专利名称：一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能方法和节能系统的制作方法
技术领域：
本发明属于酒精制备领域，涉及酒精蒸馏节能技术，特别涉及一种五塔三级差压 蒸馏生产食用乙醇的节能方法和节能系统。
背景技术：
目前，国内具有代表性的生产食用酒精的蒸馏技术为90年代引进法国SPEICHIM 技术，该技术蒸汽消耗为2. 9t/t酒精。但是，随着国家对节能减排方针政策的大力推进， 以及酒精生产企业对提高经济效益的需求，减少能源消耗成为蒸馏生产食用乙醇的研究重
点o
发明内容
本发明的目的在于提供一种五塔蒸馏生产食用乙醇的节能方法和节能系统，能够 充分利用酒精生产中的可利用能源使其充分偶合，从而使蒸馏用汽大幅减少，以达到节能 降耗的效果。为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现。技术方案一一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能方法，其中五塔包括精馏塔、水洗塔、 粗馏塔、甲醇塔和杂质塔，其特征在于，该节能方法中，精馏塔使用一次蒸汽加热；精馏塔塔 顶酒汽逐级依次加热水洗塔、甲醇塔和粗馏塔；水洗塔和甲醇塔塔顶酒汽分别加热粗馏塔； 粗馏塔塔顶酒汽作为发酵醪液的第一级预热热源；粗馏塔底部酒糟作为发酵醪液的第二级 预热热源；一次蒸汽的凝结水经闪蒸后的二次蒸汽加热杂质塔。该技术方案的进一步特点在于所述一次蒸汽温度165-170 °C、压力 0. 65-0. 8Mpa ；精馏塔底部温度157-159 °C、顶部温度133-135 °C ；水洗塔底部温度 123-125°C、顶部温度93-95°C ；粗馏塔底部温度83_85°C、顶部温度69_71°C ；甲醇塔底部温 度117-119°C、顶部温度93-95°C ；杂质塔底部温度103_105°C、顶部温度78_80°C。技术方案二 一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，基于上述节能方法，该节能系 统包括精馏塔、精馏塔再沸器、精馏塔回流罐、精馏塔凝水罐、水洗塔、水洗塔再沸器、水洗 塔回流罐、粗馏塔、粗馏塔第一再沸器、粗馏塔第二再沸器、粗馏塔第三再沸器、甲醇塔、甲 醇塔再沸器、甲醇塔回流罐、杂质塔、闪蒸罐；其特征在于，所述精馏塔再沸器的壳程入口连通一次蒸汽，其出口通过管道依次串联精馏塔凝 水罐、闪蒸罐，所述闪蒸罐的顶部出口通过管道连通杂质塔的中下部入口，杂质塔的中上部 出口通过管道连通水洗塔回流罐；所述精馏塔的顶部酒汽出口通过管道依次串联水洗塔再沸器的壳程、甲醇塔再沸器的壳程、粗馏塔第一再沸器的壳程，所述水洗塔再沸器的壳程、甲醇塔再沸器的壳程、粗 馏塔第一再沸器的壳程的酒汽冷凝液出口分别通过管道连通精馏塔回流罐，精馏塔回流罐 通过管道连通精馏塔的中上部入口 ；所述精馏塔的底部出口通过管道连通水洗塔的第一中 上部入口，所述精馏塔的中部出口通过管道连通杂质塔的中部入口；所述水洗塔的顶部酒汽出口通过管道连通粗馏塔第二再沸器的壳程入口，粗馏塔 第二再沸器的壳程出口通过管道依次串联水洗塔回流罐、水洗塔的第二中上部入口 ；水洗 塔的底部出口通过管道连通精馏塔的中部入口；所述甲醇塔的顶部酒汽出口通过管道连通粗馏塔第三再沸器的壳程入口，粗馏塔 第三再沸器的壳程出口通过管道依次串联甲醇塔回流罐、甲醇塔的中上部入口。