一種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化工生產設備領域。在萃取精餾生產高純度乙醇過程中，采用低共熔溶劑替代對人體和環境有害的萃取劑乙二醇。具體為一種適用于低共熔溶劑等高沸點萃取劑的一種萃取精餾生產裝置。
【背景技術】
[0002]無論哪種規格的乙醇都有一個共同的要求，即低的含水量。由于乙醇和水形成沸點78.15°C的共沸混合物，后續工藝必須采用特殊方法才能得到純度較高的乙醇產品。目前，工業上普遍采用共沸精餾和萃取精餾制取高純度乙醇。因此，乙醇生產過程中，精餾提純過程制約著整個生產過程和產品質量、產品收率及公用工程消耗。采用萃取劑脫水的萃取精餾法靠的是萃取溶劑將處于氣相狀態的乙醇水混合物中的水溶于萃取溶劑中，屬于氣液萃取過程(不同于液液萃取)。多數企業采用該法生產高純度乙醇產品。如以乙二醇作為萃取劑的萃取精餾制取無水乙醇技術具有相對低能耗、設備簡單、操作方便等優點而在工業上得到廣泛應用。近年來誕生的加鹽萃取精餾克服了傳統萃取精餾萃取溶劑用量大的缺點，進一步降低了能耗。添加無機鹽的萃取劑借助無機鹽的作用提高待分離組分之間相對揮發度，提高了過程效率。然而，加鹽萃取精餾也存在設備防腐性能要求高，鹽有可能結垢和需增設保溫等問題。總之，特殊精餾法制取高純度乙醇仍有必要和可能性降低過程的能耗。萃取劑的研發就是一個重要的領域。
[0003]乙二醇也是毒性很強的危險化學品。圍繞萃取劑的選擇，人們一直在開展研究以尋求新的替代品，如甘油、四乙二醇和離子液體等替代乙二醇的可能性都在進行研究。相關研究表明，使用高沸點萃取劑時生產高純度乙醇的能耗較低。而目前尚未發現更好的能在工業上使用的高沸點萃取劑。
【發明內容】
[0004]本實用新型為解決乙二醇萃取劑毒性大，萃取精餾能耗高，而提供一種用于高沸點溶劑萃取精餾制取高純度乙醇的生產裝置。它能解決現有生產設備中存在的乙二醇毒性和能耗過高的問題。該裝置特別適用于甘油、四乙二醇、低共熔溶劑和離子液體等高沸點萃取劑，而且對異丙醇水等共沸物的脫水也會有一定效果。
[0005]本實用新型采用以下技術方案予以實現。
[0006]—種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置，它包括萃取精餾塔、閃蒸罐、回收塔、真空系統、儲罐、兩個冷凝器、兩個再沸器和物料輸送栗。所述萃取精餾塔塔體設有乙醇水原料進料閥和萃取劑加料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出料控制閥，底部設有再沸器和塔底出料閥；所述閃蒸罐與真空系統連接，底部設有萃取劑循環閥，閃蒸罐一側設有閃蒸氣體出料閥；所述回收塔設有閃蒸氣體進料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出水閥，底部設有再沸器和萃取劑循環閥；所述真空系統為常規蒸汽噴射栗；所述儲罐為不銹鋼材料的圓柱形罐體；所述儲罐與回收塔的連接管道上設有閃蒸氣體管道栗。
[0007]本實用新型與現有技術相比的有益效果:裝置結構簡單。與乙二醇相比，采用本技術生產高純度乙醇時，噸產品能耗下降26%。萃取劑可循環使用，生產成本低、效率高，節能環保。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的結構原理示意圖。
[0009]圖中符號說明:1、萃取精餾塔；2、閃蒸罐；3、回收塔；4、真空系統；5、儲罐；6、冷凝器；7、再沸器；8、冷凝器；9、再沸器；10、管道栗；11、原料進料閥；12、萃取劑進料閥；13、高純度乙醇出料閥；14、水出料閥；15、萃取劑循環閥；16、萃取劑循環閥；17、連接閥；18、連接閥；19、連接閥；20連接閥。
【具體實施方式】
[0010]下面參照附圖對本實用新型【具體實施方式】進行詳細說明:
[0011]參見圖1。
[0012]本實用新型一種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置，它包括萃取精餾塔(I)、閃蒸罐(2)、回收塔(3)、真空系統(4)、儲罐(5)、冷凝器(6)和(8)、再沸器(7)和(9 )、管道栗(10 )、原料進料閥(11)、萃取劑進料閥(12 )、高純度乙醇出料閥(13 )、水出料閥(14)、萃取劑循環閥(15 )和(16 )、連接閥(17 )、( 18 )、( 19 )、( 20 )。所述萃取精餾塔塔體設有乙醇水原料進料閥和萃取劑加料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出料控制閥，底部設有再沸器和塔底出料閥；所述閃蒸罐與真空系統連接，底部設有萃取劑循環閥，閃蒸罐一側設有閃蒸氣體出料閥；所述回收塔設有閃蒸氣體進料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出水閥，底部設有再沸器和萃取劑循環閥。
[0013]進一步地，所述真空系統為常規蒸汽噴射栗；所述儲罐為不銹鋼材料的圓柱形罐體；所述儲罐與回收塔的連接管道上設有閃蒸氣體管道栗。所述各部件間均采用管道連接。
[0014]進一步地，生物法得到的乙醇水共沸物和化學合成法得到的乙醇水共沸物均可使用本萃取精餾裝置制取高純度乙醇。
