一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统及其蒸馏方法技术方案

本发明专利技术公开了一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统及其蒸馏方法，包括粗馏塔Ⅰ、由粗镏塔Ⅱ/精馏塔Ⅱ组成的复合塔、精馏塔Ⅰ，以及与之配套的再沸器、冷凝器、换热器、贮罐、真空泵、和输送泵等；利用锅炉来蒸汽通过精塔Ⅰ再沸器加热精馏塔Ⅰ；精馏塔Ⅰ的塔顶酒精蒸汽供给复合塔加热；复合塔的塔顶酒精蒸汽供给粗馏塔Ⅰ加热；粗馏塔Ⅰ的塔顶酒精蒸汽作为发酵浓醪液第一级预热，粗馏塔Ⅰ的底部酒糟作为浓醪液第二级预热。该蒸馏节能系统采用合理的蒸馏热偶合技术和三级差压蒸馏技术，能够充分利用酒精生产中的可利用能源偶合，使蒸馏能耗比常规蒸馏减少20％左右；其蒸馏方法简单，保证各塔之间的能量均被充分有效利用，能耗低，显著降低生产成本。

Energy-saving distillation system and distillation method for carbon monoxide to ethanol

The invention discloses a distillation energy-saving system for producing ethanol from carbon monoxide and its distillation method, including a crude distillation tower I, a composite tower composed of a crude neptunium tower II/a distillation tower II, a distillation tower I, and a matching reboiler, condenser, heat exchanger, storage tank, vacuum pump, and conveying pump, etc. The top of the distillation tower I is heated by steam from a boiler through a refining tower I reboiler, and a distillation tower I. Alcohol vapor is used to heat the composite tower; alcohol vapor at the top of the composite tower is used to heat the crude distillation tower I; alcohol vapor at the top of the crude distillation tower I is used as the first stage preheating of the fermentation concentrated mash, and distiller's grains at the bottom of the crude distillation tower I are used as the second stage preheating of the concentrated mash. The distillation energy-saving system adopts reasonable distillation thermal coupling technology and three-stage differential pressure distillation technology, which can make full use of the available energy coupling in alcohol production and reduce the energy consumption of distillation by about 20% compared with conventional distillation. The distillation method is simple, which ensures that the energy between the towers is fully and effectively utilized with low energy consumption and significantly reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统及其蒸馏方法
