一种工业级乙醇全温程模拟旋转移动床变压吸附精制无水乙醇的方法技术

本发明专利技术公开一种工业级乙醇全温程模拟旋转移动床变压吸附（FTrSRMPSA）精制无水乙醇的方法，针对传统的现有轴向流固定床PSA吸附与解吸循环步骤的时序控制是通过许多连接于各个吸附塔之间管道上的控制阀门所造成的各种弊端，以及现有技术的原料波动性适应性差、时序控制步骤少、难以实现传质“稳态”、产品纯度与收率矛盾突出、流程长、稳定性差等诸多问题，开发形成一个FTrSRMPSA系统，通过旋转阀与圆环形旋转托盘的旋转速度以及旋转方向的调配而灵活地实现了多/少步骤的吸附与解吸循环操作，实现了工业级乙醇蒸汽PSA脱水精制成无水乙醇的轴向流固定床层基础上进行的模拟旋转PSA工艺的无水乙醇产品的高纯度（99.9~99.99%）与高收率（98~99%）的“双高”。。。

【技术实现步骤摘要】
一种工业级乙醇全温程模拟旋转移动床变压吸附精制无水乙醇的方法


[0001]本专利技术属于含水工业乙醇脱水分离与提纯净化制备高纯度无水乙醇领域，更具体的说是涉及一种工业级乙醇全温程模拟旋转移动床变压吸附精制无水乙醇的方法。

技术介绍

[0002]通过发酵与粗馏或合成与精馏得到的含水粗乙醇蒸气（以下简称“乙醇蒸气”），其浓度约为90~95%（w/w），水浓度为5~10%，其它少量的杂质包括脂类醇类等有机物以及微量的水溶性重金属杂质，需要进一步脱水与净化得到纯度较高的乙醇产品，比如纯度大于等于99.5%（w/w）。但由于乙醇与水能形成共沸物，比如在常压下的共沸组分组成为乙醇浓度95%、水为5%，共沸温度为78.2℃，乙醇常压下自身的沸点为78.5℃，水为100℃，乙醇
‑
水溶液所形成的共沸物为最低沸点的二元共沸体系。因此，要得到较高纯度的乙醇，一般的精馏无法实现，必须采用特殊的分离方法，比如，加入恒沸剂（苯等）的恒（共）沸精馏、加入萃取剂（乙二醇等）的萃取精馏、加盐萃取精馏、间隙萃取精馏、变压精馏、膜蒸馏等。除了特殊精馏方法外，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业乙醇蒸汽全温程模拟旋转移动床变压吸附精制无水乙醇的方法，所述的全温程模拟旋转移动床是由n（2≤n≤6的自然整数）个装载有一种或多种吸附剂的轴向流固定床层并安置在一个以旋转速度（ω2，秒（s）为单位）的圆环形旋转托盘上的吸附塔、有m（4≤m≤16的自然整数）个通道并安置在圆环形托盘中央的以旋转速度（ω1，秒（s）为单位）旋转的旋转阀、旋转阀与系统外物料气体进出的物料管道以及连接于经圆环形托盘内置管道至吸附塔上下与旋转阀之间的工艺管道，以及相应的驱动圆环形托盘及旋转阀旋转及其调控其旋转速度（ω1与ω2）的驱动机构、缓冲罐、增压系统、圆环形旋转托盘吸附塔塔底直接外接冷凝抽真空器的外置管道，以及冷凝抽真空器不凝气体出口端与原料气（F）缓冲罐连接的管道所构成而形成一个FTrSRMPSA系统，其特征在于，吸附塔进出口与旋转阀进出口连接的管道是通过预设在圆环形托盘的内置管道相连形成工艺管道且与旋转阀通道数m相同，进出FTrSRMPSA系统物料气体的位置是在多通道旋转阀中固定的，其物料气体包括工业级乙醇蒸汽的原料气（F）、无水乙醇的产品气（PG）、冲洗气（P）、抽真空气（V）或/与冲洗废气（PW）组成的解吸气（D）以及以原料气为终充气（FR），并相应的连接包括缓冲罐、增压/冷凝抽真空器、循环泵在内的设备，由旋转阀进出口与吸附塔进出口之间通过圆环形托盘上内置管道连接的工艺管道中工艺气体流动的位置是移动变化的，工艺气体是在FTrSRMPSA系统内流动，包括原料气（F）、均压降气（ED）/均压升气（ER）、顺放气（PP）、冲洗气（P）、或/与冲洗废气（PW）或/与抽真空气（V）组成的解吸气（D）、终充气（FR）及产品气（PG），其中，每一种物料或工艺气体对应m通道旋转阀的每个通道或一种物料或工艺气体与另一种物料或工艺气体共用同一个通道，原料气（F）缓冲罐与旋转阀的原料气（F）及其为终充气（FR）进口端连接的物料管道，从旋转阀出口端流出的产品气（PG）物料管道分别与原