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甲醇蒸餾採用何種不銹鋼絲網填料

發布時間:2024-11-12 19:46:05

1. 蒸餾設備的設備

(molecular distillation equipment)
分子蒸餾亦稱短程蒸餾.它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液-液分離技術.其應用能解決大量常規蒸餾技術所不能解決的問題.
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點:
1.普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點.
2.普通蒸餾有鼓泡.沸騰現象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發.操作壓力很低.一般為0.1-1Pa數量級,受熱時間很短.一般僅為十秒至幾十秒.
3.普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程.液相和氣相之間處於動態相平衡,而在分子蒸餾過程中.從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上.理論上沒有返回到加熱面的可能性.所以分子蒸餾沒有不易分離的物質.
一套完整的分子蒸餾設備主要包括:分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器,其種類主要有3種:(1)降膜式:為早期形式,結構簡單,但由於液膜厚,效率差,當今世界各國很少採用;(2)刮膜式:形成的液膜薄,分離效率高,但較降膜式結構復雜;(3)離心式:離心力成膜,膜薄,蒸發效率高,但結構復雜,真空密封較難,設備的製造成本高。為提高分離效率,往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。
1.降膜式分子蒸餾器
該裝置是採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發物就可在相對方向的冷凝面上凝縮。降膜式裝置為早期形式,結構簡單,在蒸發面上形成的液膜較厚,效率差,現在各國很少採用。
2.刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝應用研究。它採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式,但為了使蒸發面上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設置了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發面液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3.離心式分子蒸餾裝置
該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,使之與對面的冷凝面凝縮,該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。 (alcohol distilling equipment)
特點:第一,節能。採用高效低阻的板型,降低釜溫,適量迴流,建立合理利用各級能量的蒸餾流程;盡量採用儀表控制或微機自控系統,使設備處於最佳負荷狀態。
第二,生產強度高。提高單位塔截面的汽液通量,特別是對醪塔的設計,更應注意其汽液比的關系。使設備更加緊湊、生產強度和處理能力又能提高的方法之一,採用高效塔板代替原有舊式塔校(塔體不動)。
第三,排污性能好。在盡量減少成熟醪中纖維物含量的同時,對設備也要考慮其適應含固形物發酵液的蒸餾,最大限度減少停產清塔的次數。
第四,充分考慮塔器的放大效應.特別是對年產量在15000噸以上的塔設備,由於塔徑均大於1.5米以上,所以要對大直徑塔設備採取積極先進措施,以減輕分離效率的降低。
第五,結構簡單,造價降低。在工藝條件許可的情況下,選用塔板結構簡單而效率又高的新型塔板。
裝置原理:
本裝置適用於制葯、食品、輕工、化工等待業的稀酒精回收,也適用於甲醇等其他溶煤的蒸餾。本裝置根據用戶的要求,可將30。左右的稀酒精蒸餾至90。-95。酒精,成品酒精度數要求再高。可加大迴流比,但產量就相應減少。
