阅读说明：本技术 联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法 (Distillation dehydration production device and method for co-producing superior edible alcohol and fuel ethanol ) 是由 周宏才 黎进英 姜新春 温碧辉 陈广祥 谢荣华 于 2020-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法,由粗馏塔、高压精馏塔、低压精馏塔A、低压精馏塔B、水洗塔、甲醇塔、分子筛床组成；所述粗馏塔、水洗塔、低压精馏塔B和甲醇塔依次连接,所述粗馏塔还分别连接所述低压精馏塔A和高压精馏塔；所述低压精馏塔A连接于所述分子筛床。通过本发明生产装置,可以使得装置内的各工序以及与其他车间的工序的热源得到合理利用,热源耦合更合理,利用更充分,进一步节省了蒸汽消耗,同时装置操作弹性更大,可以根据市场需求灵活安排生产,并且产品指标和饲料颜色更得到了保证,产品更具有市场优势和竞争力。(The invention discloses a distillation dehydration production device and a method for co-producing high-grade edible alcohol and fuel ethanol, which consists of a rough distillation tower, a high-pressure rectifying tower, a low-pressure rectifying tower A, a low-pressure rectifying tower B, a water washing tower, a methanol tower and a molecular sieve bed; the coarse distillation tower, the water washing tower, the low-pressure rectifying tower B and the methanol tower are sequentially connected, and the coarse distillation tower is also respectively connected with the low-pressure rectifying tower A and the high-pressure rectifying tower; the low-pressure rectifying tower A is connected with the molecular sieve bed. The production device can reasonably utilize heat sources of all processes in the device and processes in other workshops, has more reasonable heat source coupling and more sufficient utilization, further saves steam consumption, has higher operation flexibility, can flexibly arrange production according to market demands, ensures product indexes and feed colors, and has market advantages and competitiveness.)

联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法

技术领域

本发明涉及酒精生产技术领域，具体涉及一种联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法。

背景技术

针对玉米原料浓醪发酵，现有的联产优级食用酒精和燃料乙醇的生产装置存在以下问题：由于前后工艺热能不关联，热能利用率低，造成一定程度热源浪费；由于在醪液蒸馏过程中的温度偏高，造成饲料颜色偏深；联产时，优级产品和无水产品指标容易波动，不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置，由粗馏塔、高压精馏塔、低压精馏塔A、低压精馏塔B、水洗塔、甲醇塔、分子筛床组成；所述粗馏塔、水洗塔、低压精馏塔B和甲醇塔依次连接，所述粗馏塔还分别连接所述低压精馏塔A和高压精馏塔；所述低压精馏塔A连接于所述分子筛床；

所述高压精馏塔连通有高压精馏塔再沸器，所述高压精馏塔再沸器用于接收一次蒸汽对高压精馏塔的物料进行间接加热；

所述低压精馏塔A和低压精馏塔B分别连通有低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器，低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器分别用于接收高压精馏塔的塔顶酒汽对所述低压精馏塔A和低压精馏塔B的物料进行间接加热；

所述粗馏塔连通有粗馏塔再沸器，所述粗馏塔再沸器用于接收低压精馏塔A的塔顶酒汽、低压精馏塔B的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床脱水后的无水成品酒汽中的一种或几种对粗馏塔的物料进行间接加热；

所述水洗塔连通有水洗塔再沸器，所述水洗塔再沸器用于接收低压精馏塔B的塔顶酒汽对水洗塔的物料进行间接加热；

所述甲醇塔连通有甲醇塔再沸器，所述甲醇塔再沸器连通于所述水洗塔的塔顶，用于接收水洗塔的塔顶酒汽对甲醇塔的物料进行间接加热；

甲醇塔的塔顶连通于甲醇塔冷凝器，所述甲醇塔冷凝器用于对甲醇塔的塔顶酒汽进行冷凝，甲醇塔的塔顶酒汽在甲醇塔冷凝器中冷凝后回流至甲醇塔的塔顶。

进一步地，所述生产装置还包括有一级预热器、二级预热器和三级预热器，来自发酵的成熟醪依次经过一级预热器、二级预热器和三级预热器进行预热；所述一级预热器连通于粗馏塔的塔顶，用于接收粗馏塔的粗酒汽作为预热介质对成熟醪进行一次间接加热；所述二级预热器用于接收来自分子筛床的无水成品酒汽作为预热介质对成熟醪进行二次间接加热；所述三级预热器用于接收汽凝水闪蒸汽作为预热介质对成熟醪进行三次间接加热。

