專利名稱：生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生物丁醇生產(chǎn)過程的的排雜方法，特別涉及生物丁醇生產(chǎn)過程的 重組分雜質(zhì)和輕組分雜竭的排除方法。
背景技術(shù)：
丁醇是重要的有機(jī)溶劑和化工原料，廣泛應(yīng)用于化工、塑料、.有機(jī)合成、油漆、制藥 等領(lǐng)域。丁醇可以以石油為原料通過化學(xué)法生產(chǎn)，也可以采用生物發(fā)酵法生產(chǎn)。
發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇,.聯(lián)產(chǎn)丙酮、乙醇(Acetone-butanol-ethanol, ABE)，曾是丁醇丙酮的 主要生產(chǎn)方法，到上世紀(jì)90年代初期逐漸被日益成熟、成本低廉的化學(xué)法取代。近年來 隨著石油資源的日趨減少和環(huán)境問題的不斷惡化，利用可再生資源通過發(fā)酵法生產(chǎn)ABE 再次引起了世界各國的普遍關(guān)注，生物丁醇生產(chǎn)重新顯示出競爭優(yōu)勢。
生物丁醇的生產(chǎn)是以玉米、小麥、高粱、紅薯、木薯等淀粉質(zhì)為原料，或以甘蔗、糖 蜜、菊芋等糖質(zhì)為原料，經(jīng)發(fā)酵基質(zhì)制備、發(fā)酵、溶劑蒸餾和廢醪液處理四個(gè)工段而得成 品。精餾單元目的是將成熟醪中的丙酮、丁醇及乙醇產(chǎn)品蒸出并提純，即排除影響產(chǎn)品質(zhì) 量的各種重組分雜質(zhì)及輕組分雜質(zhì)得到成品。
生物丁醇的成熟醪主要成分有
(1) 水 94 96%;
(2) 丙酮、丁醇及乙醇 1.8~2.1%;
(3) 固形物 2.5~3.8%;
(4) 有機(jī)化合物 0.15~0.2%。
大部分水和固形物將在醪塔中除去；而有機(jī)化合物即總?cè)軇┲械碾s質(zhì)是隨著不同原料 和菌種產(chǎn)生而混雜在溶劑中的，需要在精餾中除去，否則會(huì)影響產(chǎn)品純度，造成產(chǎn)品質(zhì)量 指標(biāo)不合格。這些雜質(zhì)包括醛、酸、醇、酮及酯等。
傳統(tǒng)的生物丁醇生產(chǎn)精餾單元的輕組分雜質(zhì)的排出依靠多點(diǎn)洗滌、多點(diǎn)放空來實(shí)現(xiàn)， 整個(gè)裝置包括多個(gè)洗滌塔及多個(gè)放空口，不僅造成洗滌水的大量使用，而且由于放空口不 是輕組分富集區(qū)域，造成目標(biāo)產(chǎn)品損失大，產(chǎn)品收率低。傳統(tǒng)的生物丁醇生產(chǎn)精餾單元重 組分雜質(zhì)的排出點(diǎn)為一丁醇塔塔底丁醇油流股，該排出口只能排出比丁醇重的重組分雜 質(zhì)，無法有效排出沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)，造成產(chǎn)品純度低。
因此，用現(xiàn)代化工技術(shù)和裝備，開發(fā)新的高效的排雜方法，減少產(chǎn)品的損失，提高目 標(biāo)產(chǎn)品丁醇丙酮及乙醇收率，降低裝置能耗物耗，是降低生物丁醇生產(chǎn)成本，提高生物丁醇產(chǎn)品的市場競爭力的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，即分別在精餾單元的重組分雜質(zhì) 富集區(qū)域及輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)排雜。
本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，其精餾單元的工藝流程為成熟醪在醪塔系統(tǒng) 中進(jìn)行粗分離后進(jìn)乙丙塔，物料經(jīng)乙丙塔得粗丁醇及丙酮、乙醇、水的混合物。粗丁醇經(jīng) 一丁醇塔、二丁醇塔精制，在二丁醇塔側(cè)線采出丁醇成品。丙酮、乙醇、水的混合物經(jīng)丙 酮塔得粗丙酮及粗乙醇。粗丙酮經(jīng)一醛塔、二醛塔精制，在二醛塔側(cè)線采出丙酮成品。粗 乙醇經(jīng)乙醇塔精制，側(cè)向采出乙醇成品。
本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，是在重組分雜質(zhì)富集區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)排雜，所 述的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域依據(jù)成熟醪組成不同分別為一丁醇塔塔釜流股或一丁醇塔塔釜 流股與二丁醇塔塔頂流股、塔釜流股的組合。當(dāng)成熟醪中僅含有沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜 質(zhì)時(shí)，重組分排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股；當(dāng)成熟醪中重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.05% 時(shí)，排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔釜流股的組合；當(dāng)成熟醪即含有沸點(diǎn)高于丁 醇的重組分雜質(zhì)，又含有沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股 與二丁醇塔塔頂流股的組合；當(dāng)成熟醪中較重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.1%時(shí)，排雜點(diǎn) 為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔頂流股和二丁醇塔塔釜流股的組合。
本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，在輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)排雜，所述 的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域依據(jù)成熟醪組成的不同分別為一醛塔塔頂流股或一醛塔塔頂流股 與二醛塔塔頂流股或一醛塔塔頂流股與二醛塔塔頂流股及丙酮塔頂流股的組合。當(dāng)成熟醪 中僅含有醛類輕組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股；當(dāng)成熟醪中還含有醇類輕組分雜 質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股與二醛塔塔頂流股的組合；當(dāng)成熟醪中還含有其他輕組分 雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股與二醛塔塔頂流股和丙酮塔頂流股的組合。
