專利名稱：燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法。
背景技術(shù)：
由于全球石油資源的緊俏以及生物酶技術(shù)的飛速發(fā)展，采用發(fā)酵法生產(chǎn)燃料乙醇替代汽油的工藝日益廣泛，美國發(fā)酵法的燃料乙醇年產(chǎn)量已達到1000萬噸。我國推廣使用車用乙醇汽油的工作已全面啟動。2001年4月份頒布了《變性燃料乙醇》及《車用乙醇汽油》兩項國家標準，車用乙醇汽油中的乙醇添加量為10％。目前在我國東北三省已全面推廣使用車用乙醇汽油。
在燃料乙醇生產(chǎn)過程中，通過精餾手段脫去成熟醪原料中的大部分水，得到水含量接近共沸組成的高濃度乙醇，需要進一步脫除共沸水，工業(yè)生產(chǎn)上，共沸水通常采用吸附方法脫除，得到符合燃料乙醇水含量要求的產(chǎn)品，無水乙醇的水含量比燃料乙醇要求更嚴格，因此，無水乙醇可以作為燃料乙醇使用，其具體指標詳見GB18350-2001和GB678-90。
雜醇油是乙醇生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物之一，它在乙醇發(fā)酵過程中形成，而在乙醇蒸餾中被分離出來，以玉米為原料的的乙醇生產(chǎn)為例，雜醇油的提取率約占乙醇產(chǎn)量的0.3％～0.7％。它主要由乙醇、異丙醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇、癸酸乙酯以及水等十多種物質(zhì)組成。由于不同的乙醇生產(chǎn)裝置的發(fā)酵、精餾和萃取工藝的差別，雜醇油餾分的組成和收率存在著一定的差異，雜醇油中水含量約占10％～15％，甚至高達30％，水與雜醇油中C2～C5醇和酯之間均能形成恒沸物。
雜醇油是汽油和乙醇的良好分散劑，在燃料乙醇生產(chǎn)過程中通常將雜醇油餾分直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中。未經(jīng)進一步處理的雜醇油中的水含量較高，因此，要求未加雜醇油的燃料乙醇的水含量指標要有較大的余量，使雜醇油直接添加后水含量還能滿足小于0.8％的要求，燃料乙醇質(zhì)量受影響，雜醇油不能實現(xiàn)高附加值的利用，裝置吸附脫水的生產(chǎn)能力受到限制。
我國燃料乙醇生產(chǎn)和使用剛剛起步，乙醇生產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)為食用乙醇企業(yè)，規(guī)模相對較小，雜醇油萃取和利用技術(shù)水平較低，一般采用氯化鈉或生石灰鹽析法脫水預處理雜醇油，再進行提純或綜合利用。鹽析脫水后的雜醇油含有一定量的水和鹽，水含量在8％～12％左右，脫水效果差，廢水中含有雜醇油，后處理困難，污染環(huán)境，并腐蝕后續(xù)精制分離設備，影響雜醇油綜合利用效果。
因此，采用高效和清潔方法最大限度地除去雜醇油中的水，是實現(xiàn)雜醇油有效利用，提高燃料乙醇裝置的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，就是在雜醇油共沸精餾脫水操作中，將水含量小于0.8％的乙醇做為共沸劑。
本發(fā)明的雜醇油共沸精餾脫水操作為間歇操作或連續(xù)操作多都可以。
共沸劑燃料乙醇的量要≥雜醇油中水的共沸脫除的量。
根據(jù)雜醇油中的水分子與各種醇之間形成共沸物的相對揮發(fā)度的差異，以水含量小于0.8％的乙醇為共沸劑，通過共沸精餾脫除雜醇油中的水，接近共沸組成的含水乙醇可以作為工業(yè)乙醇產(chǎn)品出售，也可返回乙醇吸附脫水裝置回收；脫水后的雜醇油可以直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中，也可以通過精餾手段繼續(xù)精制得到各種醇和酯的純品。表1為乙醇—水溶液的恒沸組成隨壓力變化表。
表1 乙醇—水溶液的恒沸組成隨壓力變化表

本發(fā)明的雜醇油脫水的新方法分為間歇操作和連續(xù)操作。
間歇操作為將含有水10-30％的雜醇油餾分和含水小于0.8％的乙醇一次送入雜醇油脫水塔，乙醇的加入量應大于操作條件下與雜醇油中所含水形成共沸物的量，如表1所示，實現(xiàn)乙醇共沸脫水的目的。塔頂采出水含量接近共沸組成的工業(yè)乙醇，脫水后的雜醇油可考慮作為分散劑直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中，也可考慮進一步精餾分離C2～C5醇和酯的純品，其精制過程產(chǎn)生的混合醇、混合酯和殘液作為分散劑直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中。工業(yè)乙醇流股可作為產(chǎn)品出售，也可返回乙醇吸附脫水裝置回收。
連續(xù)操作為將含有水8-30％的雜醇油餾分和含水小于0.8％的乙醇連續(xù)送入雜醇油脫水塔，乙醇的加入量應大于操作條件下與雜醇油中所含水形成共沸物的量，實現(xiàn)乙醇共沸脫水的目的。塔頂連續(xù)采出水含量接近共沸組成的工業(yè)乙醇，該流股可作為產(chǎn)品出售，也可返回乙醇吸附脫水裝置回收，脫水后的雜醇油流股可以直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中，也可以通過連續(xù)或間歇精餾手段得到各種醇和酯的純品，其精制過程產(chǎn)生的混合醇、混合酯和殘液可考慮作為分散劑直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中。
在雜醇油脫水操作過程中，共沸劑燃料乙醇的量由雜醇油中的水含量決定，至少要滿足雜醇油中水的共沸脫除。乙醇的加入量過量越多，脫水操作越容易，脫水效果愈好，但后處理費用高。精餾操作壓力根據(jù)分離物料特性和公用工程條件可設計為加壓、常壓和負壓操作。
可有效解決燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油水含量較高，直接混配到燃料乙醇中造成燃料乙醇產(chǎn)品水含量增加的難題。
本雜醇油餾分脫水的方法，可以適用于其它含水混醇脫水精制。
該方法從根本上解決了雜醇油流股不做脫水處理水含量高，直接放入燃料乙醇產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，提高了燃料乙醇吸附脫水裝置的生產(chǎn)能力，同時也為雜醇油的各組份的精制提純，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。