料气（F）及产品气（PG）缓冲罐连接，冷凝抽真空器与从吸附塔流出的抽真空气（V）端直接连接的外置管道相连并作为解吸气（D）连接，冷凝抽真空器不凝气出口与系统外的原料气（F）管道连接，来自FTrSRMPSA系统外的原料气（F）为来自乙醇发酵与粗馏或合成与精馏得到的含水粗乙醇蒸气，或粗乙醇水溶液蒸馏及气化形成的接近共沸组成的乙醇蒸汽（以下简称“乙醇蒸气”），其浓度约为90~95%（w/w），水浓度为5~10%，其它少量的杂质包括脂类醇类等有机物以及微量的水溶性重金属杂质，温度为80~130℃，压力为常压或微正压，乙醇蒸汽作为原料气（F）进入多通道旋转阀原料气（F）通道的进口端，并经旋转阀原料气（F）通道出口、圆环形旋转托盘内置管道及圆环形托盘上对应的处于吸附状态的一个或多个轴向流固定床吸附塔进口连接的工艺管道，从吸附塔底部或上部进入进行吸附，经驱动旋转阀旋转方向与速度（ω1）与圆环形旋转托盘旋转方向及速度（ω2）的驱动机构的调控，或逆时针或顺时针的同向异步或同向同步、或逆时针/顺时针的反向异步或反向同步的旋转，从吸附塔顶部或下部流出的非吸附相气体正好经工艺管道进入旋转阀产品气（PG）通道，并从旋转阀产品气（PG）通道流出形成纯度大于等于99.9%（w/w）的乙醇产品气（PG）进入产品气（PG）缓冲罐后输出，处于吸附状态的吸附塔完成吸附步骤后，随着旋转阀与圆环形旋转托盘的连续转动，结束吸附（A）步骤的吸附塔进入均压降（ED）或顺放（PP）的解吸步骤，吸附塔均压降（ED）步骤产生的均压降气（ED）流经连接于吸附塔出口端、圆环形旋转托盘内置管道及旋转阀中供均压降气（ED）使用的通道进出口所连接的工艺管道而对另一个处于均压升（ER）状态的吸附塔进行均压升（ER），均压降气（ED）与均压升气（ER）共用同一个通道，结束均压降（ED）步骤的吸附塔进入顺放（PP）步骤，随着旋转阀与圆环形旋转托盘的连续转动，吸附塔顺放（PP）步骤
产生的顺放气（PP）作为冲洗气（P）流经连接于吸附塔出口端、圆环形旋转托盘内置管道及旋转阀中供顺放气（PP）使用的通道进出口所连接的工艺管道而对另一个处于真空冲洗（VP）步骤的吸附塔进行真空冲洗（VP），顺放气（PP）与真空/冲洗气（V/P）共用同一个通道，随着旋转阀与圆环形旋转托盘的持续不断地相对转动，结束顺放（PP）步骤的吸附塔进入抽真空解吸（V）步骤，从吸附塔流出的抽真空（V）步骤形成的解吸气（D）经冷凝抽真空器与从吸附塔流出的抽真空（V）解吸气（D）端直接连接的外置管道相连的工艺及物料管道流经冷凝抽真空器，形成的液体水排出，形成的不凝气体经其出口与系统外的原料气（F）管道相连的物料管道返回至原料气（F）中循环使用，然后吸附塔在处于真空状态下进行冲洗（VP）步骤，冲洗气（P）采用来自处于顺放（PP）步骤的另一个吸附塔流出的并流经连接圆环形旋转托盘内置管道与旋转阀工艺管道及旋转阀共用通道的顺放气（PP），在吸附塔的抽真空（V）与真空冲洗（VP）操作步骤结束后，随着旋转阀与圆环形旋转托盘的持续相对旋转，吸附塔及相应的物料通道与工艺通道随旋转阀与圆环形旋转托盘旋转至正好接受来自处于均压降（ED）步骤的另一个吸附塔所流出的均压降气（ED）进行均压升（ER）的时间与位置而进入均压升（ER）步骤，使得吸附塔内的压力与处于均压降（ED）步骤的另一个吸附塔内的压力相等，进而结束均压升（ER）步骤，随着旋转阀与圆环形旋转托盘的继续相对旋转，结束均压升（ER）步骤的吸附塔进入终充（FR）步骤，终充气（FR）为来自原料气（F）缓冲罐并流经连接圆环形旋转托盘内置管道与旋转阀工艺管道及旋转阀物料通道的原料气（F），进入吸附塔进行终充（FR），使得吸附塔内的压力达到吸附（A）步骤所需的压力，由此构成了该吸附塔完整的真空变压吸附（VPSA）闭环式循环操作，即，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金财，汪兰海，陈运，钟雨明，蔡跃明，
申请(专利权)人：浙江天采云集科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：