进一步地，高压精馏塔的塔顶酒汽在低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器中换热冷凝后经过泵回流至高压精馏塔的塔顶。

进一步地，低压精馏塔A的塔顶酒汽和低压精馏塔B的塔顶酒汽在粗馏塔再沸器中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔A的塔顶和低压精馏塔B的塔顶。

进一步地，低压精馏塔B的塔顶酒汽在水洗塔再沸器中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔B的塔顶。

进一步地，水洗塔的塔顶酒汽在甲醇塔再沸器中换热冷凝后经泵回流至水洗塔的塔顶。

进一步地，所述生产装置设置有五个粗馏塔再沸器，分别用于接收低压精馏塔A的塔顶酒汽、低压精馏塔B的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床脱水后的无水成品酒汽对粗馏塔的物料进行间接加热。

本发明还提供一种上述联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置的工作方法，具体过程如下：

来自发酵的成熟醪预热后进入粗馏塔的脱气段，经排除碳酸气及低沸点杂质后的醪液进入粗馏塔的提馏段，蒸馏出的粗酒汽经冷凝后得到粗酒液；其中，粗馏塔中需要加热的物料送入粗馏塔再沸器中，粗馏塔再沸器接收低压精馏塔A的塔顶酒汽、低压精馏塔B的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床脱水后的无水成品酒汽中的一种或几种并利用其热量间接加热粗馏塔的物料；低压精馏塔A的塔顶酒汽和低压精馏塔B的塔顶酒汽在粗馏塔再沸器中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔A的塔顶和低压精馏塔B的塔顶；

粗酒液经粗酒预热器预热后分成两部分；其中一部分粗酒液进入水洗塔中进行水洗萃取，由水洗塔塔顶除杂；经过水洗后的淡酒进入水洗塔的塔釜，并经泵输送至淡酒预热器进行预热后进入低压精馏塔B中，低压精馏塔B的塔顶区域采出半成品酒精送入甲醇塔中除去甲醇，在甲醇塔的塔釜采出并经过冷却后得到优级食用酒精；另一部分的粗酒液再分成两部分，一部分进入低压精馏塔A中，一部分经过预热后进入高压精馏塔；在高压精馏塔的塔顶采酒并送入低压精馏塔A的塔顶区域，低压精馏塔A的塔顶酒汽一部分送入分子筛床中脱水，另一部分送入粗馏塔再沸器中对粗馏塔的物料进行间接加热；其中，水洗塔中需要加热的物料送入水洗塔再沸器中，水洗塔再沸器接收低压精馏塔B的塔顶酒汽并利用其热量对水洗塔的物料进行间接加热，低压精馏塔B的塔顶酒汽在水洗塔再沸器中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔B的塔顶；所述低压精馏塔A和低压精馏塔B中需要加热的物料分别送入低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器中，低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器分别接收高压精馏塔的塔顶酒汽并利用其热量间接加热低压精馏塔A和低压精馏塔B的物料；高压精馏塔的塔顶酒汽在低压精馏塔A再沸器和低压精馏塔B再沸器中换热冷凝后回流至高压精馏塔的塔顶；所述高压精馏塔中需要加热的物料送入高压精馏塔再沸器中，所述高压精馏塔再沸器接收锅炉生成的一次蒸汽并利用其热量对高压精馏塔的物料进行间接加热；所述甲醇塔中需要加热的物料送入甲醇塔再沸器，所述甲醇塔再沸器接收水洗塔的塔顶酒汽并利用其热量对甲醇塔的物料进行间接加热，水洗塔的塔顶酒汽在甲醇塔再沸器中换热冷凝后经泵回流至水洗塔的塔顶；