上述技术方案的进一步特点在于所述粗馏塔的顶部酒汽出口连通一醪液酒汽预 热器的热源入口，醪液酒汽预热器的热源出口连通一粗馏塔冷凝器的壳程入口 ；所述粗馏塔 的底部出口连通一醪液酒糟预热器的热源入口，醪液酒糟预热器的热源出口排出醪液酒糟； 发酵成熟醪原料通入醪液酒汽预热器的冷媒入口，醪液酒汽预热器的冷媒出口连通醪液酒糟 预热器的冷媒入口，醪液酒糟预热器的冷媒出口连通粗馏塔的中上部入口 ；所述醪液酒汽预 热器的酒汽冷凝液出口、粗馏塔冷凝器的壳程出口分别通过管道连通粗酒罐，粗酒罐的上部 出口连通粗馏塔冷凝器的壳程入口，粗酒罐的下部出口连通水洗塔的中部入口。上述技术方案的更进一步特点在于所述粗酒罐的下部出口通过一粗酒预热器后 连通水洗塔的中部入口，粗酒预热器的热源入口串接在精馏塔的底部出口和水洗塔的第一 中上部入口之间。所述粗馏塔冷凝器的壳程出口设置有涤气塔。由于本发明将各种能源有效合理地耦合，从而使食用乙醇蒸馏蒸汽消耗，由目前国 内先进水平2. 9吨蒸汽/吨乙醇降至2. 3吨蒸汽/吨乙醇，蒸汽消耗节约21 %。以年产10万 吨酒精厂计算，年节约蒸汽6万吨，相当于节约酒精生产成本900万元(150元/吨蒸汽)。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1为本发明的一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统的原理示意图；其中1、精馏塔；2、精馏塔再沸器；3、精馏塔凝水罐；4、精馏塔凝水泵；5、精馏塔 废水泵；6、粗酒罐；7、粗酒泵；8、粗酒预热器；9、精馏塔冷凝器；10、精馏塔回流罐；11、精 馏塔回流泵；12、水洗塔再沸器；13、水洗塔；14、精馏塔给料泵；15、酒糟泵；16、水洗塔回流 泵；17、水洗塔回流罐；18、水洗塔冷凝器；19、粗馏塔第二再沸器；20、醪液酒糟预热器；21、 醪液酒汽预热器；22、粗馏塔冷凝器；23、涤气塔；24、真空泵；25、粗馏塔第二循环泵；26、 粗馏塔；27、粗馏塔第三循环泵；28、粗馏塔第三再沸器；29、甲醇塔回流罐；30、甲醇塔冷凝 器；31、甲醇塔回流泵；32、粗馏塔第一循环泵；33、粗馏塔第一再沸器；34、甲醇塔再沸器； 35、甲醇塔；36、酒精泵；37、杂质塔回流罐；38、杂质塔冷凝器；39、杂质塔回流泵；40、杂质 塔凝水泵；41、闪蒸罐；42、杂质塔；43、杂质塔废水泵。
具体实施例方式参照图1，为本发明的一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，主要包括 精馏塔1、精馏塔再沸器2、精馏塔回流罐10、精馏塔凝水罐3、水洗塔13、水洗塔再沸器12、水洗塔回流罐17、粗馏塔26、粗馏塔第一再沸器33、粗馏塔第二再沸器19、粗馏塔第三再沸 器28、甲醇塔35、甲醇塔再沸器34、甲醇塔回流罐29、杂质塔42、闪蒸罐41 ；以及与精馏塔 回流罐10、水洗塔回流罐17、甲醇塔回流罐29、杂质塔回流罐37、粗酒罐6相对应的精馏塔 冷凝器9、水洗塔冷凝器18、甲醇塔冷凝器30、杂质塔冷凝器38、粗馏塔冷凝器22和相配套 的多个动力泵。精馏塔再沸器2的壳程入口连通来自锅炉房的一次蒸汽，其出口通过管道依次串 联精馏塔凝水罐3、闪蒸罐41，闪蒸罐41的凝结水回到锅炉房，闪蒸罐41的顶部出口通过 管道连通杂质塔42的中下部入口，闪蒸罐41的二次蒸汽通入杂质塔42。