The invention discloses a method of three tower and two membrane coupling to strengthen refining fuel ethanol. The method is a three tower distillation section composed of a vacuum distillation column and two pressurized crude distillation columns with feeding mash in parallel, and a distillation \u2011 purification process system composed of a purification section composed of a membrane separation device. By highly matching the materials in the distillation section and the purification section with the heat system, it can reduce the temperature Low unit product steam consumption, through the combination of steam osmosis membrane separation, reduces the requirements of feed ethanol concentration, at the same time, reduces the number of trays of the pressurized crude tower and reduces the reflux ratio, so as to distill and purify the biomass fermentation mash to prepare high-purity ethanol meeting the requirements of fuel ethanol, and achieve the purpose of environmental protection, energy saving and efficient production. The method has the advantages of greatly saving steam consumption, high primary discharge quality, high system automation degree, small device area, convenient equipment maintenance, reliable and durable membrane consumable materials, high resource utilization rate, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种三塔二膜耦合强化精制燃料乙醇的方法
本专利技术涉及一种三塔二膜耦合强化精制燃料乙醇的方法。
技术介绍
化石能源的开发利用面临着严重的环境污染和资源枯竭问题。乙醇燃烧时具有碳氧组成适中、辛烷值高、燃烧后不过载温室气体和污染物等优点,已被用作汽油添加剂使用,市场巨大。燃料乙醇是体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇,作为燃油改善剂使用时具有增氧助燃,达到节能环保的目的。同时,生物燃料乙醇具有可再生性,因此生物路线制备燃料乙醇的工艺被国内外乙醇行业广泛使用。在国家节能减排要求提高,及燃料乙醇补贴减少的背景下,为达到企业降本盈利的目的,一条主要的途径是通过不断优化生物燃料乙醇精制的工艺来实现。淀粉、果糖基多糖、纤维素类等生物质发酵醪液中乙醇体积浓度为2~20%,以淀粉类生物质发酵时,乙醇体积浓度可达到9~20%。精馏提燃料乙醇过程中需要借助加盐萃取精馏或分子筛吸附脱水实现。针对此工艺路线,优化过程主要集中在精馏段的热量回收利用工艺设计上[文献1:李鹏辉.燃料乙醇三塔差压蒸馏工艺模拟优化及塔器工艺设计[D].西安:西北大学,2017;文献2:ShelferJR,BennettH,ShelferGrantT,etal.Processandapparatusforcommerciallyproducingmotorfuel-gradeethanol:WO2008024109A1[P].2008-02-28.],或者在燃料乙醇制备工艺中的提纯段采用更为节能的新技术。蒸汽渗透膜分离提纯技术具有分离效率高、自动化程度高、操作简 ...
【技术保护点】
1.一种三塔二膜耦合强化精制燃料乙醇的方法,其特征在于,包括:/n发酵醪液经过两级预热后分成三路醪液:醪液(F1)、醪液(F2)和醪液(F3);其中醪液(F1)直接进料减压精馏塔(1);醪液(F2)再经过一级预热后进料加压精馏塔(2);醪液(F3)再经过两级预热后进料加压精馏塔(3),所述的减压精馏塔(1)、加压精馏塔(2)和加压精馏塔(3)在物料流向上并联连接;/n醪液(F1)进入减压精馏塔(1)进行减压精馏后得到的塔顶乙醇蒸汽(a1),对发酵醪液一级换热后一部分乙醇蒸汽(a2)回流至减压精馏塔(1),另一部分乙醇蒸汽(a3)经过两级换热后进入加压精馏塔(3)进行加压精馏;减压精馏塔(1)塔釜得到的废水依次给减压精馏塔(1)再沸器(h12)和发酵醪液二级换热后排出系统;/n醪液(F2)进入加压精馏塔(2)进行加压精馏后,得到的一部分塔顶乙醇蒸汽(b1)给减压精馏塔(1)再沸器(h11)换热,之后回流至加压精馏塔(2),塔顶一部分乙醇蒸汽(b2)经过外界蒸汽预热后进入蒸汽渗透膜组件(4),加压精馏塔(2)塔釜废水给发酵醪液三级换热后排出系统;/n醪液(F3)进入加压精馏塔(3)进行加压 ...
【技术特征摘要】
1.一种三塔二膜耦合强化精制燃料乙醇的方法,其特征在于,包括:
发酵醪液经过两级预热后分成三路醪液:醪液(F1)、醪液(F2)和醪液(F3);其中醪液(F1)直接进料减压精馏塔(1);醪液(F2)再经过一级预热后进料加压精馏塔(2);醪液(F3)再经过两级预热后进料加压精馏塔(3),所述的减压精馏塔(1)、加压精馏塔(2)和加压精馏塔(3)在物料流向上并联连接;
醪液(F1)进入减压精馏塔(1)进行减压精馏后得到的塔顶乙醇蒸汽(a1),对发酵醪液一级换热后一部分乙醇蒸汽(a2)回流至减压精馏塔(1),另一部分乙醇蒸汽(a3)经过两级换热后进入加压精馏塔(3)进行加压精馏;减压精馏塔(1)塔釜得到的废水依次给减压精馏塔(1)再沸器(h12)和发酵醪液二级换热后排出系统;
醪液(F2)进入加压精馏塔(2)进行加压精馏后,得到的一部分塔顶乙醇蒸汽(b1)给减压精馏塔(1)再沸器(h11)换热,之后回流至加压精馏塔(2),塔顶一部分乙醇蒸汽(b2)经过外界蒸汽预热后进入蒸汽渗透膜组件(4),加压精馏塔(2)塔釜废水给发酵醪液三级换热后排出系统;
醪液(F3)进入加压精馏塔(3)进行加压精馏后,得到的一部分塔顶乙醇蒸汽(c1)给加压精馏塔(2)再沸器(h21)换热,之后回流至加压精馏塔(3),塔顶一部分乙醇蒸汽(c2)经过外界蒸汽预热后进入蒸汽渗透膜组件(5),加压精馏塔(3)塔釜废水给发酵醪液四级和乙醇蒸汽(a3)二换热后排出系统;
蒸汽渗透膜组件(4)提纯得到产品蒸汽(d1)先后为减压精馏塔(1)再沸器(h12)和发酵醪液二级换热后得到燃料乙醇产品(P1),经提纯得到的出口废水经过冷凝后排出系统;
蒸汽渗透膜组件(5)提纯得到产品蒸汽(e1)先后为加压精馏塔(2)再沸器(h22)、发酵醪液三级换热和乙醇蒸汽(a3)一级换热后得到燃料乙醇产品(P2),经提纯得到的出口废水经过冷凝后排出系统;
所述的方法涉及的整套系统包括精馏段和提纯段,其中精馏段包括进料醪液并联连接的减压精馏塔(1)、加压精馏塔(2)、加压精馏塔(3),及五个再沸器(h11)、(h12)、(h21)、(h22)和(h31);提纯段包括蒸汽渗透膜组件(4)和(5),其中每个蒸汽渗透膜组件分别设置有一个预热器和一个冷凝器;精馏段和提纯段分别通过加压精馏塔(2)的塔顶经预热器与蒸汽渗透膜组件(4)的入口进行物料连接,通过加压精馏塔(3)的塔顶经预热器与蒸汽渗透膜组件(...
【专利技术属性】
技术研发人员:周立坤,于海斌,潘月秋,吴巍,高卓,盛春光,
申请(专利权)人:中海油天津化工研究设计院有限公司,中海油能源发展股份有限公司,
类型:发明
国别省市:天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。