一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，属于分离纯化装置技术领域。所述装置包括原料预热器，原料预热器通过进料管线与汽化器的进料口连接，通过产品出料管线与产品冷凝器连接；汽化器通过进料管线与气液分离器连接；气液分离器分别与过热器的进料管线和汽化器的循环管线连接；过热器通过进料管线与膜组件连接；膜组件内设置分子筛膜管，膜组件的壳程出口通过乙醇蒸汽管线与原料预热器相连，膜组件的管程出口通过进料管线与渗透液冷凝器相连；渗透液冷凝器通过抽真空管线依次与缓冲罐、真空泵连接。本实用新型专利技术提供的装置，能耗低，收率高，且制备得到的无水乙醇的纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置
本技术涉及纯化装置
，具体涉及一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置。
技术介绍
碳酸甲乙酯是一种用途广泛的不对称碳酸酯化合物，主要用作溶剂和有机合成的中间体，作为锂离子电池电解液溶剂时，由于其粘度小，介电常数大，对锂盐的溶解性强，能很好地提高电池的能量密度和充放电容量，更能提高电池的安全性能和使用寿命。目前工业上碳酸甲乙酯的生产以碳酸二甲酯和乙醇为原料，甲醇钠为催化剂，在反应精馏塔内催化完成反应，联产碳酸二乙酯。由于甲醇钠遇水会发生水解生成氢氧化钠，氢氧化钠会与原料乙醇中微量的二氧化碳反应生成碳酸钠和碳酸氢钠，造成反应精馏塔的塔盘堵塞，引起压差波动，影响装置的正常平稳生产。因此碳酸甲乙酯的生产过程对水分有较高的要求，无水乙醇作为关键原料，其含水的稳定可控对于该反应至关重要。目前无水乙醇的生产过程一般以乙醇含量为8~15%的发酵醪液为原料，先采用精馏技术脱除大部分水、醛和杂醇油等杂质，得到水含量小于5%的高浓度乙醇，再通过分子筛交替吸附或萃取精馏分离工艺将乙醇中的水脱除得到无水乙醇。但采用分子筛交替吸附脱水，饱和分子筛进行再生，蒸汽消耗大，能耗高。而萃取精馏分离工艺，通常采用环己烷等带水剂，脱除乙醇中的水分。但该工艺使用萃取剂，增加了引入杂质的风险。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决
技术介绍
中制备无水乙醇能耗高，易引入杂质的技术问题，本技术提供了一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，能耗低，收率高，且制备得到的无水乙醇的纯度高。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，包括原料预热器，所述原料预热器通过进料管线与汽化器的进料口连接，通过产品出料管线与产品冷凝器连接；所述汽化器通过进料管线与气液分离器连接；所述气液分离器通过进料管线与过热器连接，通过循环管线与汽化器的进料管线连接，气液分离器分离得到的液相通过循环管线返回汽化器，分离得到的气相通过进料管线进入过热器；所述过热器通过进料管线与膜组件连接；所述膜组件内设置分子筛膜管，为列管式结构，包括壳程和管程，壳程走乙醇产品蒸汽，管程走渗透的水蒸气；膜组件的壳程出口通过乙醇蒸汽管线与原料预热器相连，膜组件的管程出口通过进料管线与渗透液冷凝器相连；所述渗透液冷凝器通过抽真空管线依次与缓冲罐、真空泵连接；真空泵抽真空后，分子筛膜管内外两侧形成压差，在压差推动下，水分子通过分子筛膜管表面的分子筛孔道，进入分子筛膜管内侧，分子筛膜管外侧为脱水后的乙醇蒸汽，脱水后的乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽管线进入原料预热器为待脱水的物料进行预热。优选的，所述原料预热器为列管式结构，包括壳程和管程；所述壳程包覆在管程的表面，管程通过进料管线与汽化器的进料口连接，壳程通过产品出料管线与产品冷凝器连接；所述管程走待脱水的物料，壳程走脱水后的乙醇蒸汽，采用脱水后的乙醇蒸汽对管程中待脱水的物料进行预热。优选的，包括15个膜组件，15个膜组件形成三排五列的结构，临近过热器一端的两列为前两列，剩余三列为后三列；每一排膜组件的壳程通过乙醇蒸汽管线相互连接，壳程中的乙醇产品蒸汽通过乙醇蒸汽管线进入到原料预热器中，每一列膜组件的管程通过进料管线相互连接，管程中渗透的水蒸气通过进料管线进入到渗透液冷凝器中。优选的，包括第一渗透液冷凝器和第二渗透液冷凝器两个渗透液冷凝器，前两列膜组件管程的出口通过进料口与第一渗透液冷凝器连接，后三列膜组件管程的出口通过进料管线与第二渗透液冷凝器连接。优选的，所述汽化器设置壳程和管程，管程走待脱水物料，壳程走低压饱和蒸汽，采用低压饱和蒸汽对管程内待脱水物料汽化。优选的，还包括原料罐和进料泵，所述原料罐和进料泵依次通过进料管线与原料预热器的进料口连接。优选的，所述原料罐中设置有液位联锁和报警装置，当原料罐中料液高于最高限位时报警，关闭进料泵。优选的，所述原料罐与进料泵之间的进料管线中设置有过滤器。优选的，还包括渗透液储罐，所述渗透液储罐通过进料管线与渗透液冷凝器连接。优选的，还包括产品罐，所述产品罐通过出料管线与产品冷凝器连接。本技术相较于现有技术取得了以下技术效果：本技术提供的采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，采用脱水后的乙醇蒸汽为待脱水的物料进行预热，同时还能够对脱水后的乙醇进行初步冷却降温，降低能耗和生产成本；采用设置有分子筛膜管的膜组件，能够有效分离待脱水物料中的水蒸气，且无外来杂质引入，从而使得到的无水乙醇的纯度高；设置气液分离器，将含乙醇成分高的气相转入过热器进行分离水分，将含水分相对较高的液相再次循环汽化，提高产品收率；设置渗透液冷凝器，可以使分离出来的水分子迅速冷凝回收；进一步的，设置15个膜组件，将膜组件设置为三排五列的结构，能够使气相充分吸附在分子筛膜管上，可以充分、快速地进行脱水。