[发明专利]一种酸碱中和与膜分离耦合法制备无水乙醇的装置及方法

权利要求书

1.一种酸碱中和与膜分离耦合法制备无水乙醇的装置，包括原料罐、预热器、降膜蒸发器、过热器、蒸汽渗透膜分离装置、产品冷凝器、渗透液冷凝器、真空缓冲罐、真空机组，其特征在于：还包括碱液罐、计量泵、管道静态混合器、检测罐、输送泵，所述的原料罐、进料泵、管道静态混合器之间通过管线依次连通；所述的碱液罐、计量泵、管道静态混合器之间通过管线依次连通；所述的管道静态混合器出口、检测罐、输送泵、预热器、降膜蒸发器、过热器、蒸汽渗透膜分离装置通过管线依次连通；所述的蒸汽渗透膜分离装置的产品侧出口、预热器、产品冷凝器、产品罐通过管线依次连通；所述的蒸汽渗透膜分离装置的渗透液出口、渗透液冷凝器、真空缓冲罐、真空机组通过管线依次连通。

2.根据权利要求1所述一种酸碱中和与膜分离耦合法制备无水乙醇的装置，其特征在于：所述蒸汽渗透膜分离装置的蒸汽渗透膜构型为管式或中空纤维式。

3.根据权利要求1所述一种酸碱中和与膜分离耦合法制备无水乙醇的装置，其特征在于：所述蒸汽渗透膜为有机或无机膜，包括NaA分子筛膜、T型分子筛膜、MOR分子筛膜、ZSM-5分子筛膜。

4.一种利用如权利要求1-3中任意一项所述的装置制备污水乙醇的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

含酸原料、碱液分别经进料泵、计量泵输送至管道静态混合器中，含酸原料和碱液在管道静态混合器中进行酸碱中和，经中和的产物进入检测罐，通过在线远传pH计实时检测pH值；若检测罐内的溶剂为中性或弱碱性，则为合格溶剂，合格溶剂经泵输送至预热器；若检测罐内溶剂为酸性，则为不合格溶剂，不合格溶剂经泵打回管道静态混合器中，进一步在进行酸碱中和反应至溶剂pH值合格；从检测罐出来的中性或弱碱性原料由输送泵加压后进入预热器与产品蒸汽进行换热后进入降膜蒸发器，被饱和蒸汽加热汽化得到原料蒸汽，降膜蒸发器底部外排浓缩液；同时，原料蒸汽经过热器加热至110～150℃后进入蒸汽渗透膜分离装置进行分离，分离后的截留组分进入预热器与原料液换热，然后进入产品冷凝器进一步冷却，进入产品罐；分离得到的渗透液进入渗透液冷凝器与低温冷媒换热，液相进入真空缓冲罐，气相经真空泵机组维持真空压力1KPaA。

5.根据权利要求4所述的制备无水乙醇的工艺方法，其特征在于：所述待处理原料为体积浓度为85～99％的酸性乙醇，H⁺浓度小于等于1000ppm。

6.根据权利要求4所述的制备无水乙醇的工艺方法，其特征在于：所述碱液为质量浓度为10-50％的氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠、碳酸钠溶液。

7.根据权利要求4所述的制备无水乙醇的工艺方法，其特征在于：所述检测罐内中性或弱碱性的合格溶剂的pH值为7.0～8.0。

8.根据权利要求4所述的制备无水乙醇的工艺方法，其特征在于：所述预热器预热后温度为65～85℃。

9.根据权利要求4所述生产无水乙醇的工艺，其特征在于：所述的渗透液中乙醇体积含量为1～5％。