專利名稱：分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)無水酒精的方法，特別是一種分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法。
目前無水酒精多由工業(yè)乙醇(95％)或食用乙醇(95％)為原料，通過石灰法、共沸精餾法、萃取精餾法等幾種常用的方法來生產(chǎn)，一般分為兩大類(1)精餾法-分加鹽精餾、減壓精餾、共沸精餾、萃取精餾和加鹽萃取精餾等方法，常用為共沸精餾法，其原理是利用水和乙醇的沸點(diǎn)不同或利用共沸物的沸點(diǎn)不同來分離水和乙醇。(2)吸附法-石灰法、金屬鈉法、分子篩法等，其原理利用吸附劑對(duì)水和乙醇的吸附能力不同來分離水和乙醇。這兩種方法相比，區(qū)別在于精餾法要求原料含量在92％(W/W)，特點(diǎn)是連續(xù)操作，溶劑可循環(huán)使用，產(chǎn)品質(zhì)量好，可操作性強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，缺點(diǎn)是溶劑損耗大，使得生產(chǎn)能耗和成本高，有機(jī)溶劑再生系統(tǒng)流程長，投資和回收成本高，尤其因?yàn)楸筋愑袡C(jī)溶劑的毒性，使得環(huán)境污染大，在美國等發(fā)達(dá)國家近10年已被限制使用，個(gè)別地區(qū)由于環(huán)保要求已終止使用；一般小規(guī)模脫水常采用電石灰法，但是由于脫水劑的不可再生性及頻繁更換，使得此法操作成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，限制其在大規(guī)模工廠的使用；而非分子篩吸附法要求原料含量在92％(W/W)，特點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，適用于小規(guī)模生產(chǎn)，但此法吸附劑不可再生，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅能除去乙醇中的水份，對(duì)去除其它成份沒有作用；現(xiàn)有的分子篩法雖然可連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量也好，去除水份的同時(shí)可除去其它雜質(zhì)，但此法仍存在著吸附劑再生能耗大、再生系統(tǒng)流程長、投資大而生產(chǎn)規(guī)模不大等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種操作成本低、能耗低、流程短、投資省、使用壽命長、無任何環(huán)境污染及三廢排放且酒精收率高的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至120-170℃，并在0.1-0.4Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的一種優(yōu)選的方法包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至140-170℃，并在0.3-0.4Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精，無水酒精濃度最高可達(dá)到99.995％。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的另一種優(yōu)選的方法包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至120-140℃，并在0.1Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精，無水酒精濃度最高可達(dá)到99.995％。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法還可以包括分子篩的吸附停止后，繼續(xù)在0.02-0.05Mpa(絕對(duì)壓力)的壓力下開始解吸，當(dāng)溫度降到130℃時(shí)，解吸停止，再開始下一輪分子篩的吸附和解吸過程。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法還可以包括分子篩的吸附停止后，在常壓下用產(chǎn)品氣沖洗吸附塔對(duì)分子篩進(jìn)行再生，當(dāng)溫度降到170℃時(shí)，解吸停止，再開始下一輪分子篩的吸附和解吸過程。
其中，所述原料酒精為92-95％的液體酒精。
所述分子篩選用3型溴石分子篩或其改進(jìn)型。
所述吸附停止時(shí)的塔內(nèi)溫度，即解吸開始時(shí)的塔內(nèi)溫度為160-220℃。
本發(fā)明的分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法所用設(shè)備包括汽化塔、2-3個(gè)分子篩吸附塔、程序控制單元、程控閥、冷凝塔和真空抽吸泵。
在上述吸附和解吸過程中，可通過預(yù)先設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制分子篩吸附塔的閥門切換，即當(dāng)吸附塔內(nèi)溫度升高到160-220℃時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥門，使吸附塔由吸附狀態(tài)進(jìn)入解吸狀態(tài)，完成吸附塔的再生過程；當(dāng)吸附塔內(nèi)溫度降低到130-170℃時(shí)，打開進(jìn)料閥門，進(jìn)入下一周期的吸附過程。如此往復(fù)，可得到99.5％(體積比)的無水酒精。
為了得到連續(xù)的產(chǎn)品，一般采用兩塔到三塔吸附。