採用高效的不銹鋼波紋填料。蒸餾塔體採用不銹鋼製作,從而是防止了鐵屑堵塞填料的現象,延長了裝置的使用期限。本裝置中凡接觸酒精的設備部分如冷凝器、穩壓罐、冷卻蛇管等均採用不銹鋼,以確保成品酒精不被污染。蒸餾釜採用可拆式U型加熱管,在檢修時可將U型加熱管移出釜外,便於對加熱管外壁及蒸餾釜內壁進行清洗。本裝置可間歇生產,也可連續生產。
能力參數: 型號 塔徑mm 30~40%進料的生產能力 60~80%進料的生產能力 90%酒精 95%酒精 90%酒精 95%酒精 T-200 φ200 35kg 26kg 45kg 36kg T-300 φ300 80kg 64kg 100kg 80kg T-400 φ400 150kg 120kg 180kg 140kg T-500 φ500 230kg 185kg 275kg 220kg T-600 φ600 335kg 270kg 400kg 320kg 減壓蒸餾設備(atmospheric-vacuum distillation unit)常減壓蒸餾裝置通常包括三部分:
(1)原油預處理。採用加入化學物質和高壓電場聯合作用下的電化學法除去原油中混雜的水和鹽類。
(2)常壓蒸餾。原油在加熱爐內被加熱至370℃左右,送入常壓蒸餾塔在常壓(1大氣壓)下蒸餾出沸點較低的汽油和柴油餾分,殘油是常壓重油。
(3)減壓蒸餾。常壓重油再經加熱爐被加熱至410℃左右,進入減壓蒸餾塔在約8.799千帕(60毫米汞柱)絕壓下蒸餾,餾出裂化原料的潤滑油原料,殘油為減壓渣油。參見原油蒸餾。 水氣蒸餾是用來分散以及提純液態或者固態有機化合物的一種要領,經常使用於下列幾種環境:(1)某些沸點高的有機化合物,在常壓下蒸餾雖可與副產物分散,但易被破壞;(2)混淆物中含有大量樹脂狀雜質或者不揮發性雜質,採用蒸餾、萃取等要領都難以分散;(3)從較多固體反應物中分散出被吸附的液體。
基本原理
按照道爾頓分壓定律,當與水不相混溶的物質與水並存時,全般系統的蒸氣壓應為各組分蒸氣壓之以及,即:
p= pA+ pB
其中p 代表總的蒸氣壓,pA為水的蒸氣壓,pB 為與水不相混溶物質的蒸氣壓。
當混淆物中各組分蒸氣壓總以及等於外界大氣壓時,這時候的溫度即為它們的沸點。此沸點比各組分的沸點都低。是以,在常壓下應用水氣蒸餾,就能在低於100℃的環境下將高沸點組分與水一路蒸出來。由於總的蒸氣壓與混淆物中兩者間的相對於量無關,直至其中一組分幾乎完全移去,溫度才上漲至留在瓶中液體的沸點。我們懂得,混淆物蒸氣中各個氣體分壓(pA,pB)之比等於它們的物質的量(nA,nB)之比,即:
而nA=mA/MA;nB=mB/MB。其中
mA、mB為各物質在肯定是容量中蒸氣的質量,MA、MB為物質A以及B的相對於份子質量。是以:
可見,這兩種物質在餾液中的相對於證量(就是它們在蒸氣中的相對於證量)與它們的蒸氣壓以及相對於份子質量成正比。
以苯胺為例,它的沸點為184.4℃,且以及水不相混溶。當以及水一路加熱至98.4℃時,水的蒸氣壓為95.4 kPa,苯胺的蒸氣壓為5.6 kPa,它們的總壓力靠近大氣壓力,於是液體就開始沸騰,苯胺就隨水氣一路被蒸餾出來,水以及苯胺的相對於份子質量別離為18以及93,代入上式:
即蒸出3.3 g水可以容或者帶出1 g苯胺。苯胺在溶液中的組分佔23.3%。測試中蒸出的水量往往超過計算值,由於苯胺微溶於水,測試中尚有一部分水氣不遑與苯胺充分接觸便離開蒸餾燒杯的緣故。
哄騙水氣蒸餾來分散提純物質時,要求此物質在100℃擺布時的蒸氣壓至少在1.33 kPa擺布。要是蒸氣壓在 0.13~0.67 kPa,則其在餾出液中的含量僅佔1%,甚至更低。為了要使餾出液中的含量增高,就要想辦法提高此物質的蒸氣壓,也就是說要提高溫度,使蒸氣的溫度超過100℃,即要用過熱水氣蒸餾。例如苯甲醛(沸點178℃),進行水氣蒸餾時,在97.9℃沸騰,這時候pA=93.8 kPa,pB=7.5 kPa,則:
這時候餾出液中苯甲醛佔32.1%。
假如導入133℃過熱蒸氣,苯甲醛的蒸氣壓可達29.3kPa,故而只要有72 kPa的水氣壓,就可使系統沸騰,則:
這樣餾出液中苯甲醛的含量就提高到了70.6%。
應用過熱水氣還具有使水氣冷凝少的長處,為了防止過熱蒸氣冷凝,可在蒸餾瓶下保溫,甚至加熱。
從上面的分析可以看出,施用水氣蒸餾這種分散要領是有條件限定的,被提純物質必需具備以下幾個條件:(1)不溶或者難溶於水;(2)與沸水永劫間並存而不發生化學反應;(3)在100℃擺布必需具有肯定似的蒸氣壓(一般不小於1.33 kPa)。