圖1雜醇油餾分脫水方法的間歇工藝流程示意圖；圖2雜醇油餾分脫水方法的的連續(xù)工藝流程示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法作進一步的詳細說明實施例1如圖1所示，該裝置為日處理雜醇油3333千克的裝置，雜醇油餾分脫水精制的生產(chǎn)過程主要在間歇精餾裝置上完成。原料主要組成見表2。
表2原料主要組成

自雜醇油原料罐1的原料3333千克和乙醇原料罐2中的水含量為0.2％的4700千克的乙醇共沸劑放入間歇精餾塔3的塔釜內(nèi)進行間歇精餾操作，脫水操作壓力為常壓，塔頂依次收集采出各種產(chǎn)品至工業(yè)乙醇罐5、異丙醇罐6、正丙醇罐7、異丁醇罐8、異戊醇罐9和癸酸乙酯罐10等，過渡餾分罐4收集后下一批物料精制操作時回收，其它醇罐11和其它酯罐12中的其它精鎦產(chǎn)物可根據(jù)生產(chǎn)要求采出，否則和殘液罐13中的殘液作為分散劑直接混入燃料乙醇中。表3為按照附圖1雜醇油餾分脫水新方法的間歇工藝流程得到的部分雜醇油主要產(chǎn)品。
表3間歇工藝雜醇油主要產(chǎn)品


實施例2如圖2所示，該裝置年處理雜醇油1000噸，雜醇油餾分脫水采用連續(xù)精餾操作，雜醇油脫水后采用精餾提純。原料主要組成見表2。
自雜醇油原料罐1的原料139kg/h和乙醇原料罐2的水含量為0.2％的187kg/h的乙醇共沸劑連續(xù)進入雜醇油餾分連續(xù)脫水塔14，脫水操作壓力為常壓。脫水塔塔頂連續(xù)采出的工業(yè)乙醇至工業(yè)乙醇罐5，塔釜采出的脫水后的雜醇油送入雜醇油精餾提純裝置15。雜醇油精制裝置可采用連續(xù)和間歇操作得到各種醇和酯的產(chǎn)品，送至異丙醇罐6、正丙醇罐7、異丁醇罐8、異戊醇罐9和癸酸乙酯罐10等。其它醇罐11和其它酯罐12中的其它精鎦產(chǎn)物可根據(jù)生產(chǎn)要求采出，否則和殘液罐133中的殘液作為分散劑直接混入燃料乙醇中。表4為按照附圖2雜醇油脫水方法的連續(xù)工藝流程得到的部分雜醇油主要產(chǎn)品。
表4連續(xù)工藝雜醇油主要產(chǎn)品

本發(fā)明公開和提出的方法和制備技術(shù)，本領域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當改變原料、工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)設計等環(huán)節(jié)實現(xiàn)。本發(fā)明的方法與技術(shù)已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和技術(shù)進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，其特征是在雜醇油其沸精餾脫水操作中，將水含量小于0.8％的乙醇做為共沸劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，其特征是所述的雜醇油共沸精餾脫水操作為間歇操作或連續(xù)操作。
3.如權(quán)利要求2所述的一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，其特征是所述的共沸劑燃料乙醇的量要≥雜醇油中水的共沸脫除的量。
4.如權(quán)利要求2所述的一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，其特征是所述的雜醇油共沸精餾脫水操作后，脫水后的雜醇油作為分散劑直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中或進一步精餾分離C2～C5醇和酯的純品，其精制過程產(chǎn)生的混合醇、混合酯和殘液作為分散劑直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中。
5.如權(quán)利要求2所述的一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的方法，其特征是所述的雜醇油共沸精餾脫水操作后，工業(yè)乙醇流股作為產(chǎn)品或返回乙醇吸附脫水裝置回收。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油餾分脫水的新方法，即可有效解決燃料乙醇生產(chǎn)過程中雜醇油水含量較高，直接混配到燃料乙醇中造成燃料乙醇產(chǎn)品水含量大幅度增加的難題。本發(fā)明根據(jù)雜醇油中的水分子與各種醇之間均能形成共沸物的相對揮發(fā)度的差異，以燃料乙醇為共沸劑，通過共沸精餾脫除雜醇油中的水，生產(chǎn)水含量接近共沸組成的工業(yè)乙醇產(chǎn)品，脫水后的雜醇油可以直接放入燃料乙醇的產(chǎn)品中，也可以通過精餾手段得到各種醇的純品。該工藝從根本上解決了雜醇油流股不做脫水處理水含量高，直接放入燃料乙醇產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，為雜醇油的各組份的精制提純，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。
文檔編號C10G33/00GK1644654SQ200410093899
公開日2005年7月27日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者張敏華, 呂惠生, 董秀芹, 劉成, 劉宗章, 李永輝 申請人:天津大學