低压精馏塔A的塔顶酒汽一部分经过原料酒过热器进入分子筛床中进行脱水，脱水后的无水成品酒汽进入粗馏塔再沸器中换热；无水成品酒汽在粗馏塔再沸器中换热后被冷凝下来，再经过冷却，即得到燃料无水乙醇。

进一步地，上述方法中，来自发酵的成熟醪依次经过一级预热器、二级预热器和三级预热器进行预热；所述一级预热器接收来自粗馏塔塔顶的粗酒汽作为预热介质对成熟醪进行一次间接加热；所述二级预热器接收来自分子筛床的无水成品酒汽作为预热介质对成熟醪进行二次间接加热；所述三级预热器用于接收汽凝水闪蒸汽作为预热介质对成熟醪进行三次间接加热。

进一步地，上述方法中，各塔运行参数为：

粗馏塔塔顶操作压力为－85～－30kPa，塔顶温度40～80℃，塔底温度55～95℃；

高压精馏塔顶操作压力为300～500kPa，塔顶温度120～140℃，塔底温度140～160℃；

低压精馏塔A塔顶操作压力为50～250kPa，塔顶温度90～110℃，塔底温度110～140℃；

低压精馏塔B塔顶操作压力为50～200kPa，塔顶温度90～105℃，塔底温度105～130℃；

水洗塔顶操作压力为－10～100kPa，塔顶温度85～110℃，塔底温度85～110℃；

甲醇塔顶操作压力为－10～－90kPa，塔顶温度50～70℃，塔底温度60～80℃。

本发明的有益效果在于：通过本发明生产装置，可以使得装置内的各工序以及与其他车间的工序的热源得到合理利用，热源耦合更合理，利用更充分，进一步节省了蒸汽消耗，同时装置操作弹性更大，可以根据市场需求灵活安排生产，并且产品指标和饲料颜色更得到了保证，产品更具有市场优势和竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例1的生产装置结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置，如图1所示，由粗馏塔1、高压精馏塔2、低压精馏塔A 3、低压精馏塔B 4、水洗塔5、甲醇塔6、分子筛床7组成；所述粗馏塔1、水洗塔5、低压精馏塔B 4和甲醇塔6依次连接，所述粗馏塔1还分别连接所述低压精馏塔A 3和高压精馏塔2；所述低压精馏塔A 3连接于所述分子筛床7；

所述高压精馏塔2连通有高压精馏塔再沸器9，所述高压精馏塔再沸器9用于接收一次蒸汽(由锅炉生成)对高压精馏塔2的物料进行间接加热；

所述低压精馏塔A 3和低压精馏塔B 4分别连通有低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11，低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11分别用于接收高压精馏塔2的塔顶酒汽对所述低压精馏塔A 3和低压精馏塔B 4的物料进行间接加热；高压精馏塔2的塔顶酒汽在低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11中换热冷凝后经过泵回流至高压精馏塔2的塔顶；

所述粗馏塔1连通有粗馏塔再沸器8，所述粗馏塔再沸器8用于接收低压精馏塔A 3的塔顶酒汽、低压精馏塔B 4的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床7脱水后的无水成品酒汽中的一种或几种对粗馏塔1的物料进行间接加热；低压精馏塔A 3的塔顶酒汽和低压精馏塔B 4的塔顶酒汽在粗馏塔再沸器8中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔A 3的塔顶和低压精馏塔B 4的塔顶；需要说明的是，进入粗馏塔再沸器的二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽均来自其他车间的工序。

更进一步地，在本实施例中，设置有五个粗馏塔再沸器8，分别用于接收低压精馏塔A 3的塔顶酒汽、低压精馏塔B 4的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床7脱水后的无水成品酒汽，这样可以便于各个换热介质的回收或回流。

