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)是方法簡單,適用于小規(guī)模生產(chǎn),但此法吸附劑不可再生,勞動強(qiáng)度大,僅能除去乙醇中的水份,對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(絕對壓力)的壓力下開始解吸,當(dāng)溫度降到130℃時,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)品氣沖洗吸附塔對分子篩進(jìn)行再生,當(dāng)溫度降到170℃時,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。
所述吸附停止時的塔內(nèi)溫度,即解吸開始時的塔內(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)計的自動控制系統(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,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,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水的吸附作用及可脫附性,采用自動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,同時也可以摻入汽油中提高其燃燒值,對改善防爆性能并保持機(jī)器的清潔和減少對空氣的污染有其必不可少的作用。具體優(yōu)點(diǎn)是1)高度自動化,無人操作。
2)無故障操作,年工作時間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,在吸附的同時放出大量的吸附熱,使吸附塔溫度升高,當(dāng)溫度升到200℃時,吸附過程基本停止,此時可通過自動控制系統(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,塔溫逐漸降低,直到解吸溫度降為吸附溫度150℃時,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(絕對壓力)的壓力下開始解吸,當(dāng)溫度降到130℃時,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)品氣沖洗吸附塔對分子篩進(jìn)行再生,當(dāng)溫度降到170℃時,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的塔內(nèi)溫度,即解吸開始時的塔內(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C07C31/00GK1348942SQ0112946
公開日2002年5月15日 申請日期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