本专利技术涉及燃料乙醇制备领域，具体涉及一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统及其蒸馏方法。
技术介绍
一氧化碳制乙醇是近年来研究专利技术的新技术，目前以钢厂转炉煤气(主要成分CO)为原料，通过微生物发酵法，使煤气中的CO转化为清洁能源燃料乙醇。现有的一氧化碳制乙醇蒸馏过程中能耗较大，导致生产成本较高，不符合国家提倡的节能减排方针政策。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统及其蒸馏方法，该蒸馏节能系统采用合理的蒸馏热偶合技术和三级差压蒸馏技术，能够充分利用酒精生产中的可利用能源使其充分偶合，使蒸馏能耗比常规蒸馏减少20％左右，蒸馏用汽大幅减少，达到节能降耗的效果，产品质量达到国家燃料乙醇质量指标；其蒸馏方法简单，保证各塔之间的能量均被充分有效利用，能耗低，显著降低生产成本。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。(一)一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统，包括：清醪液一级预热器、清醪液二级预热器、清醪液三级预热器、浓醪液一级预热器、浓醪液二级预热器、第一CO2分离器、粗镏塔Ⅰ、粗镏塔Ⅰ冷凝器、涤气塔、粗酒精罐、粗塔Ⅰ再沸器、第二CO2分离器、复合塔、粗塔Ⅱ再沸器、第一粗酒精预热器、第二粗酒精预热器、精馏塔Ⅰ、精塔Ⅰ再沸器、杂醇油分离器、凝结水分配器、精塔Ⅱ回流泵、粗酒精泵、精塔Ⅰ回流泵、精塔Ⅱ过料泵；通过管程依次串联的清醪液一级预热器、清醪液二级预热器、清醪液三级预热器和第一CO2分离器；其中，所述一级预热器的管程侧入口与发酵清醪液原料入口连通；所述第一CO2分离器的底部醪液出口与复合塔的进料口连通，所述复合塔由粗馏塔Ⅱ和精馏塔Ⅱ组成；所述第一CO2分离器的顶部气体出口与涤气塔侧壁底部进气口连通；所述清醪液一级预热器的壳程入口连接至脱水工段，所述清醪液一级预热器的壳程出口与冷却器的入口连通；所述清醪液二级预热器的壳程入口与所述复合塔的底部出口连通，所述清醪液二级预热器的壳程出口连接至发酵工段；所述复合塔的顶部出口与粗塔Ⅰ再沸器的壳程入口连通，所述粗塔Ⅰ再沸器的壳程出口通过精塔Ⅱ回流泵与所述复合塔的顶部第一入口；所述粗塔Ⅰ再沸器的管程通过泵与粗馏塔Ⅰ的底部出口形成闭路循环；所述复合塔的中部出口通过精塔Ⅱ过料泵与第二粗酒精预热器的第一入口连通，所述第二粗酒精预热器的第一出口与精馏塔Ⅰ中部第一入口连通；所述精馏塔Ⅰ的顶部出口与粗塔Ⅱ再沸器的壳程入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器的壳程出口与精塔Ⅰ回流泵入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器的管程通过泵与复合塔的底部出口形成闭路循环；所述精塔Ⅰ回流泵的出口与所述复合塔顶部第二入口连通；所述精馏塔Ⅰ中部出口与杂醇油分离器入口连通，所述杂醇油分离器的杂醇油出口连通有杂醇油储罐；所述精馏塔Ⅰ底部出口与所述清醪液三级预热器的壳程入口连通，所述清醪液三级预热器的壳程出口连接至发酵工段；所述精馏塔Ⅰ底部出口通过泵与精塔Ⅰ再沸器的管程形成闭路循环，所述精塔Ⅰ再沸器壳程入口连通有蒸汽管道，所述精塔Ⅰ再沸器壳程出口与凝结水分配器的进水口连通；所述凝结水分配器的第一出口与所述第一粗酒精预热器的第二入口连通，所述第一粗酒精预热器的第二出口通过管道连通至锅炉房；所述凝结水分配器的第二出口与第二粗酒精预热器第二入口连通，所述第二粗酒精预热器第二出口通过管道连通至锅炉房；通过管程依次串联的浓醪液一级预热器、浓醪液二级预热器和第二CO2分离器；其中，所述浓醪液一级预热器的管程侧入口与发酵浓醪液原料入口连通；所述第二CO2分离器的底部液体出口与粗馏塔Ⅰ的上部第一入口连通，所述第二CO2分离器的顶部气体出口与涤气塔侧壁底部进气口连通；所述浓醪液二级预热器的壳程入口与所述粗镏塔Ⅰ底部酒糟出口连通，所述浓醪液二级预热