所述水洗塔5连通有水洗塔再沸器12，所述水洗塔再沸器12用于接收低压精馏塔B4的塔顶酒汽对水洗塔5的物料进行间接加热；低压精馏塔B 4的塔顶酒汽在水洗塔再沸器12中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔B 4的塔顶；

所述甲醇塔6连通有甲醇塔再沸器13，所述甲醇塔再沸器13连通于所述水洗塔5的塔顶，用于接收水洗塔5的塔顶酒汽对甲醇塔6的物料进行间接加热；水洗塔5的塔顶酒汽在甲醇塔再沸器13中换热冷凝后经泵回流至水洗塔5的塔顶；

甲醇塔6的塔顶连通于甲醇塔冷凝器18，所述甲醇塔冷凝器18用于对甲醇塔6的塔顶酒汽进行冷凝，甲醇塔6的塔顶酒汽在甲醇塔冷凝器18中冷凝后回流至甲醇塔6的塔顶。

在本实施例中，生产装置还包括有一级预热器14、二级预热器15和三级预热器16，来自发酵的成熟醪依次经过一级预热器14、二级预热器15和三级预热器16进行预热；所述一级预热器14连通于粗馏塔1的塔顶，用于接收粗馏塔1的粗酒汽作为预热介质对成熟醪进行一次间接加热；所述二级预热器15用于接收来自分子筛床7的无水成品酒汽作为预热介质对成熟醪进行二次间接加热；所述三级预热器16用于接收汽凝水闪蒸汽作为预热介质对成熟醪进行三次间接加热。

在本实施例中，送入三级预热器16中的一次蒸汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽在高压精馏塔再沸器9、粗馏塔再沸器8中放热后所得汽凝水再次闪蒸之后得到。

三级预热器16中的汽凝水闪蒸汽在三级预热器16中换热冷凝后送至锅炉中循环使用。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1所述的联产优级食用酒精和燃料乙醇的蒸馏脱水生产装置的工作方法，具体过程如下：

来自发酵的成熟醪预热后进入粗馏塔1的脱气段，经排除碳酸气及低沸点杂质后的醪液进入粗馏塔1的提馏段，蒸馏出的粗酒汽经冷凝后得到粗酒液；其中，粗馏塔1中需要加热的物料送入粗馏塔再沸器8中，粗馏塔再沸器8接收低压精馏塔A 3的塔顶酒汽、低压精馏塔B 4的塔顶酒汽、二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽、经分子筛床7脱水后的无水成品酒汽中的一种或几种并利用其热量间接加热粗馏塔1的物料；低压精馏塔A 3的塔顶酒汽和低压精馏塔B 4的塔顶酒汽在粗馏塔再沸器8中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔A 3的塔顶和低压精馏塔B 4的塔顶；二次蒸汽、汽凝水闪蒸汽均来自其他车间的工序；

粗酒液经粗酒预热器20预热后分成两部分；其中一部分粗酒液进入水洗塔5中进行水洗萃取，由水洗塔5塔顶除杂；经过水洗后的淡酒进入水洗塔5的塔釜，并经泵输送至淡酒预热器21进行预热后进入低压精馏塔B 4中，低压精馏塔B 4的塔顶区域采出半成品酒精送入甲醇塔6中除去甲醇，在甲醇塔6的塔釜采出并经过冷却后得到优级食用酒精；另一部分的粗酒液再分成两部分，一部分进入低压精馏塔A 3中，一部分经过预热后进入高压精馏塔2；在高压精馏塔2的塔顶采酒并送入低压精馏塔A 3的塔顶区域，低压精馏塔A 3的塔顶酒汽一部分送入分子筛床7中脱水，另一部分送入粗馏塔再沸器8中对粗馏塔1的物料进行间接加热；其中，水洗塔5中需要加热的物料送入水洗塔再沸器12中，水洗塔再沸器12接收低压精馏塔B 4的塔顶酒汽并利用其热量对水洗塔5的物料进行间接加热，低压精馏塔B 4的塔顶酒汽在水洗塔再沸器12中换热冷凝后经过泵回流至低压精馏塔B 4的塔顶；所述低压精馏塔A 3和低压精馏塔B 4中需要加热的物料分别送入低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11中，低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11分别接收高压精馏塔2的塔顶酒汽并利用其热量间接加热低压精馏塔A 3和低压精馏塔B 4的物料；高压精馏塔2的塔顶酒汽在低压精馏塔A再沸器10和低压精馏塔B再沸器11中换热冷凝后回流至高压精馏塔2的塔顶；所述高压精馏塔2中需要加热的物料送入高压精馏塔再沸器9中，所述高压精馏塔再沸器9接收锅炉生成的一次蒸汽并利用其热量对高压精馏塔2的物料进行间接加热；所述甲醇塔6中需要加热的物料送入甲醇塔再沸器13，所述甲醇塔再沸器13接收水洗塔5的塔顶酒汽并利用其热量对甲醇塔6的物料进行间接加热，水洗塔5的塔顶酒汽在甲醇塔再沸器13中换热冷凝后经泵回流至水洗塔的塔顶；