杂质塔42的中上 部出口通过管道连通水洗塔回流罐17。精馏塔1的顶部酒汽出口通过管道依次串联水洗塔再沸器12的壳程、甲醇塔再沸 器34的壳程、粗馏塔第一再沸器33的壳程。水洗塔再沸器12的壳程、甲醇塔再沸器34的 壳程、粗馏塔第一再沸器33的壳程的酒汽冷凝液出口分别通过管道并联汇入精馏塔回流 罐10，由精馏塔回流罐10的酒液出口通过精馏塔回流泵11、管道连接至精馏塔1的中上部 入口。精馏塔回流罐10连接有精馏塔冷凝器9，不凝性酒汽由精馏塔回流罐10顶部出口 连通至精馏塔冷凝器9壳程入口，精馏塔冷凝器9壳程出口连接至精馏塔回流罐10顶部入 口，进行酒汽回收。精馏塔1的塔底出口通过精馏塔废水泵5、管道连接至粗酒预热器8的热源入口， 精馏塔余馏水从粗酒预热器8的热源出口流出，一部分去拌料，另一部分回流至水洗塔13 的第一中上部入口。精馏塔1的中部出口通过管道连通杂质塔42的中部入口。水洗塔13的顶部酒汽出口连通粗馏塔第二再沸器19的壳程入口，粗馏塔第二再 沸器19的壳程出口连通水洗塔回流罐17的进料口，冷凝酒液经水洗塔回流罐17的出料口 连通水洗塔回流泵16至水洗塔13的第二中上部入口。水洗塔回流罐17的酒汽出口连接 水洗塔冷凝器18的壳程入口，酒汽冷凝液经水洗塔冷凝器18的壳程出口连接回水洗塔回 流罐17。甲醇塔35的顶部酒汽出口通过管道连接至粗馏塔第三再沸器28的壳程入口，粗 馏塔第三再沸器28的壳程出口通过管道连接至甲醇塔回流罐29的酒液入口，甲醇塔回流 罐29的酒液出口经甲醇塔回流泵31、管道连接至甲醇塔35的中上部入口。甲醇塔回流罐 29的酒汽出口通过管道连接至甲醇塔冷凝器30的壳程入口，甲醇塔冷凝器30的壳程出口 通过管道将酒汽冷凝液连通至甲醇塔回流罐29。甲醇塔35中下部出口连接酒精泵36，抽 出食用乙醇成品。粗馏塔26的顶部酒汽出口连通醪液酒汽预热器21的热源入口，醪液酒汽预热器 21的热源出口连通粗馏塔冷凝器22的壳程入口 ；粗馏塔26的底部出口连通醪液酒糟预热 器20的热源入口，醪液酒糟预热器20的热源出口排出醪液酒糟到DDGS车间；来自发酵工 段的发酵成熟醪原料通入醪液酒汽预热器21的冷媒入口，醪液酒汽预热器21的冷媒出口 连通醪液酒糟预热器20的冷媒入口，醪液酒糟预热器20的冷媒出口连通粗馏塔26的中上 部入口 ；醪液酒汽预热器21的酒汽冷凝液出口、粗馏塔冷凝器22的壳程出口分别通过管道 并联汇入粗酒罐6，粗酒罐6的上部出口连通粗馏塔冷凝器22的壳程入口，粗酒罐6的下部 出口通过粗酒泵7、管道连接粗酒预热器8的冷媒入口，粗酒预热器8冷媒出口连通水洗塔 13的中部入口。粗馏塔冷凝器22的壳程出口设置有涤气塔23，涤气塔23的中上部入口通入一次水，涤气塔23的顶部出口通过管道连接真空泵24。杂质塔42顶部酒汽出口连通杂质塔冷凝器38的壳程入口，杂质塔冷凝器38的壳 程出口连通杂质塔回流罐37入口，杂质塔回流罐37出口通过杂质塔回流泵39、管道连通 杂质塔42中上部入口，杂质塔42的中上部出口通过管道连通水洗塔回流罐17。杂质塔42 底部出口连接杂质塔废水泵43，其废水送去拌料。精馏塔1的中部出口通过管道连通杂质 塔的中部入口，杂质塔42中部出口采出杂醇油。杂质塔42中部出口管道连接至杂醇油分 离器(未绘出)。