生物乙醇节能生产方法技术

本发明专利技术涉及生物乙醇节能生产方法，自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，塔顶采出的粗酒送入精塔２进料，从粗塔侧线采出的物料通过管线送入精塔１进料口；精塔１釜采排出至废水处理，塔顶采出满足国标ＧＢ／Ｔ？３９４．１－９４的工业酒精，塔上部侧线采出满足普级食用酒精产品国标ＧＢ１０３４３－２００８的乙醇产品；精塔２塔顶顶采送至精塔１，精塔２釜采排出至废水处理，塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取器回收杂醇油；将精塔１塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱甲醇塔下部侧线、或塔釜采出合格的满足优级食用酒精产品国标ＧＢ１０３４３－２００８的乙醇产品。本发明专利技术使生产１吨普级食用酒精产品，消耗蒸汽１．５吨以下；生产１吨优级食用酒精产品，消耗蒸汽２．０吨以下，有广泛的市场需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，可有效降低生物乙醇生产过程中能耗，提高生物乙醇产品的市场竞争力。
技术介绍
生物乙醇以玉米、薯类、甘蔗等为原料，经发酵、蒸馏而制成。生物乙醇产品主要用 来调制饮料酒，电子元件制造、高级化妆品的溶剂和化工生产原料。目前，生物乙醇产品的 生产大部分采用食用酒精的生产标准，产品规格主要为普级食用酒精和优级食用酒精，我 国现有的食用酒精产品质量的国家标准为GB10343-2008。近年来，随着生物化工产业的发 展，以及生物乙醇产品下游应用相关产业的发展，对于乙醇产品的生产工艺和能耗物耗提 出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术开发的生物乙醇节能生产新方法，原料为玉米、小麦、高梁、水稻、木薯和红 薯等淀粉质原料，以及甘蔗和糖蜜等糖质原料，生产过程主要包括液化单元、发酵单元、精 馏单元和废水处理单元。本专利技术采用能量多级多效利用及精密精馏技术，使生产生物乙醇 产品的蒸汽消耗量降低，产品操作费用下降。 本专利技术的技术方案如下 —种，生产过程包括液化单元、发酵单元、精馏脱水单元、 废水处理单元；自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，塔顶采出的粗酒 送入精馏塔2进料，从粗馏塔侧线采出的物料通过管线送入精馏塔1进料口 ；精馏塔1釜采 排出至废水处理，精馏塔1塔顶采出满足国标GB/T 394. 1-94的工业酒精，精馏塔1塔上部 侧线采出满足普级食用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品，精馏塔2塔顶顶采送至精 馏塔l，精馏塔2釜采排出至废水处理，精馏塔2塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取 器回收杂醇油；将精馏塔1塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱甲醇塔下部侧线，或塔釜 采出合格的满足优级食用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品，脱甲醇塔塔顶采出工 业酒精产品满足国标GB/T394. 1-94的乙醇产品，甲醇塔下部侧线采出合格的满足优级食 用酒精产品操作时，甲醇塔塔釜采返回精塔2的进料。 所述的工艺废水为废水处理单元的部分清液、厌氧水、好氧水或新鲜水，要求控制 进料中的酒精体积浓度为9% -14%。 在液化单元中，将来自维持罐的物料进入到闪蒸罐降温，闪蒸罐中高温物料降温 产生的闪蒸汽用于加热拌料水。 整个的操作流程如下 1.液化单元 液化单元生产过程参见图1-液化单元流程图。对于淀粉质原料，首先将原料清理 脱杂，再经粉碎机进行粉碎。粉碎后的粉料在拌料器中加水制成粉浆送至粉浆罐，同时向粉浆罐中流加淀粉酶等辅助材料。在粉浆罐中粉浆用粉浆泵送至喷射液化器，喷射液化器通 过控制水蒸气的量控制物料加热温度，喷射器出口物料温度控制到83t: 14(TC，粉浆温 度升高到设定的温度后，将液化醪送至维持罐中停留5 90分钟后，物料进入到闪蒸罐降 罐，液化醪降温至8(TC IO(TC，降温后的料液进入到液化罐，同时流加淀粉酶；闪蒸汽用 于加热拌料水。料液在液化罐内停留15 240分钟，通过搅拌器使淀粉酶与料液混合均匀， 进行液化操作。 完成液化操作的液化醪经冷却器冷却将温度降至28 38°C 。同时流加营养盐、糖 化酶和硫酸溶液等辅助材料，送至发酵单元。 2.发酵单元 酒精发酵生产过程参见图2-发酵单元流程图。发酵操作方式为连续，或半连续， 或间歇，整个系统主要由多个发酵罐、成熟醪储罐和C02洗涤塔等组成。 自液化单元已冷却的液化醪，部分液化醪送入酒母扩培罐，其余送至发酵罐。将活 化后的酒母放入酒母扩培罐中，同时加入液化醪，向罐内连续通入适量的无菌空气，在扩培 温度28-3『C的条件下进行培养，在酵母细胞数达到要求后，连续向发酵罐供料，而酵母扩 培罐继续添加液化醪。发酵罐控制温度28 3『C，成熟醪酒度达到发酵要求后，经发酵成 熟醪泵向精馏脱水单元连续供应发酵成熟醪。酒精发酵过程排出的C02引入C02洗涤塔，C02 洗涤塔的洗涤水洗涤后送至液化单元用于拌料。 对于糖质原料已含有相当数量的可发酵糖，如糖蜜和甘蔗汁等，经过酸化脱杂处 理后，可直接送至发酵单元进行发酵生产酒精。 3.精馏单元 酒精精馏脱水生产过程参见图3-精馏单元流程图。