低压精馏塔A 3的塔顶酒汽一部分经过原料酒过热器进入分子筛床7中进行脱水，脱水后的无水成品酒汽进入粗馏塔再沸器8中换热；无水成品酒汽在粗馏塔再沸器8中换热后被冷凝下来，再经过冷却，即得到燃料无水乙醇。

在本实施例中，来自发酵的成熟醪依次经过一级预热器14、二级预热器15和三级预热器16进行预热；所述一级预热器13接收来自粗馏塔1塔顶的粗酒汽作为预热介质对成熟醪进行一次间接加热；所述二级预热器15接收来自分子筛床7的无水成品酒汽作为预热介质对成熟醪进行二次间接加热；所述三级预热器8用于接收汽凝水闪蒸汽作为预热介质对成熟醪进行三次间接加热。

更进一步地，蒸馏出的粗酒汽从粗馏塔1的塔顶进入一级预热器14中作为预热介质预热成熟醪，粗酒汽换热后未冷凝的部分进入粗馏塔冷凝器17由冷却水冷凝，并和已经冷凝的部分合并为粗酒液。

更进一步地，无水成品酒汽经过二级预热器15后，未冷凝的部分进入无水酒汽冷凝器19中冷凝，然后和已经冷凝的部分合并得到燃料无水乙醇。

进一步地，淡酒预热器21中的预热介质可以为低压精馏塔B 4的塔釜废热水。

进一步地，在高压精馏塔2、低压精馏塔A 3和低压精馏塔B 4的中部采出富含杂醇油的杂酒，进入杂醇油分离器，提取杂醇油，经过提取杂醇油后的淡酒与粗酒液汇合。

进一步地，脱水后的无水成品酒汽并未进入粗馏塔再沸器或二级预热器中换热的部分进入再生汽过热器，经再生汽过热器加热后进入分子筛床解析得到脱水再生酒汽，所述脱水再生酒汽经过冷凝后产生的无水淡酒液与粗酒液汇合。

具体地，各塔运行参数为：

粗馏塔塔顶操作压力为－85～－30kPa，塔顶温度40～80℃，塔底温度55～95℃；

高压精馏塔顶操作压力为300～500kPa，塔顶温度120～140℃，塔底温度140～160℃；

低压精馏塔A塔顶操作压力为50～250kPa，塔顶温度90～110℃，塔底温度110～140℃；

低压精馏塔B塔顶操作压力为50～200kPa，塔顶温度90～105℃，塔底温度105～130℃；

水洗塔顶操作压力为－10～100kPa，塔顶温度85～110℃，塔底温度85～110℃；

甲醇塔顶操作压力为－10～－90kPa，塔顶温度50～70℃，塔底温度60～80℃。

在本实施例中，由于粗馏塔在负压下运行，成熟醪在蒸馏变成废糟液的过程中，不会因温度过高发生色泽变化。另外，生产优级的低压精馏塔B在低压下运行、甲醇塔在负压下运行，更有利于杂醇的分离和排除，有利于提高优级食用酒精成品的质量，保证产品指标。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。