精馏塔1与精馏塔再沸器2，水洗塔13与水洗塔再沸器12，粗馏塔26、与粗馏塔第 一再沸器33、粗馏塔第二再沸器19、粗馏塔第三再沸器28，均为公知连接，具体为再沸器 的管程的一端连通相应塔的一个中下部入口，管程的另一端连通相应塔的一个底部出口。本发明的该节能方法中，精馏塔1使用一次蒸汽加热；精馏塔1塔顶酒汽逐级依 次加热水洗塔13、甲醇塔35和粗馏塔26 ；水洗塔13和甲醇塔35塔顶酒汽分别加热粗 馏塔26 ；粗馏塔26塔顶酒汽作为发酵醪液的第一级预热热源；粗馏塔26底部酒糟作为 发酵醪液的第二级预热热源；一次蒸汽的凝结水经闪蒸后的二次蒸汽加热杂质塔42 ；其 中一次蒸汽温度165-170°C、压力0. 65-0. 8Mpa ；精馏塔1底部温度157_159°C、顶部温度 133-135°C ；水洗塔13底部温度123-125 °C、顶部温度93-95 °C ；粗馏塔26底部温度83-85 °C、 顶部温度69-71°C ；甲醇塔35底部温度117-119°C、顶部温度93_95°C ；杂质塔42底部温度 103-105°C、顶部温度 78-80°C。本实施例的具体工艺为将发酵成熟醪(30°C)泵入醪液酒汽预热器21，与来自于 粗馏塔26的酒汽进行一级换热。换热后的醪液进入醪液酒糟预热器20进行二级换热，二 级换热的热源来自于粗馏塔26塔底的酒糟，酒糟经酒糟泵15送入醪液酒糟预热器20，换 热后的酒糟送入DDGS车间。经过两级换热后的醪液温度约为78°C进入粗馏塔中上部。醪 液酒汽预热器21酒汽未冷凝气汇同粗酒罐6来的酒汽一起进入粗馏塔冷凝器22进一步冷 凝，最终未冷凝气进入涤气塔23通过一次水直接冷凝后，不凝气经真空泵24排空。醪液酒 汽预热器21、醪液粗馏塔冷凝器22及涤气塔23排出的酒液流入粗酒罐6，粗酒经粗酒泵7 泵入粗酒预热器8，与来自精馏塔1底部的余馏水通过精馏塔废水泵5泵入粗酒预热器8进 行换热，换热后的粗酒进入水洗塔13中部。换热后的余馏水一部分去水洗塔13中上部，另 一部分去酒精车间拌料。精馏塔1顶部酒汽依次串联通过水洗塔再沸器12加热水洗塔13， 再通过甲醇塔再沸器34加热甲醇塔35，再通过粗馏塔第一再沸器33加热粗馏塔26。精馏塔1通过精馏塔再沸器2采用来自锅炉的一次蒸汽加热，一次蒸汽凝结水进 入精馏塔凝水罐3，通过精馏塔凝水泵4进入闪蒸罐41，闪蒸罐41 二次蒸汽加热杂质塔42， 二次凝结水经杂质塔凝水泵40送回锅炉。水洗塔13顶部酒汽通过粗馏塔第二再沸器19加热粗馏塔26。甲醇塔35顶部酒 汽通过粗馏塔第三再沸器28加热粗馏塔26，其酒精冷凝液流入甲醇塔回流罐29，通过甲醇 塔回流泵31回流入甲醇塔35上部，甲醇塔回流罐29中的酒汽通过甲醇塔冷凝器30冷凝 后，再回流至甲醇塔回流罐29。由水洗塔再沸器12、甲醇塔再沸器34、粗馏塔第一再沸器33排出的酒液流入精馏 塔回流罐10，通过精馏塔回流泵11送入精馏塔1中上部，精馏塔回流罐10中的酒汽通过精 馏塔冷凝器9冷凝后流入精馏塔回流罐10。水洗塔13底部淡酒通过精馏塔给料泵14送入精馏塔1中部入口。粗馏塔26底部酒精糟液通过粗馏塔第一循环泵32、粗馏塔第一再沸器33与粗馏 塔26构成闭路循环系统一；粗馏塔26底部酒精糟液通过粗馏塔第二循环泵25、粗馏塔第 二再沸器19与粗馏塔26构成闭路循环系统二。粗馏塔26底部酒精糟液通过粗馏塔第三 循环泵27、粗馏塔第三再沸器28与粗馏塔26构成闭路循环系统三。食用乙醇通过成品酒精泵36从甲醇塔35中下部抽出。