2. 甲醇蒸餾通過填料塔能提高酒精度數嗎

甲醇蒸餾通過填料塔是能提高一定的酒精度數的。

3. 填料塔的歷史事記

自從1914年出現拉西環填料以後,填料塔的發展進入了科學的軌道。
1914年瓷質拉西環的問世,標志著填料塔進入了科學發展的年代。
1914年第一代有規填料拉西環(Raschingring)的出現,使填料塔的發展進入了科學軌道。
1914年Rachig環問世,標志著第一代亂堆填料的誕生,但實際生產效果仍沒有很大的提高,人們開始意識到汽液分布性能對填料塔操作的重要性。
1937年斯特曼填料的出現,使填料和填料塔又進入了現代發展時期。
1950年後,填料塔進入了緩慢發展時期,在這個時期內,人們注意了對塔內件的研究,力圖解決填料塔的放大問題,但由於各種板式塔的出現及其成功應用,使填料塔倍受冷落。
1951年Danckwerts〔側針對滲透理論假定旋渦在界面上停留一個固定的時間的不合理性,特別對攪拌槽、亂堆填料塔、鼓泡塔、噴霧塔,其中的氣泡和液滴有較寬的尺度分布,對滲透理論進行改進,提出了表面更新理論。
1964年國際蒸餾會議認為是填料塔放大以後液體分布不均所致。
1966年用於分離水和重水的第一個蘇爾壽填料塔在法國投產。
自1966年世界上建立起莽一批網波填料塔以來,十多年的實踐證明,風波填料具有效率高、負荷大、壓降低、滯液星小、幾乎無放大效應以及易於機械化加工等優點,因此其應用得到了迅速發展。
1969年,Viviantl將一個填料塔固定在大離心機的旋轉臂上,首次測定了離心加速度對傳質效率的影響。
1970年,我國建成第一座金屬絲網波紋填料塔,20多年來估計有數百座金屬絲網波紋填料塔投人生產。
1971年SPAAY等採用不同材質、不同尺寸的拉西環較為詳盡地研究了脈沖填料塔的兩相流動、軸向混合和傳質特性,給出了特性速度、液滴直徑的經驗關聯式。
1972年蘇爾壽公司已建造了12個CY型填料塔,並且已成功地運轉著。
1972年以來,以歐美為中心的世界硫酸製造所用的填料塔逐漸改換成陶瓷階梯環,包括新建在內其總數可達100座。
故於1973年5月提出在石灰石填料塔內用水冼滌尾氣的方案。
湍球塔不僅可用於乙炔冷卻、清凈和中和,而且也可用於水洗塔,這在國聚氯乙烯生產上也是首創,對防腐力量薄弱的地區也有很強的適應性。
1977年Simonsl介紹了脈沖填料塔在己內酚胺生產中的應用,並提出脈沖填料塔的傳質效率與塔徑和塔中是否存在反應無關,因而具有易於放大的優點。
1980年5月開始進行了階梯環填料塔的試驗,獲得成功。
1980年,Merchu曾將填料塔作為氧合器,對幾種較小尺寸的填料進行了傳質性能的測定,並進行了血液氧合過程的嘗。