器的壳程出口连接至饲料车间；所述粗馏塔Ⅰ的顶部酒汽出口与浓醪液一级预热器的壳程入口连通，所述浓醪液一级预热器的壳程出口与粗镏塔Ⅰ冷凝器的壳程入口连通，所述粗镏塔Ⅰ冷凝器的壳程出口与涤气塔侧壁底部进气口连通；所述涤气塔的顶部进水口连通有给水装置；所述涤气塔的顶部出气口连通有真空泵；所述涤气塔的底部淡酒出口汇同粗镏塔Ⅰ冷凝器的冷凝粗酒出口、浓醪液一级预热器的冷凝粗酒出口通过管道与粗酒精罐第一进口连通；所述粗酒精罐第二进口连通有脱水来的淡酒管道，所述粗酒精罐第三进口与所述杂醇油分离器的淡酒出口连通；所述粗酒精罐的底部出口与粗酒精泵的入口连通；所述粗酒精泵的出口与第一粗酒换热器的第一入口连通；所述第一粗酒换热器的第一出口与精馏塔Ⅰ中部第二入口连通。优选的，所述复合塔的顶部出口通过旁通管连通至脱水工段。优选的，所述粗酒精泵的出口通过分支管与所述粗馏塔Ⅰ的上部第二入口连通。优选的，所述精塔Ⅰ回流泵的出口通过旁通管与所述精馏塔Ⅰ上部进料口连通。(二)一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统的蒸馏方法，包括以下步骤：步骤1，将发酵清醪液泵入清醪液一级预热器与来自脱水工段的酒汽进行一级换热，酒汽换热后经冷却器冷凝回脱水工段；一级加热后的清醪液送入清醪液二级预热器中与来自复合塔底部的酒糟进行二级换热，酒糟换热后去发酵工段回用；二级加热后的清醪液送入清醪液三级预热器中与来自精馏塔Ⅰ底部的余馏水进行三级换热，余馏水换热后去发酵工段回用；三级加热后的清醪液进入第一CO2分离器；步骤2，第一CO2分离器中分离的CO2气体从顶部气体出口进入涤气塔侧壁底部进气口，在涤气塔中通过给水装置加水后对气体进行洗涤，洗涤后的气体通过真空泵排出，洗涤后的淡酒进入粗酒精罐；第一CO2分离器中分离气体后的醪液进入复合塔，复合塔顶部酒汽通过粗塔Ⅰ再沸器加热粗镏塔Ⅰ，加热后的酒精冷凝液经精塔Ⅱ回流泵送入复合塔顶部第一入口回流；步骤3，复合塔的中部出口的杂醇酒经精塔Ⅱ过料泵送入第二粗酒精预热器，与来自于凝结水分配器的蒸汽凝结水换热，加热后的杂醇酒送入精馏塔Ⅰ中部第一入口；步骤4，将发酵浓醪液泵入浓醪液一级换热器与来自于粗镏塔Ⅰ顶部酒汽进行一级换热，酒汽换热后经粗镏塔Ⅰ冷凝器冷凝，再进入涤气塔洗涤排出；一级加热后的浓醪液送入浓醪液二级预热器与粗镏塔Ⅰ底部酒糟进行二级换热，酒糟换热后送至饲料车间；二级加热后的浓醪液进入第二CO2分离器；步骤5，第二CO2分离器分离的CO2气体进入涤气塔洗涤排出，洗涤后的淡酒汇同粗镏塔Ⅰ冷凝器的冷凝粗酒、浓醪液一级预热器的冷凝粗酒流入粗酒精罐的第一进口；第二CO2分离器分离气体后的浓醪液进入粗镏塔Ⅰ；步骤6，脱水来的淡酒管道中的淡酒进入粗酒精罐的第二进口，粗酒精罐中的粗酒精经粗酒精泵送入第一粗酒精预热器，在第一粗酒精预热器中与来自凝结水分配器的蒸汽凝结水换热后进入精馏塔Ⅰ中部第二入口，蒸汽凝结水换热后回锅炉房；步骤7，精馏塔Ⅰ顶部酒汽进入粗塔Ⅱ再沸器加热复合塔，加热后的酒精冷凝液经精塔Ⅰ回流泵一路送入复合塔顶部第二入口，另一路通过旁通管送入精馏塔Ⅰ的上部进料口回流；步骤8，精馏塔Ⅰ中部出口的杂醇油进入杂醇油分离器，杂醇油分离器中分离后的杂醇油送去储罐，杂醇油分离器的淡酒进入粗酒精罐的第三进口；步骤9，锅炉来蒸汽通过蒸汽管道进入精塔Ⅰ再沸器加热精馏塔Ⅰ，加热后的蒸汽凝结水进入凝结水分配器，凝结水分配器中的蒸汽凝结水一路加热第一粗酒精预热器中的粗酒精，另一路加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统，其特征在于，包括：清醪液一级预热器(1)、清醪液二级预热器(2)、清醪液三级预热器(3)、浓醪液一级预热器(4)、浓醪液二级预热器(5)、第一CO2分离器(6)、粗镏塔Ⅰ(7)、粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)、涤气塔(9)、粗酒精罐(10)、粗塔Ⅰ再沸器(11)、第二CO2分离器(12)、复合塔(13)、粗塔Ⅱ再沸器(14)、第一粗酒精预热器(15)、第二粗酒精预热器(16)、精馏塔Ⅰ(17)、精塔Ⅰ再沸器(18)、杂醇油分离器(19)、凝结水分配器(20)、精塔Ⅱ回流泵(21)、粗酒精泵(22)、精塔Ⅰ回流泵(23)、精塔Ⅱ过料泵(24)；通过管程依次串联的清醪液一级预热器(1)、清醪液二级预热器(2)、清醪液