一种吸附法制备燃料乙醇工艺制造技术

本发明专利技术属于燃料乙醇生产制备技术领域，公开了一种吸附法制备燃料乙醇的工艺。工艺过程包括：原料过热器、多个吸附器、燃料乙醇冷凝冷却器、淡酒冷凝冷却器、真空系统和吸附剂加热装置。乙醇‑水混合物进入过热器，被加热成为过热状态气体后，进入处于吸附状态的吸附器，吸附剂吸附气体中的水分，含水量极低的燃料乙醇从吸附器中流出，冷却后得到液体产品。当吸附剂中的水分达到一定程度时，停止对该吸附器进料，使吸附器和淡酒冷凝冷却器连接，在加热和真空的作用下，抽出吸附器中的水分，吸附剂得到再生。吸附器中吸附和吸附剂再生状态交替进行。本发明专利技术的优点是：在吸附剂再生时，不需利用燃料乙醇蒸气，产生的淡酒量较少，当原料中乙醇浓度为95%(v/v)时，淡酒量占产品量的5~15%。节能效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料乙醇生产制备
，尤其涉及一种以分子筛脱水制备燃料乙醇产生工艺。
技术介绍
随着世界上能源危机和石油日趋紧张，用燃料乙醇代替石油燃料是一种解决能源问题的方法。发酵法是乙醇的主要生产方法，将发酵液中的乙醇分离出来，是通过蒸馏技术实现的。通常情况下, 乙醇-水组成的体系沸点温度随着乙醇浓度的上升而逐渐下降。在常压下，乙醇-水溶液在乙醇质量分数达到 95.57%， 也就是体积分数达到 97.2%时，沸点为 78.15℃，该浓度状态下的乙醇-水溶液沸点最低。这说明在常压下，当酒乙醇-水混合液浓度达到 97.2%（体积分数）时，气相和液相中的乙醇浓度都是 97.2%（体积分数），在该浓度下乙醇-水形成共沸混合物，采用普通的精馏方法不能得到浓度超过 97.2%（体积分数）的乙醇。为了提高乙醇浓度，必须采取特殊的方法才能实现。生产无水酒精多采用三元共沸蒸馏法，即在蒸馏时加入第三种物质，如苯、环乙烷或其他溶剂，使混合物产生恒沸。这样得到的产品会含有少量残余溶剂，影响产品质量，而且增加了溶剂和能源的消耗。大型燃料乙醇生产厂多采用分子筛吸附法生产燃料乙醇。分子筛吸附脱水的优越性：分离效率高，产品含水量低；操作简单方便，劳动强度低，便于自动控制；投资费用低，安装简单、方便；运行费用低，节能效果显著，酒精生产成本低；分子筛工艺消除了乙醇-水共沸蒸馏中共沸剂的处理和污染问题；产品无夹带其他溶剂，质量好。分子筛对高温状态下的气相水分子的吸附能力较强，将含水乙醇蒸气过热至一定温度进入分子筛吸附塔，气体中的水分子流经分子筛填料层过程中，因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力，就将水分子吸附在微孔内，气体中的水绝大部分被吸附除去，实现酒气脱水，从脱水装置排出的酒气再进行冷凝、冷却后得到浓度为(99.5~99.9)%的燃料乙醇。分子筛使用一定时间以后，吸附水分的能力下降，此时要将它反向脱水，除去分子筛中的水分，达到再生的要求。专利CN1328987、CN1733666、CN101088975、CN102040471公开了用分子筛脱水生产燃料乙醇的方法。在这些方法中，分子筛再生时均使用燃料乙醇吹扫吸附剂床层，其中的水分转移到乙醇气体中，变为含水乙醇（淡酒），这样就增加了淡酒量，这些淡酒再返回蒸馏系统重新蒸馏，增加能量消耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种节能的气相选择性吸附从含水乙醇中分离出水的工艺，采用多吸附器，吸附剂变压再生。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：将蒸馏过程中产生的乙醇-水混合物在过热器中加热成过热气体，温度为80~160℃。过热气体先后交替从处于吸附状态的多台装有吸附剂的吸附器一端进入，气体中的水被吸附剂吸附，吸附压力0~1MPa（表），吸附时间5~30分钟；水分被吸附的气体从吸附器的另一端流出，进入冷凝冷却器，得到的液体即为乙醇含量为99.5~99.99%的燃料乙醇。