1982年4月在直徑5.3米的油洗塔及直徑5.1米的水洗塔中,將上段的浮閥塔板改為充填英塔洛克斯金屬填料的填料塔。
在推廣新技術過程中,天津大學填料塔新技術公司也得到了迅速發展,從1985年資金為零,發展到擁有3000多萬元資產的中型企業,成立研究推廣中心後的1990年-1995年共創利稅3500萬元。
1986年底大檢修時,對部分設備進行了改造,用填料塔取代了浮閥塔。
1987年元旦試車成功後,投產運行一年證明填料塔確有許多優點,但也存在一些問題。「官、產、學」結合促進科技成果轉化天津大學「新型填料塔及高效填料研究推廣中心」天津大學填料塔新技術公司天津大學研究開發的「具有新型塔內件的高效填料塔」技術,1987年獲國家科技進步三等獎,1989年列為國家科委第一批全國重點推廣項目。
1988年將酚精製抽提塔改成新型填料後取得的經驗,也將轉盤塔改成了階梯環填料塔。
1989年對蘋取塔進行技術改造,由原內驅動轉盤塔改為短距階梯環填料塔。後經論證,1989年大修期間將板式塔改造為高效填料塔。
1990年經中國國家科委和國家教委批准,在天津大學成立了國家級行業性研究推廣中心「新型填料塔和高效填料研究推廣中心」
1990年的年產8萬噸合成氨節能技術改造時,將脫碳的兩塔改為填料塔,改後脫碳的生產狀況大大改善。
1990年國家科委將國家填料塔及內件技術研究推廣中心設在天津大學填料新技術公司,並被列為國家「八五」九五」科技成果重點推廣項目依託單位。
1990年,國家科委將國家級化工填料塔及內件技術推廣中心設在了天津大學填料新技術公司。
1991年初,填料塔都由於此種原因而發生「液泛」
1991年採用高效填料塔技術改造以後,排放水質達到標准,而且回收了甲醇,保護了環境,降低了甲醇的消耗。
天津大學填料塔新技術公司1991年引進了蘇爾壽公司的MELLAPAK自動生產線,並自已開發了碳鋼滲鋁板波紋填料;清華大學和上海化工研究院分別開發了壓延板網波紋填料;中石化洛陽工程公司開發了LH型規整填料。
早在1991年,天津大學依靠化學工程學科在填料技術方面的優勢,建立了天津大學填料塔新技術有限公司,在全國改造各類塔器近萬個,取得了巨大的經濟效益。
1993年三季度末主體設備由製造廠運抵本廠,同時聯苯爐,波型截止閥、減速器傳動裝置、變頻器、電器控制箱,鑄帶槽、工藝管道、計量泵、填料塔等輔助裝置也相繼到廠。但隨著植物油精煉工藝的發展和進步,FH公司自1993年起在植物油脫臭工藝上採用了最新研製的結構填料塔。
1994年後我們又將原填料塔進行改造設計,設計時總結了原老系統設備浮閥,篩板復合塔板的改造和運行情況,並進行了改進,增設了一旋流除霧板。