三级预热器(3)和第一CO2分离器(6)；其中，所述一级预热器(1)的管程侧入口与发酵清醪液原料入口连通；所述第一CO2分离器(6)的底部醪液出口与复合塔(13)的进料口连通，所述复合塔(13)由粗馏塔Ⅱ和精馏塔Ⅱ组成；所述第一CO2分离器(6)的顶部气体出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述清醪液一级预热器(1)的壳程入口连接至脱水工段，所述清醪液一级预热器(1)的壳程出口与冷却器的入口连通；所述清醪液二级预热器(2)的壳程入口与所述复合塔(13)的底部出口连通，所述清醪液二级预热器(2)的壳程出口连接至发酵工段；所述复合塔(13)的顶部出口与粗塔Ⅰ再沸器(11)的壳程入口连通，所述粗塔Ⅰ再沸器(11)的壳程出口通过精塔Ⅱ回流泵(21)与所述复合塔(13)的顶部第一入口；所述粗塔Ⅰ再沸器(11)的管程通过泵与粗馏塔Ⅰ(7)的底部出口形成闭路循环；所述复合塔(13)的中部出口通过精塔Ⅱ过料泵(24)与第二粗酒精预热器(16)的第一入口连通，所述第二粗酒精预热器(16)的第一出口与精馏塔Ⅰ(17)中部第一入口连通；所述精馏塔Ⅰ(17)的顶部出口与粗塔Ⅱ再沸器(14)的壳程入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器(14)的壳程出口与精塔Ⅰ回流泵(23)入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器(14)的管程通过泵与复合塔(13)的底部出口形成闭路循环；所述精塔Ⅰ回流泵(23)的出口与所述复合塔(13)顶部第二入口连通；所述精馏塔Ⅰ(17)中部出口与杂醇油分离器(19)入口连通，所述杂醇油分离器(19)的杂醇油出口连通有杂醇油储罐；所述精馏塔Ⅰ(17)底部出口与所述清醪液三级预热器(3)的壳程入口连通，所述清醪液三级预热器(3)的壳程出口连接至发酵工段；所述精馏塔Ⅰ(17)底部出口通过泵与精塔Ⅰ再沸器(18)的管程形成闭路循环，所述精塔Ⅰ再沸器(18)壳程入口连通有蒸汽管道，所述精塔Ⅰ再沸器(18)壳程出口与凝结水分配器(20)的进水口连通；所述凝结水分配器(20)的第一出口与所述第一粗酒精预热器(15)的第二入口连通，所述第一粗酒精预热器(15)的第二出口通过管道连通至锅炉房；所述凝结水分配器(20)的第二出口与第二粗酒精预热器(16)第二入口连通，所述第二粗酒精预热器(16)第二出口通过管道连通至锅炉房；通过管程依次串联的浓醪液一级预热器(4)、浓醪液二级预热器(5)和第二CO2分离器(12)；其中，所述浓醪液一级预热器(4)的管程侧入口与发酵浓醪液原料入口连通；所述第二CO2分离器(12)的底部液体出口与粗馏塔Ⅰ(7)的上部第一入口连通，所述第二CO2分离器(12)的顶部气体出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述浓醪液二级预热器(5)的壳程入口与所述粗镏塔Ⅰ(7)底部酒糟出口连通，所述浓醪液二级预热器(5)的壳程出口连接至饲料车间；所述粗馏塔Ⅰ(7)的顶部酒汽出口与浓醪液一级预热器(4)的壳程入口连通，所述浓醪液一级预热器(4)的壳程出口与粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的壳程入口连通，所述粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的壳程出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述涤气塔(9)的顶部进水口连通有给水装置；所述涤气塔(9)的顶部出气口连通有真空泵；所述涤气塔(9)的底部淡酒出口汇同粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的冷凝粗酒出口、浓醪液一级预热器(4)的冷凝粗酒出口通过管道与粗酒精罐(10)第一进口连通；所述粗酒精罐(10)第二进口连通有脱水来的淡酒管道，所述粗酒精罐(10)第三进口与所述杂醇油分离器(19)的淡酒出口连通；所述粗酒精罐(10)的底部出口与粗酒精泵(22)的入口连通；所述粗酒精泵(22)的出口与第一粗酒换热器(15)的第一入口连通；所述第一粗酒换热器(15)的第一出口与精馏塔Ⅰ(17)中部第二入口连通。...