当吸附器工作一定时间、吸附剂中水分含量较高时，停止对该吸附器进料；同时将吸附器与带有真空系统的淡酒冷凝冷却器连接，通过冷凝降温及真空的共同作用，吸附剂中的水分及存留在吸附器空间和管道中的燃料乙醇被抽出吸附器，吸附剂得以再生，抽出的气体冷凝成为淡酒，返回蒸馏工序；吸附剂再生的压力为-0.099~0MPa（表），再生时间为5~30分钟。吸附器设置加热装置，利用外加的热量对吸附剂加热，使吸附剂的温度维持在101~150℃。与现有技术相比，本专利技术的优点是：在吸附剂再生时，不需利用燃料乙醇蒸气，产生的淡酒量较少；再生过程需要的热量依靠加热装置提供。当原料中乙醇浓度为95%(v/v)时，淡酒量占产品量的5~15%。节能效果明显。附图说明图1是两吸附器蒸汽加热再生操作流程图。图2是两吸附器燃料乙醇加热再生操作流程图。图中：1—过热器；2—淡酒冷凝冷却器；3—燃料乙醇冷凝冷却器；4—真空泵；5—加热装置。具体实施方式实施例1：如图1所示两吸附器蒸汽加热再生操作流程。将蒸馏过程中产生的乙醇-水混合物在过热器中加热成过热气体，过热气体从吸附器Ⅰ的上端进入吸附剂床层，气体中的水被吸附剂吸附，从下端流出的气体中水分含量极少，进入冷凝冷却器，经冷却后就是燃料乙醇产品。当吸附剂不能再吸附水分时，关闭吸附器Ⅰ上部进气阀门和下部出气阀门，完成一次吸附操作。然后，打开和真空系统连接的阀门，吸附器Ⅰ开始吸附剂再生操作。同时打开加热装置进汽阀门，供给再生所需要的热量。当吸附剂中水分被抽出后，关闭蒸汽阀门和吸附器Ⅰ抽气阀门，完成吸附剂再生操作。在吸附器Ⅰ进行再生的同时，吸附器Ⅱ开始吸附操作。两吸附器交替进行吸附和再生。实施例2：如图2所示两吸附器燃料乙醇加热再生操作流程。将蒸馏过程中产生的乙醇-水混合物在过热器中加热成过热气体，过热气体从吸附器Ⅰ的上端进入吸附剂床层，气体中的水被吸附剂吸附，从下端流出的气体中水分含量极少，进入吸附器Ⅱ的加热装置，作为其再生热源。从加热装置流出的气体，再进入冷凝冷却器，经冷却后得到燃料乙醇产品。当吸附剂不能再吸附水分时，关闭吸附器Ⅰ上部进气阀门和下部出气阀门，完成一次吸附操作。然后，打开和真空系统连接的阀门，吸附器Ⅰ开始吸附剂再生操作。此时吸附器Ⅱ开始吸附操作，生产的燃料乙醇气体作为其再生热源。当吸附剂中水分被抽出后，关闭蒸汽阀门和吸附器Ⅰ抽气阀门，完成吸附剂再生操作。两吸附器交替进行吸附和再生。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附法制备燃料乙醇工艺，包括以下步骤：1）将蒸馏过程中产生的乙醇‑水混合物在过热器中加热成过热气体，从处于吸附状态的装有吸附剂的吸附器一端进入，气体中的水被吸附剂吸附；水分被吸附的气体从吸附器的另一端流出，进入冷凝冷却器，得到的液体即为乙醇含量为99.5~99.99%的燃料乙醇；2）当吸附器工作一定时间、吸附剂中水分含量较高时，停止对该吸附器进料；同时将吸附器与带有真空系统的淡酒冷凝冷却器连接，通过冷凝降温及真空的共同作用，吸附剂中的水分及存留在吸附器空间和管道中的燃料乙醇被抽出吸附器，吸附剂得以再生，抽出的气体冷凝成为淡酒，返回蒸馏工序；3）吸附器设置加热装置，利用外加的热量对吸附剂加热；4）每台吸附器均交替进行吸附和再生操作，多台吸附器的工作状态错序安排。

【技术特征摘要】
1.一种吸附法制备燃料乙醇工艺，包括以下步骤：1）将蒸馏过程中产生的乙醇-水混合物在过热器中加热成过热气体，从处于吸附状态的装有吸附剂的吸附器一端进入，气体中的水被吸附剂吸附；水分被吸附的气体从吸附器的另一端流出，进入冷凝冷却器，得到的液体即为乙醇含量为99.5~99.99%的燃料乙醇；2）当吸附器工作一定时间、吸附剂中水分含量较高时，停止对该吸附器进料；同时将吸附器与带有真空系统的淡酒冷凝冷却器连接，通过冷凝降温及真空的共同作用，吸附剂中的水分及存留在吸附器空间和管道中的燃料乙醇被抽出吸附器，吸附剂得以再生，抽出的气体冷凝成为淡酒，返回蒸馏工序；3）吸附器设置加热装置，利用外加的热量对吸附剂加热；4）每台吸附器均交替进行吸附和再生操作，多台...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓建，王根灿，杨旭，王娟，
申请(专利权)人：河南天冠生物燃料工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41