1996年,經過考察研究,決定採用石家莊正元塔器開發公司的專利技術,利用大修機會,將變換工段飽和熱水塔由原來的填料塔改造為新型高效垂直板塔。
1996年初,雖用一台金屬孔板我們在粗苯裝置的操作上採取了以下措施,取得了波紋填料塔代替了4台木格塔,但由於蒸汽壓力低,較好的效果。
1997年9月,天津大學校辦企業天財資訊系統工程公司、天津大學填料塔新技術公司、天津華通高新技術公司整體改制,再由天津大學、中國船舶工業總公司707研究所、天津大學事業發展總公司、天津經濟建設投資集團、海南瓊海農貿產品交易批發中心等7家機構共同籌組發起天大天財公司。
1997年,該公司對此作了改進:尾氣經冷卻後,經兩級緩沖和兩級填料塔過濾後進合成爐。
1997年天津大學作為主發起人,將天津大學填料塔新技術公司等公司的經營性凈資產6500萬元作為出資發起設立了天大天財,其中填料塔新技術公司凈資產2780萬元,占總投入的42.7%
1997年隨天大天財在深交所上市改製成為天津天大天財股份有限公司填料塔新技術分公司,2000年6月改制為天津天大天久科技股份有限公司。
1998年7月對填料塔進行改造,取得了明顯的效果。1998年7月,將脫甲烷塔改為填料塔。
1998年8月,由天大天財公司填料塔新技術分公司和天大化工所、茂名石化公司設計院共同設計的我國最大的500萬噸/年原油常減壓裝置,在廣東茂名一次開車成功,使茂名石化公司的煉油能力達到每年1350萬噸,成為我國第一個千萬噸級的煉油基地。
1999年,填料塔中的三相精餾過程在特定的條件下不會顯著降低傳質效率。
1999年,後洗苯塔阻力逐漸上升特別是花環填料塔阻力最高達到3000Pa使煤氣鼓風機負荷增大鼓風機後煤氣壓升多次超出額定值須頻繁停塔清掃等強化操作。
2000年,生產乙苯的填料塔開車成本偏高,分離效率低,原因在於塔體內盤式分離器通透率低,每小時處理量只有4.25噸,沒有達到6噸的處理標准,其原因是塔壁流沒能得到利用。
2000年,南京煉油廠採用填料塔技術對偏三甲苯精餾塔進行了技術改造,擴大了裝置的生產能力,裝置處理量得到大幅度的提高。
2000年檢修時,對凈化系統的循環酸增加一級沉澱,溢流進人另一循環槽,通過泵打人板式冷卻器再進入填料塔。
遂於2000年4月對解吸塔進行了全面改造,將原浮閥塔改為填料塔。
2001年首次發現草甘膦生產過程中產生氯甲烷,提出了正確的反應機理,開發了DCS自動補氣平衡系統和以新型波紋填料塔為核心的多級水洗、鹼洗、吸附、乾燥技術,凈化回收率達95%以上,成功地解決了回收氯甲烷產氣點多、產氣不穩定以及含有大量雜質等問題。
2001年杭氧、開空、川空和中國空分設備公司等主要企業以填料塔、全精餾制氬、內壓縮流程為代表的新一代大型空分設備占據了國內2萬m~3/h以下空分設備市場。