进一步的，在缓冲罐与进料泵之间的进料管线中设置有过滤器，可以防止待脱水物料中的机械杂质进入膜组件，保护膜组件的安全。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置的结构示意图；图2为原料预热器的结构示意图；图3为膜组件连接方式结构图；图4为图3中A部的局部放大图；其中1-原料罐、2-原料预热器、21-管程、22-壳程、3-汽化器、4-气液分离器、5-过热器、6-膜组件、61-分子筛膜管、7-渗透液冷凝器、71-第一渗透液冷凝器、72-第二渗透液冷凝器、8-缓冲罐、9-真空泵、10-渗透液储罐、11-产品冷凝器、12-产品罐、13-进料泵、14-过滤器。具体实施方式本技术提供了一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，能耗低，收率高，且制备得到的无水乙醇的纯度高。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1~4所示，本技术提供了一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，包括原料预热器2，原料预热器2通过进料管线与汽化器3的进料口连接，通过产品出料管线与产品冷凝器11连接；汽化器3通过进料管线与气液分离器4连接；气液分离器4通过进料管线与过热器5连接，通过循环管线与汽化器3的进料管线连接，气液分离器4分离得到的液相通过循环管线返回汽化器3，分离得到的气相通过进料管线进入过热器5；过热器5通过进料管线与膜组件6连接；膜组件内设置分子筛膜管61，为列管式结构，包括壳程和管程，壳程走乙醇产品蒸汽，管程走渗透的水蒸气；膜组件6的壳程出口通过乙醇蒸汽管线与原料预热器2相连，膜组件6的管程出口通过进料管线与渗透液冷凝器7相连；渗透液冷凝器7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，其特征在于，包括原料预热器，所述原料预热器通过进料管线与汽化器的进料口连接，通过产品出料管线与产品冷凝器连接；/n所述汽化器通过进料管线与气液分离器连接；所述气液分离器通过进料管线与过热器连接，通过循环管线与汽化器的进料管线连接，气液分离器分离得到的液相通过循环管线返回汽化器，分离得到的气相通过进料管线进入过热器；所述过热器通过进料管线与膜组件连接；所述膜组件内设置分子筛膜管，为列管式结构，包括壳程和管程，壳程走乙醇产品蒸汽，管程走渗透的水蒸气；膜组件的壳程出口通过乙醇蒸汽管线与原料预热器相连，膜组件的管程出口通过进料管线与渗透液冷凝器相连；所述渗透液冷凝器通过抽真空管线依次与缓冲罐、真空泵连接；真空泵抽真空后，分子筛膜管内外两侧形成压差，在压差推动下，水分子通过分子筛膜管表面的分子筛孔道，进入分子筛膜管内侧，分子筛膜管外侧为脱水后的乙醇蒸汽，脱水后的乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽管线进入原料预热器为待脱水的物料进行预热。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用分子筛膜脱水制备无水乙醇的装置，其特征在于，包括原料预热器，所述原料预热器通过进料管线与汽化器的进料口连接，通过产品出料管线与产品冷凝器连接；
所述汽化器通过进料管线与气液分离器连接；所述气液分离器通过进料管线与过热器连接，通过循环管线与汽化器的进料管线连接，气液分离器分离得到的液相通过循环管线返回汽化器，分离得到的气相通过进料管线进入过热器；所述过热器通过进料管线与膜组件连接；所述膜组件内设置分子筛膜管，为列管式结构，包括壳程和管程，壳程走乙醇产品蒸汽，管程走渗透的水蒸气；膜组件的壳程出口通过乙醇蒸汽管线与原料预热器相连，膜组件的管程出口通过进料管线与渗透液冷凝器相连；所述渗透液冷凝器通过抽真空管线依次与缓冲罐、真空泵连接；真空泵抽真空后，分子筛膜管内外两侧形成压差，在压差推动下，水分子通过分子筛膜管表面的分子筛孔道，进入分子筛膜管内侧，分子筛膜管外侧为脱水后的乙醇蒸汽，脱水后的乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽管线进入原料预热器为待脱水的物料进行预热。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述原料预热器为列管式结构，包括壳程和管程；所述壳程包覆在管程的表面，管程通过进料管线与汽化器的进料口连接，壳程通过产品出料管线与产品冷凝器连接；所述管程走待脱水的物料，壳程走脱水后的乙醇蒸汽，采用脱水后的乙醇蒸汽对管程中待脱水的物料进行预热。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括15个膜组件，15个膜组件形成三排五列的结构，临近过...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕增伟，张生安，林海，郝小军，
申请(专利权)人：东营市海科新源化工有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37