【技术特征摘要】
1.一氧化碳制乙醇的蒸馏节能系统，其特征在于，包括：清醪液一级预热器(1)、清醪液二级预热器(2)、清醪液三级预热器(3)、浓醪液一级预热器(4)、浓醪液二级预热器(5)、第一CO2分离器(6)、粗镏塔Ⅰ(7)、粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)、涤气塔(9)、粗酒精罐(10)、粗塔Ⅰ再沸器(11)、第二CO2分离器(12)、复合塔(13)、粗塔Ⅱ再沸器(14)、第一粗酒精预热器(15)、第二粗酒精预热器(16)、精馏塔Ⅰ(17)、精塔Ⅰ再沸器(18)、杂醇油分离器(19)、凝结水分配器(20)、精塔Ⅱ回流泵(21)、粗酒精泵(22)、精塔Ⅰ回流泵(23)、精塔Ⅱ过料泵(24)；通过管程依次串联的清醪液一级预热器(1)、清醪液二级预热器(2)、清醪液三级预热器(3)和第一CO2分离器(6)；其中，所述一级预热器(1)的管程侧入口与发酵清醪液原料入口连通；所述第一CO2分离器(6)的底部醪液出口与复合塔(13)的进料口连通，所述复合塔(13)由粗馏塔Ⅱ和精馏塔Ⅱ组成；所述第一CO2分离器(6)的顶部气体出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述清醪液一级预热器(1)的壳程入口连接至脱水工段，所述清醪液一级预热器(1)的壳程出口与冷却器的入口连通；所述清醪液二级预热器(2)的壳程入口与所述复合塔(13)的底部出口连通，所述清醪液二级预热器(2)的壳程出口连接至发酵工段；所述复合塔(13)的顶部出口与粗塔Ⅰ再沸器(11)的壳程入口连通，所述粗塔Ⅰ再沸器(11)的壳程出口通过精塔Ⅱ回流泵(21)与所述复合塔(13)的顶部第一入口；所述粗塔Ⅰ再沸器(11)的管程通过泵与粗馏塔Ⅰ(7)的底部出口形成闭路循环；所述复合塔(13)的中部出口通过精塔Ⅱ过料泵(24)与第二粗酒精预热器(16)的第一入口连通，所述第二粗酒精预热器(16)的第一出口与精馏塔Ⅰ(17)中部第一入口连通；所述精馏塔Ⅰ(17)的顶部出口与粗塔Ⅱ再沸器(14)的壳程入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器(14)的壳程出口与精塔Ⅰ回流泵(23)入口连通，所述粗塔Ⅱ再沸器(14)的管程通过泵与复合塔(13)的底部出口形成闭路循环；所述精塔Ⅰ回流泵(23)的出口与所述复合塔(13)顶部第二入口连通；所述精馏塔Ⅰ(17)中部出口与杂醇油分离器(19)入口连通，所述杂醇油分离器(19)的杂醇油出口连通有杂醇油储罐；所述精馏塔Ⅰ(17)底部出口与所述清醪液三级预热器(3)的壳程入口连通，所述清醪液三级预热器(3)的壳程出口连接至发酵工段；所述精馏塔Ⅰ(17)底部出口通过泵与精塔Ⅰ再沸器(18)的管程形成闭路循环，所述精塔Ⅰ再沸器(18)壳程入口连通有蒸汽管道，所述精塔Ⅰ再沸器(18)壳程出口与凝结水分配器(20)的进水口连通；所述凝结水分配器(20)的第一出口与所述第一粗酒精预热器(15)的第二入口连通，所述第一粗酒精预热器(15)的第二出口通过管道连通至锅炉房；所述凝结水分配器(20)的第二出口与第二粗酒精预热器(16)第二入口连通，所述第二粗酒精预热器(16)第二出口通过管道连通至锅炉房；通过管程依次串联的浓醪液一级预热器(4)、浓醪液二级预热器(5)和第二CO2分离器(12)；其中，所述浓醪液一级预热器(4)的管程侧入口与发酵浓醪液原料入口连通；所述第二CO2分离器(12)的底部液体出口与粗馏塔Ⅰ(7)的上部第一入口连通，所述第二CO2分离器(12)的顶部气体出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述浓醪液二级预热器(5)的壳程入口与所述粗镏塔Ⅰ(7)底部酒糟出口连通，所述浓醪液二级预热器(5)的壳程出口连接至饲料车间；所述粗馏塔Ⅰ(7)的顶部酒汽出口与浓醪液一级预热器(4)的壳程入口连通，所述浓醪液一级预热器(4)的壳程出口与粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的壳程入口连通，所述粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的壳程出口与涤气塔(9)侧壁底部进气口连通；所述涤气塔(9)的顶部进水口连通有给水装置；所述涤气塔(9)的顶部出气口连通有真空泵；所述涤气塔(9)的底部淡酒出口汇同粗镏塔Ⅰ冷凝器(8)的冷凝粗酒出口、浓醪液一级预热器(4)的冷凝粗酒出口通过管道与粗酒精罐(10)第一进口连通；所述粗酒精罐(10)第二进口连通有脱水来的淡酒管道，所述粗酒精罐(10)第三进口与所述杂醇油分离器(19)的淡酒出口连通；所述粗酒精罐(10)的底部出口与粗酒精泵(22)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建文，褚易興，李晓，王新刚，
申请(专利权)人：中国轻工业西安设计工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61