杂质塔42塔顶酒汽通过 杂质塔冷凝器38冷凝后流入杂质塔回流罐37，再经杂质塔回流泵39送入杂质塔42中上 部。杂质塔42底部废水经杂质塔废水泵43送去拌料。杂质塔42中上部酒精定量采出送 至水洗塔回流罐17。精馏塔1中部富含杂醇油酒精流入杂质塔42中部入口。杂质塔42中 部出口采出杂醇油。本实施例中，一次蒸汽温度165-170°C、压力0. 65-0. 8Mpa ；精馏塔1底部温度约 158°C、顶部温度约134°C ；水洗塔13底部温度约124°C、顶部温度约94°C ；粗馏塔26底部 温度约84°C、顶部温度约70°C ；甲醇塔35底部温度约118°C、顶部温度约94°C ；杂质塔42 底部温度约104°C、顶部温度约79°C。由于本实施例将各种能源有效合理地耦合，从而使食 用乙醇蒸馏蒸汽消耗降低，由目前国内先进水平2. 9吨蒸汽/吨乙醇降至2. 3吨蒸汽/吨 乙醇，蒸汽消耗节约21 %。以年产10万吨酒精厂计算，年节约蒸汽6万吨，相当于节约酒精 生产成本900万元(150元/吨蒸汽)。
权利要求
一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能方法，其中五塔包括精馏塔(1)、水洗塔(13)、粗馏塔(26)、甲醇塔(35)和杂质塔(42)，其特征在于，该节能方法中，精馏塔(1)使用一次蒸汽加热；精馏塔(1)塔顶酒汽逐级依次加热水洗塔(13)、甲醇塔(35)和粗馏塔(26)；水洗塔(13)和甲醇塔(35)塔顶酒汽分别加热粗馏塔(26)；粗馏塔(26)塔顶酒汽作为发酵醪液的第一级预热热源；粗馏塔(26)底部酒糟作为发酵醪液的第二级预热热源；一次蒸汽的凝结水经闪蒸后的二次蒸汽加热杂质塔(42)。
2.根据权利要求1所述的五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能方法，其特征在于， 所述一次蒸汽温度165-170°C、压力0. 65-0. SMpa ；精馏塔(1)底部温度157_159°C、顶部温 度133-135°C ；水洗塔(13)底部温度123_125°C、顶部温度93_95°C ；粗馏塔(26)底部温度 83-85°C、顶部温度69-71°C ；甲醇塔(35)底部温度117_119°C、顶部温度93_95°C ；杂质塔 (42)底部温度103-105°C、顶部温度78-80°C。
3.一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，基于权利要求1所述的节能方 法，该节能系统包括精馏塔(1)、精馏塔再沸器(2)、精馏塔回流罐(10)、精馏塔凝水罐(3)、 水洗塔(13)、水洗塔再沸器(12)、水洗塔回流罐(17)、粗馏塔(26)、粗馏塔第一再沸器 (33)、粗馏塔第二再沸器(19)、粗馏塔第三再沸器(28)、甲醇塔(35)、甲醇塔再沸器(34)、 甲醇塔回流罐(29)、杂质塔(42)、闪蒸罐(41)；其特征在于，所述精馏塔再沸器(2)的壳程入口连通一次蒸汽，其出口通过管道依次串联精馏塔凝 水罐(3)、闪蒸罐(41)，所述闪蒸罐(41)的顶部出口通过管道连通杂质塔(42)的中下部入 口，杂质塔(42)的中上部出口通过管道连通水洗塔回流罐(17)；所述精馏塔(1)的顶部酒汽出口通过管道依次串联水洗塔再沸器(12)的壳程、甲醇塔 再沸器(34)的壳程、粗馏塔第一再沸器(33)的壳程，所述水洗塔再沸器(12)的壳程、甲醇 