来自发酵单元的成熟醪在精 馏单元通过精馏操作，得到食用酒精产品。酒精精馏脱水单元主要由粗馏塔、精塔1、精塔 2、脱甲醇塔等构成。 生产操作流程。自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，工艺废 水为废水处理单元的部分清液、或厌氧水、或好氧水、或新鲜水，按照要求控制进料中的酒 精体积浓度为9%-14%，粗馏塔操作压力(绝对压力)为O. 01 0. 2MPa，醪液在此脱除水、 有机酸和重组份杂质等，塔顶采出的粗酒送入精馏塔2进料，粗馏塔釜采排出至废水处理， 从粗馏塔侧线采出的物料通过管线送入精馏塔l进料口 ；物料在精馏塔l内进行传质操作， 在此脱除水、有机酸和重组份杂质等，精馏塔1釜采排出至废水处理，操作压力(绝对压力) 为0. 2 0. 4MPa，精馏塔1塔顶采出满足国标GB/T 394. 1_94的工业酒精，精塔1塔上部侧 线采出满足普级食用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品；来自粗塔的粗酒在精馏塔 2塔内进行传质操作，在此脱除水等杂质，浓縮回收酒精，操作压力(绝对压力)为0.4 0. 8MPa，精馏塔2塔顶顶采送至精馏塔l，其余顶汽送至精馏塔1再沸器冷凝后回流，精馏 塔2釜采排出至废水处理，精馏塔2塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取器回收杂醇 油；为了进一步得到优级食用酒精产品，将精馏塔1塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱 甲醇塔的塔顶操作压力(绝对压力)为O. 01-0. 4Mpa，酒精水溶液在脱甲醇塔中脱除甲醇等 杂质，脱甲醇塔下部侧线，或塔釜采出合格的满足优级食用酒精产品国标GB10343-2008的 乙醇产品，脱甲醇塔塔顶采出工业酒精产品满足国标GB/T 394. 1-94的乙醇产品，甲醇塔 下部侧线采出合格的满足优级食用酒精产品操作时，甲醇塔塔釜采返回精塔2的进料。 在生物乙醇的生产过程中，由于浓醪发酵，以及操作的不稳定，造成发酵成熟醪的 酒精浓度较高，变化较大，通过向发酵成熟醪进料中混入一定量的水，保持发酵成熟醪进料 的酒精浓度稳定，使酒精精馏装置实现稳定操作，混入的水可以是新鲜水，或来自废水处理 单元的清液、厌氧水、好氧水及处理后达标排放水 粗馏塔、精馏塔1、精馏塔2、脱甲醇塔为板式塔、或填料塔、或板式塔和填料塔的复合塔，有较高的分离效率。 4.废水处理单元 酒精生产废水处理过程参见图4-废水处理单元流程图。来自精馏脱水单元的含 固废水经过固液分离装置实现液固分离，分离后的湿糟送至干燥机，湿糟通过干燥机干燥 后的干糟作为燃料或饲料使用。分离后的清液送至厌氧装置，厌氧罐排出的沼气送入锅炉 燃烧利用，厌氧操作温度为30 4(rC，或5(T65t:，经过好氧处理的达标废水排放。为了保持 酒精精馏单元的操作稳定，循环利用工艺废水，减少废水的排放量，将部分清液、或厌氧水、 或好氧水，或处理后达标排放水返回精馏单元的粗塔进料。 在传统的生产过程，生产1吨普级食用酒精产品，消耗蒸汽2. 5吨以上；生产1吨 优级食用酒精产品，消耗蒸汽3. 0吨以上。本专利技术采用能量多级多效利用及精密精馏技术， 使生产1吨普级食用酒精产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物乙醇节能生产方法，生产过程包括液化单元、发酵单元、精馏脱水单元、废水处理单元；其特征是：自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，塔顶采出的粗酒送入精馏塔２进料，从粗馏塔侧线采出的物料通过管线送入精馏塔１进料口；精馏塔１釜采排出至废水处理，精馏塔１塔顶采出满足国标ＧＢ／Ｔ　３９４．１－９４的工业酒精，精馏塔１塔上部侧线采出满足普级食用酒精产品国标ＧＢ１０３４３－２００８的乙醇产品，精馏塔２塔顶顶采送至精馏塔１，精馏塔２釜采排出至废水处理，精馏塔２塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取器回收杂醇油；将精馏塔１塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱甲醇塔下部侧线，或塔釜采出合格的满足优级食用酒精产品国标ＧＢ１０３４３－２００８的乙醇产品，脱甲醇塔塔顶采出工业酒精产品满足国标ＧＢ／Ｔ３９４．１－９４的乙醇产品，甲醇塔下部侧线采出合格的满足优级食用酒精产品操作时，甲醇塔塔釜采返回精塔２的进料。

【技术特征摘要】
一种生物乙醇节能生产方法，生产过程包括液化单元、发酵单元、精馏脱水单元、废水处理单元；其特征是自发酵单元的发酵成熟醪及工艺废水混合后进入粗馏塔，塔顶采出的粗酒送入精馏塔2进料，从粗馏塔侧线采出的物料通过管线送入精馏塔1进料口；精馏塔1釜采排出至废水处理，精馏塔1塔顶采出满足国标GB/T 394.1-94的工业酒精，精馏塔1塔上部侧线采出满足普级食用酒精产品国标GB10343-2008的乙醇产品，精馏塔2塔顶顶采送至精馏塔1，精馏塔2釜采排出至废水处理，精馏塔2塔侧线采出的杂醇油流股送至杂醇油萃取器回收杂醇油；将精馏塔1塔上部侧线采出送至脱甲醇塔进料，脱甲醇塔下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏华，董秀芹，吕惠生，李永辉，欧阳胜利，钱胜华，张志强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]