4. 煤制甲醇的工藝流程

  1. 煤漿制備。由煤運系統送來的原料煤干基(<25mm)或焦送至煤貯斗,經稱重給料機控制輸送量送入棒磨機,加入一定量的水,物料在棒磨機中進行濕法磨煤。

  2. 氣化。在本工段,煤漿與氧進行部分氧化反應製得粗合成氣。離開氣化爐反應段的熱氣體和熔渣進入激冷室水浴,被水淬冷後溫度降低並被水蒸汽飽和後出氣化爐;氣體經文丘里洗滌器、碳洗塔洗滌除塵冷卻後送至變換工段。

  3. 水處理。本工段將氣化來的黑水進行渣水分離,處理後的水循環使用。從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水分別進入各自的高壓閃蒸器,經高壓閃蒸濃縮後的黑水混合,經低壓、兩級真空閃蒸被濃縮後進入澄清槽,水中加入絮凝劑使其加速沉澱。澄清槽底部的細渣漿經泵抽出送往過濾機給料槽,經由過濾機給料泵加壓後送至真空過濾機脫水,渣餅由汽車拉出廠外。

  4. 變換。在本工段將氣體中的CO部分變換成H2。

  5. 低溫甲醇洗。本工段採用低溫甲醇洗工藝脫除變換氣中CO2、全部硫化物、其它雜質和H2O。

  6. 空分裝置。本裝置工藝為分子篩凈化空氣、空氣增壓、氧氣和氮氣內壓縮流程,帶中壓空氣增壓透平膨脹機,採用規整填料分餾塔,全精餾制氬工藝。

5. 蒸餾過程單塔操作和多塔操作有什麼不同

蒸餾流程的確定應根據成品質量的要求與發酵成熟醪的組成。在保證產品質量的前提下要盡可能地節省設備投資與生產費用,並要求管道布置簡單,工作操作方便。

(一)單塔式蒸餾

用一個塔從發酵成熟醪中分離獲得酒精成品,稱為單塔蒸餾。它適用於對成品質量與濃度要求不高的工廠。

(二)兩塔蒸餾

若利用單塔蒸餾製造濃度很高的酒精,則塔需要很多層塔板,於是塔身很高,相應的廠房建築也要很高。另外這樣的單塔蒸餾酒糟很稀,用作飼料諸多不便。為了降低塔身高度和提高成品濃度,把單塔分做兩個塔,分別安裝,這就是兩塔流程。

粗餾塔的作用是將乙醇從成熟醪中分離出來,並排除酒糟。精餾塔的作用是濃縮乙醇和排除大部分雜質。

兩塔流程又有氣相進塔和液相進塔兩種型式,氣相進塔系粗餾塔發生的酒汽直接進入精餾塔,這種方式生產費用較低,為澱粉質原料廠所採用。液相進塔則系粗餾塔發生的酒汽先冷凝戍液體,然後進入精餾塔,這種方式由於多一次排醛機會,成品質量較好,適用於糖蜜酒精廠。

1.氣相進塔的兩塔流程 如圖1—42所示。成熟醪用泵自醪池進入預熱器3,與精餾塔來的酒精蒸汽進行熱交換,成熟醪被加熱至40℃左右,由醪塔頂部進入醪塔1,而醪塔底部用直接蒸汽加熱,使塔底溫度為l05—108℃,塔頂溫度為92—95℃,塔頂約50%(容量)的酒精蒸汽直接進入精餾塔2,被蒸盡酒精的成熟醪稱酒糟,由塔底部排糟器自動排出。

精餾塔底同樣亦用直接蒸汽加熱,使塔底溫度為105—107℃,塔中部溫度為92℃左右,醪塔來的粗酒精經提濃精餾後,酒精蒸汽由塔頂進入醪液預熱器3,未冷凝下的酒汽再進入第一、第二冷凝器4、5,冷凝液全部迴流入塔,部分還未冷凝的氣體則進入第三冷凝器6,該冷凝液里含的雜質較多,不再迴流入塔,作為工業酒精出售。沒有冷凝的為CO2氣體和低沸點雜質,由排醛管排至大氣中。

成品酒精在塔頂迴流管以下,即第4—6塊塔板上液相取出,經成品冷卻器12,檢酒器13,其質量達到葯用要求後送入酒庫。蒸盡乙醇的廢水稱余餾水,經排出管排至塔外。

這種兩塔流程,醪塔一般用2l—24塊塔板,精餾塔用56—70塊塔板,當然塔板數目還與塔板結構、安裝質量有關。如醪塔用雙沸式塔塔板,則2l層就可以,若用數個泡帽的,塔板數還可減少些。精餾塔板採用浮閥式則40—42層就夠了。

精餾塔的進料層為第14—18層塔板(自下向上數),精餾塔除有提取成品、排除脂醛雜質任務外,還排除雜醇油。從精餾塔提取雜醇油的方法有兩種,一種是液相提取,即在進料層之上2—4層塔板,溫度為85—92℃的區域中提取。另一種是氣相取油。它在進料層以下2—4層塔板上提取,氣相取油,酒精質量較高,為我國南方工廠所採用,在北方則習慣液相取油。

雜醇油的分離,自塔內取出的粗雜醇油經冷卻器7再加水稀釋(經乳化器8),含酒精10%(容量)以下時,粗雜醇油便分層,油浮在上面,送至儲存罐10中,下層的淡酒流至醪池中。雜醇油由儲存罐10利用位差經過鹽析罐11,以提高濃度。