塔再沸器(34)的壳程、粗馏塔第一再沸器(33)的壳程的酒汽冷凝液出口分别通过管道连 通精馏塔回流罐(10)，精馏塔回流罐(10)通过管道连通精馏塔(1)的中上部入口 ；所述精 馏塔(1)的底部出口通过管道连通水洗塔(13)的第一中上部入口，所述精馏塔(1)的中部 出口通过管道连通杂质塔(42)的中部入口；所述水洗塔(13)的顶部酒汽出口通过管道连通粗馏塔第二再沸器(19)的壳程入口， 粗馏塔第二再沸器(19)的壳程出口通过管道依次串联水洗塔回流罐(17)、水洗塔(13)的 第二中上部入口 ；水洗塔(13)的底部出口通过管道连通精馏塔(1)的中部入口 ；所述甲醇塔(35)的顶部酒汽出口通过管道连通粗馏塔第三再沸器(28)的壳程入口， 粗馏塔第三再沸器(28)的壳程出口通过管道依次串联甲醇塔回流罐(29)、甲醇塔(35)的 中上部入口。
4.根据权利要求3所述的五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，其特征在于， 所述粗馏塔(26)的顶部酒汽出口连通一醪液酒汽预热器(21)的热源入口，醪液酒汽预热 器(21)的热源出口连通一粗馏塔冷凝器(22)的壳程入口 ；所述粗馏塔(26)的底部出口连 通一醪液酒糟预热器(20)的热源入口，醪液酒糟预热器(20)的热源出口排出醪液酒糟；发 酵成熟醪原料通入醪液酒汽预热器(21)的冷媒入口，醪液酒汽预热器(21)的冷媒出口连 通醪液酒糟预热器(20)的冷媒入口，醪液酒糟预热器(20)的冷媒出口连通粗馏塔(26)的 中上部入口 ；所述醪液酒汽预热器(21)的酒汽冷凝液出口、粗馏塔冷凝器(22)的壳程出口分别通过管道连通一粗酒罐(6)，粗酒罐(6)的上部出口连通粗馏塔冷凝器(22)的壳程入 口，粗酒罐(6)的下部出口连通水洗塔的中部入口。
5.根据权利要求4所述的五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，其特征在于， 所述粗酒罐(6)的下部出口通过一粗酒预热器(8)后连通水洗塔(13)的中部入口，粗酒预 热器(8)的热源出入口串接在精馏塔(1)的底部出口和水洗塔(13)的第一中上部入口之 间。
6.根据权利要求4所述的五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能系统，其特征在于， 所述粗馏塔冷凝器(22)的壳程出口设置有涤气塔(3)。
全文摘要
本发明公开了一种五塔三级差压蒸馏生产食用乙醇的节能方法和节能系统。该系统主要包括精馏塔(1)、水洗塔(13)、粗馏塔(26)、甲醇塔(35)和杂质塔(42)；该节能方法中，精馏塔(1)使用一次蒸汽加热；精馏塔(1)塔顶酒汽依次逐级加热水洗塔(13)、甲醇塔(35)和粗馏塔(26)；水洗塔(13)和甲醇塔(35)塔顶酒汽分别加热粗馏塔(26)；粗馏塔(26)塔顶酒汽作为发酵醪液的第一级预热热源；粗馏塔(26)底部酒糟作为发酵醪液的第二级预热热源；一次蒸汽的凝结水经闪蒸后的二次蒸汽加热杂质塔(42)。
文档编号C07C31/08GK101851149SQ201010181600
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者刘建文, 李江辉, 罗欣欣 申请人:中国轻工业西安设计工程有限责任公司