30-48%，但压缩机的设置增加了电耗，冷媒采用冷冻系统提供的冷冻盐水也增加了电耗。中国专利CN201810719237.3公开了双粗双精四塔四效节能蒸馏生产燃料乙醇系统及其使用方法，包括负压醪塔/脱气段、常压醪塔、中压精塔和高压精塔，一塔进汽，四塔工作，降低蒸馏过程消耗并控制醪液处理温度较低，但多投入一个塔的设备及操作费用。中国专利CN201920237176.7公开了从低浓度发酵液生产燃料乙醇的节能工艺装置，整个精馏系统包括第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔等四塔和脱水单元以及其他配套设备组成，四塔之间热集成加上系统内其他换热、节能技术的应用极大降低了操作能耗，操作能耗仅为1.8吨蒸汽/吨燃料乙醇产品，但塔数量较多，且操作能耗还有进一步优化空间。

以上专利存在设备电耗较高或塔器数量较多、设备费用较高等不足，且能耗方面还有一定提升空间。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种发酵液纯化生产燃料乙醇的节能装置及工艺，采用三塔差压热耦合精馏脱水技术，通过侧线采出以及最大限度利用各流股潜能等手段，保证产品质量的同时可大幅降低蒸汽消耗，使得乙醇精馏回收率99.5 %以上，蒸汽消耗达到1.4吨/吨燃料乙醇以下。

本发明提供的一种发酵液纯化生产燃料乙醇的节能装置，包括：粗馏塔、精馏一塔、精馏二塔、1#分子筛吸附床和2#分子筛吸附床、粗塔顶换热器、醪液预热器、粗馏塔冷却器、粗馏塔塔釜再沸器、精馏二塔第一预热器、精馏二塔塔釜再沸器、精馏一塔第一预热器、精馏一塔第二预热器、精馏一塔塔釜再沸器、乙醇蒸气过热器、再生气冷凝器、杂醇油冷却器、精馏二塔第二预热器、粗馏塔回流罐、精馏二塔回流罐、精馏一塔回流罐、杂醇油萃取罐、淡酒回收罐和凝液罐、过滤器和粗酒过滤器；

所述粗馏塔的塔顶气口分别与粗塔顶换热器的热料入口和粗馏塔冷却器的热料入口连接，所述粗馏塔的回流口与粗馏塔回流罐的出料口连接，所述粗塔顶换热器的热料出口和粗馏塔冷却器的热料出口均与粗馏塔回流罐的进料口连接，所述粗塔顶换热器的冷料出口与醪液预热器的冷料入口连接，所述醪液预热器的冷料出口与粗馏塔的塔侧进料口连接，所述粗馏塔的第一侧采口与淡酒回收罐的进料口连接，所述粗馏塔的第二侧采口分别与精馏二塔第二预热器的冷料入口和精馏二塔第一预热器的冷料入口连接，所述精馏二塔第二预热器的冷料出口和精馏二塔第一预热器的冷料出口均与精馏二塔的塔侧进料口连接；