傳統(tǒng)的生物丁醇生產(chǎn)溶劑精餾單元重組分雜質(zhì)的排出點(diǎn)為一丁醇塔塔底丁醇油流股， 該排出口只能排出比丁醇重的重組分雜質(zhì)，無法有效排出沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜 質(zhì)。
所述的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域能夠高效的排出整個(gè)裝置中的各種重組分雜質(zhì)，包括沸點(diǎn) 高于丁醇的重組分雜質(zhì)和沸點(diǎn)略低于丁醇的的較重組分雜質(zhì)。
傳統(tǒng)的生物丁醇生產(chǎn)精餾單元輕組分雜質(zhì)的排出依靠多點(diǎn)洗滌、多點(diǎn)放空來實(shí)現(xiàn)，整 個(gè)裝置包括多個(gè)洗漆塔及多個(gè)放空口，不僅造成洗滌水的大量使用，而且由于放空口不是 輕組分富集區(qū)域，造成目標(biāo)產(chǎn)品損失大，產(chǎn)品收率低。
本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，所述的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域能夠高效的排出 整個(gè)裝置中的各種輕組分雜質(zhì)；同時(shí)由于排放點(diǎn)為輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域，減少了目標(biāo)產(chǎn)物 損失，大幅度提高產(chǎn)品收率，減少了洗滌水的用量，降低裝置能耗物耗。本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，其優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)整個(gè)裝置的重組分雜質(zhì)及輕組 分雜質(zhì)進(jìn)行定點(diǎn)排放，排放點(diǎn)為重組分雜質(zhì)和輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域。該方法能夠減少產(chǎn)品 的損失，提高目標(biāo)產(chǎn)品丙酮丁醇收率，減少洗滌水的用量，降低裝置能耗物耗。
采用本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，精餾單元的總?cè)軇┦章蔬_(dá)到99%以上， 大幅度降低生物丁醇生產(chǎn)成本，提高丁醇產(chǎn)品市場競爭。


圖l:排雜工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施過程。 實(shí)施例l:
來自發(fā)酵單元的成熟醪中的重組分雜質(zhì)為沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)，輕組分雜質(zhì)中 僅含有醛類輕組分雜質(zhì)。成熟醪在醪塔系統(tǒng)中進(jìn)行粗分離后進(jìn)乙丙塔，物料經(jīng)乙丙塔得粗 丁醇及丙酮、乙醇、水的混合物。粗丁醇經(jīng)一丁醇塔、二丁醇塔精制，在二丁醇塔側(cè)線采 出丁醇成品；丙酮、乙醇、水的混合物經(jīng)丙酮塔得粗丙酮及粗乙醇，粗丙酮經(jīng)一醛塔、二 醛塔精制，在二醛塔側(cè)線采出丙酮成品，粗乙醇經(jīng)乙醇塔精制，側(cè)線采出乙醇成品。整個(gè) 裝置的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐欢〈妓鞴?，重組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流 股；整個(gè)裝置的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐蝗┧斄鞴桑p組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂 流股。 實(shí)施例2:
生物丁醇的生產(chǎn)過程如實(shí)施例1所述，其不同點(diǎn)為來自發(fā)酵單元的成熟醪中的重組 分雜質(zhì)為沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)并且重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.05%時(shí)，輕組分 雜質(zhì)中除酸類輕組分雜質(zhì)外還含有醇類輕組分雜質(zhì)。整個(gè)裝置的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐?丁醇塔塔釜流股及二丁醇塔塔釜tt股，重組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股及二丁醇塔 塔釜流股的組合；整個(gè)裝置的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐蝗┧斄鞴杉岸┧斄鞴桑?輕組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股及二醛塔塔頂流股的組合。 實(shí)施例3:
生物丁醇的生產(chǎn)過程如實(shí)施例1所述，其不同點(diǎn)為來自發(fā)酵單元的成熟醪中的重組 分雜質(zhì)即包括沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)也包括沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)，輕組分 雜質(zhì)中除醛、醇外還含有其他輕組分雜質(zhì)。整個(gè)裝置的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐欢〈妓?釜流股及二丁醇塔塔頂流股，重組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股及二丁醇塔塔頂流股 的組合；整個(gè)裝置的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐蝗┧斄鞴膳c二醛塔塔頂流股及丙酮塔塔 頂流股，輕組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股及二酸塔塔頂流股及丙酮塔塔頂流股的組實(shí)施例4:
生物丁醇的生產(chǎn)過程如實(shí)施例1所述，其不同點(diǎn)為來自發(fā)酵單元的成熟醪中的重組 分雜質(zhì)即包括沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)也包括沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)，并且較 重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.1%時(shí)，輕組分雜質(zhì)中僅含有醛類輕組分雜質(zhì)。整個(gè)裝置的 重組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐欢〈妓鞴杉岸〈妓斄鞴杉岸〈妓鞴?，?br> 組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔頂流股及二丁醇塔塔塔釜流股的組合；
整個(gè)裝置的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐蝗┧斄鞴桑p組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流 股。
實(shí)施例5:
生物丁醇的生產(chǎn)過程如實(shí)施例1所述，其不同點(diǎn)為來自發(fā)酵單元的成熟醪中的重組 分雜質(zhì)即包括沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)也包括沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)，并且此 時(shí)僅考慮重組分雜質(zhì)的排雜，不考慮輕組分雜質(zhì)的排雜。整個(gè)裝置的重組分雜質(zhì)富集區(qū)域 為一丁醇塔塔釜流股及二丁醇塔塔頂流股，重組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股及二丁
醇塔塔頂流股的組合。 實(shí)施例6:
生物丁醇的生產(chǎn)過程如實(shí)施例1所述，其不同點(diǎn)為來自發(fā)酵單元的成熟醪中的輕組 分雜質(zhì)中除醛類輕組分雜質(zhì)外還含有醇類輕組分雜質(zhì)，并且此時(shí)僅考慮輕組分雜質(zhì)的排 雜，不考慮重組分雜質(zhì)的排雜。整個(gè)裝置的輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域?yàn)橐蝗┧斄鞴杉岸?塔塔頂流股，輕組分雜質(zhì)排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股及二醛塔塔頂流股的組合。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化及改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同 物界定。
權(quán)利要求
1. 一種生物丁醇生產(chǎn)過程的重組分雜質(zhì)排雜方法，其特征是在重組分雜質(zhì)富集區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)排雜，當(dāng)成熟醪中僅含有沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)時(shí)，重組分排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股；當(dāng)成熟醪中重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.05％時(shí)，排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔釜流股的組合；當(dāng)成熟醪即含有沸點(diǎn)高于丁醇的重組分雜質(zhì)，又含有沸點(diǎn)略低于丁醇的較重組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔頂流股的組合；當(dāng)成熟醪中較重組分雜質(zhì)質(zhì)量百分含量高于0.1％時(shí)，排雜點(diǎn)為一丁醇塔塔釜流股與二丁醇塔塔頂流股和二丁醇塔塔釜流股的組合。
2. —種生物丁醇生產(chǎn)過程的輕組分雜質(zhì)排雜方法，其特征是在輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域進(jìn) 行定點(diǎn)排雜，當(dāng)成熟醪中僅含有醛類輕組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股；當(dāng) 成熟醪中還含有醇類輕組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股與二醛塔塔頂流股的 組合；當(dāng)成熟醪中還含有其他輕組分雜質(zhì)時(shí)，排雜點(diǎn)為一醛塔塔頂流股與二醛塔塔 頂流股和丙酮塔頂流股的組合。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于生物丁醇生產(chǎn)過程的高效排雜方法，在于對(duì)整個(gè)裝置的重組分雜質(zhì)及輕組分雜質(zhì)進(jìn)行定點(diǎn)排放，排放點(diǎn)為重組分雜質(zhì)及輕組分雜質(zhì)富集區(qū)域。該方法能夠減少產(chǎn)品的損失，提高目標(biāo)產(chǎn)品丙酮丁醇收率，減少洗滌水的用量，降低裝置能耗物耗。采用本發(fā)明的生物丁醇生產(chǎn)過程的排雜方法，精餾單元的總?cè)軇┦章蔬_(dá)到99％以上，大幅度降低生物丁醇生產(chǎn)成本，提高丁醇產(chǎn)品市場競爭。
文檔編號(hào)C12P7/02GK101451153SQ20081015463
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者劉福雙, 呂惠生, 姜浩錫, 張敏華, 歐陽勝利, 董秀芹, 錢勝華, 陶敏莉 申請人:天津大學(xué)