[0015]進一步地，所述高沸點萃取劑包括甘油、低共熔溶劑和離子液體等。低共熔溶劑包括氯化膽堿與乙二醇、氯化膽堿與甘油和氯化膽堿與尿素合成得到的低共熔溶劑。
[0016]本實用新型的工作實施過程是:
[0017]實施例一
[0018]如圖1所示，打開進料閥11，將乙醇含量96.5%的乙醇水混合溶液1.2m3/h栗入到萃取精餾塔I中。從萃取劑進料閥12栗入由氯化膽堿和乙二醇合成的低共熔溶劑，流量為
1.2m3/h，氯化膽堿與乙二醇的摩爾比為1:2。萃取精餾塔I中，塔頂溫度控制為78°C，塔頂壓力為0.1MPa，塔頂采出量為1.1m3A,回流比為1.3，塔釜溫度控制在119°C。所述萃取精餾塔I高15米，直徑0.8米，裝填絲網波紋填料6立方，塔頂冷凝器為列管換熱器，面積20平米；塔釜再沸器為列管換熱器，面積30平米。待萃取精餾塔運行20分鐘后，打開真空系統4，控制閃蒸罐的真空度為0.099MPa。打開連接閥18，精餾塔釜料液進入閃蒸罐2，在減壓條件下閃蒸。閃蒸罐2的罐底料液增壓后循環回萃取精餾塔I。罐頂氣相進入氣體儲罐5之后，經增壓進入回收塔3脫水。回收塔塔釜得到再生的低共熔溶劑，循環使用。回收塔塔頂出料為水。所述回收塔塔高5米，直徑0.6米，裝填絲網波紋填料1.2立方，塔頂冷凝器為列管換熱器，面積15平米；塔釜再沸器為列管換熱器，面積20平米。
[0019]萃取精餾塔塔頂蒸出的高純度乙醇產品經檢測，乙醇含量(%) >99.8。
[0020]實施例二
[0021]本實用新型也適應于乙醇含量低于96.5%的乙醇水混合溶液的提純。如圖1所示，如圖1所示，打開進料閥11，將乙醇含量90%的乙醇水混合溶液1.3 m3/h栗入到萃取精餾塔I中。從萃取劑進料閥12栗入有氯化膽堿和甘油合成的低共熔溶劑，流量為1.Sm3/h，氯化膽堿與甘油的摩爾比為1:2。萃取精餾塔I中，塔頂溫度控制為78°C，塔頂壓力為0.1MPa，塔頂采出量為1.1 !!^/!!，回流比為丨^。打開塔釜再沸器的熱源蒸汽。塔釜溫度控制在121°C。所述萃取精餾塔高15米，直徑0.8米，裝填絲網波紋填料6立方，塔頂冷凝器為列管換熱器，面積20平米；塔釜再沸器為列管換熱器，面積30平米。待萃取精餾塔運行20分鐘后，打開真空系統4，控制閃蒸罐的真空度為0.099MPa。之后，打開連接閥18，精餾塔釜料液進入閃蒸罐2，在減壓條件下閃蒸。閃蒸罐2的罐底料液增壓后循環回萃取精餾塔1罐頂氣相進入氣體儲罐5之后，經增壓進入回收塔3脫水。回收塔塔釜得到再生的低共熔溶劑，循環使用。回收塔塔頂出料為水。所述回收塔塔高5米，直徑0.6米，裝填絲網波紋填料1.2立方，塔頂冷凝器為列管換熱器，面積15平米；塔釜再沸器為列管換熱器，面積20平米。
[0022]萃取精餾塔塔頂蒸出的高純度乙醇產品經檢測，乙醇含量(%) >99.5。
【主權項】
1.一種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置，其特征在于，它包括萃取精餾塔、閃蒸罐、回收塔、真空系統、儲罐、兩個冷凝器、兩個再沸器和物料輸送栗；所述萃取精餾塔塔體設有乙醇水原料進料閥和萃取劑加料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出料控制閥，底部設有再沸器和塔底出料閥；所述閃蒸罐與真空系統連接，底部設有萃取劑循環閥，閃蒸罐一側設有閃蒸氣體出料閥；所述回收塔設有閃蒸氣體進料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出水閥，底部設有再沸器和萃取劑循環閥。2.如權利要求1所述的一種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置，其特征是萃取精餾塔后設有閃蒸罐；在減壓條件下，實現高沸點溶劑與低沸點組分的分離。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高沸點溶劑萃取精餾法生產高純度乙醇的節能裝置，它包括萃取精餾塔、閃蒸罐、回收塔、真空系統、儲罐、兩個冷凝器、兩個再沸器和物料輸送泵。所述萃取精餾塔塔體設有乙醇水原料進料閥和萃取劑加料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出料控制閥，底部設有再沸器和塔底出料閥；所述閃蒸罐與真空系統連接，底部設有萃取劑循環閥，閃蒸罐一側設有閃蒸氣體出料閥；所述回收塔設有閃蒸氣體進料閥，頂部設有冷凝器和塔頂出水閥，底部設有再沸器和萃取劑循環閥。本實用新型裝置結構簡單。與乙二醇相比，采用本技術生產高純度乙醇時，噸產品能耗下降26%。高沸點萃取劑包括甘油、低共熔溶劑和離子液體等。萃取劑可循環使用，生產成本低、效率高，節能環保。
【IPC分類】B01D3/40, C07C31/08, C07C29/84, B01D3/14
【公開號】CN204865037
【申請號】CN201520116736
【發明人】馮樹波, 趙亞男, 馮天時
【申請人】石家莊搏澳增塑材料科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年2月26日