本發(fā)明的子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法利用分子篩對(duì)水的吸附作用及可脫附性，采用自動(dòng)控制氣相變壓吸附手段，在工藝流程上使用多塔變替吸附再生的方式，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫水及在線再生，生產(chǎn)出的無水酒精可作為替代石油的新能源，同時(shí)也可以摻入汽油中提高其燃燒值，對(duì)改善防爆性能并保持機(jī)器的清潔和減少對(duì)空氣的污染有其必不可少的作用。具體優(yōu)點(diǎn)是1)高度自動(dòng)化，無人操作。
2)無故障操作，年工作時(shí)間300天以上。
3)操作成本低，能耗低。
4)流程短，投資省。
5)使用壽命長，正常操作條件下吸附更換時(shí)間一般5-7年。
6)無任何環(huán)境污染及三廢排放。
7)酒精收率高。
8)脫水深度高，根據(jù)用戶需要可使無水酒精含水量小于0.1％，無水酒精濃度最高可達(dá)到99.995％。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例一種分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法，它包括將原料為92-95％的液體酒精經(jīng)汽化器加熱汽化后，再過熱至150℃后進(jìn)入吸附塔，在0.25Mpa的吸附壓力下通過0.08mm的3型溴石分子篩進(jìn)行6分鐘的吸附過程，在吸附的同時(shí)放出大量的吸附熱，使吸附塔溫度升高，當(dāng)溫度升到200℃時(shí)，吸附過程基本停止，此時(shí)可通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制相關(guān)閥門的切換，使吸附塔進(jìn)入解吸狀態(tài)，在0.06Mpa的壓力下開始解吸，解吸過程由吸附塔降壓、抽真空(或用產(chǎn)品氣沖洗)、升壓步驟組成，解吸時(shí)，塔溫逐漸降低，直到解吸溫度降為吸附溫度150℃時(shí)，解吸停止，完成吸附塔的再生過程。然后通過閥門的切換，進(jìn)入下一周期的分子篩的吸附和解吸過程。如此往復(fù)，可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精。
上述方法采用的設(shè)備包括汽化塔、吸附塔、冷凝塔、程序控制單元、程控閥、真空抽吸泵。
為了得到連續(xù)的產(chǎn)品，采用兩塔吸附。
應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述僅僅是示意性地說明本發(fā)明，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本技術(shù)領(lǐng)域里還可以作出各種修改并且還有其他的實(shí)施方案，因此，本發(fā)明理應(yīng)包括權(quán)利要求書中定義的所有這些其它的實(shí)施方案、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法，其特征是包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至120-170℃，并在0.1-0.4Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至140-170℃，并在0.3-0.4Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化后，再加熱至120-140℃，并在0.1Mpa的吸附壓力下通過0.05-0.1mm的3分子篩進(jìn)行3-10分鐘的吸附，吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5％(體積比)以上的無水酒精。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包括分子篩的吸附停止后，繼續(xù)在0.02-0.05Mpa(絕對(duì)壓力)的壓力下開始解吸，當(dāng)溫度降到130℃時(shí)，解吸停止，再開始下一輪分子篩的吸附和解吸過程。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包括分子篩的吸附停止后，在常壓下用產(chǎn)品氣沖洗吸附塔對(duì)分子篩進(jìn)行再生，當(dāng)溫度降到170℃時(shí)，解吸停止，再開始下一輪分子篩的吸附和解吸過程。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述原料酒精為92-95％的液體酒精。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述分子篩選用3型溴石分子篩或其改進(jìn)型。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述吸附停止時(shí)的塔內(nèi)溫度，即解吸開始時(shí)的塔內(nèi)溫度為160-220℃。
全文摘要
本發(fā)明為一種分子篩吸附脫水生產(chǎn)無水酒精的方法及其所用設(shè)備。本方法包括將原料酒精經(jīng)加熱汽化在過熱后,通過分子篩進(jìn)行吸附,吸附后的氣體經(jīng)冷凝即可得到99.5%(體積比)以上的無水酒精。本方法具有操作成本低、能耗低、流程短、投資少、使用壽命長、無任何環(huán)境污染及三廢排放、酒精收率高及脫水深度高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C31/00GK1348942SQ0112946
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者鐘婭玲, 沈靜, 蔡躍明 申請(qǐng)人:北京邁勝普技術(shù)有限公司, 四川科瑞興高技術(shù)有限責(zé)任公司