2.液相進塔的兩塔流程 氣相進塔的優點是節省加熱蒸汽、冷卻水。但成熟醪含雜質較多時成品質量難保證。由於兩塔直接相通,相互影響較大,要求操作技術也較高。由於糖蜜發酵醪含雜質較多,所以一般都不採用氣相進塔方式。

液相進塔的工藝過程是:成熟醪經預熱器之後進入組餾塔,在塔內被加熱,酒精蒸發,在冷凝器冷凝成液體後,或直接流入精溜塔或迴流到粗餾塔再由粗餾塔頂層塔板液相取料至精餾塔。

液相進塔時,進料塔板上汽液兩相平衡,濃度較氣相進料時高,因此液相進塔時的進料位置要比氣相進料時高2—3層,否則塔底容易跑酒。

今以南方某糖蜜酒精廠為例,介紹液相進塔,氣相取雜醉油的兩塔流程,如圖1-43所示。

成熟醪經預熱器後從粗餾塔頂進入,塔底通入直接蒸汽進行蒸餾,成熟醪從上而下逐步降低酒精含量,最後由塔底排出。塔底排出的廢液含酒不應超過0.04%(容量),塔頂蒸出的酒汽經預熱器,冷凝器變成液相,由酒精塔第18層入塔進行蒸餾。從進料層以下即第16、14、12層氣相提取雜醇油。塔頂蒸出的酒氣經第1、2、3冷凝器冷凝後迴流入精餾塔頂,即72層處。在第4冷凝器排除醛酒,與粗餾塔第4冷凝器排除的醛酒匯集一起,送入主發酵罐中,在第7l、70、69層板上液相提取酒精產品,粗餾塔和精餾塔底溫控制在104℃左右,塔頂分別控制在95℃和79℃。

(三)三塔蒸餾

兩塔流程無論是汽相過塔還是液相過塔,只能得到醫葯酒精。要獲得精餾酒精採用上述僅有濃縮設備的工藝流程是很難達到目的。三塔流程就是針對這缺點而改進的。三塔流程包括三個塔,一是粗韶塔,二是排醛塔又稱分餾塔,它安裝在粗餾塔與精餾塔之間,它的作用是排除醛脂類頭級雜質。三是精餾塔,它除有濃縮酒精提高濃度作用外,還繼續排除雜質,使能獲得精餾酒精。

三塔流程由於粗餾塔蒸餾出的粗酒精進入排醛塔,以及排醛塔的脫醛酒進入精餾塔的形式不同又可分為三類:

直接式 粗酒精由粗餾塔進入排醛塔以及脫醛酒進入精餾塔都是氣體狀態。

半直接式 粗酒精由粗餾塔進入排醛塔是氣體,而脫醛酒進入精餾塔是液體狀態。

間接式 粗酒精進入排醛塔以及脫醛酒進入精餾塔都是液體。

1.三塔直接式流程 由於粗酒精是蒸汽狀態進入排醛塔,再以氣體狀態進入精餾塔,所以它的排除雜質效率是不高的。另外還有可能將粗餾塔蒸汽中微量的成熟醪帶至精餾塔,致使所得的成品有不好的氣味。雖然這種流程熱能最經濟,由於上述缺點沒有推廣。

2.半直接式 熱能消耗雖然比直接式大些,但可以得到質量比較優良的成品,因此在我國酒精工業上得到廣泛的應用。其流程如圖1—44所示。成熟醪用泵自醪池經過預熱器1預熱後,進入粗餾塔2,這時蒸出的酒氣並不直接進入精餾塔而是先進入排醛塔3,脂醛類頭級雜質在乙醇濃度較低時精餾系數更大些,因此進入塔3的粗酒精濃度最好在35—40%(容量)之間,若酒度過高,有的廠還需加水稀釋。

排醛塔通常用較多的塔板層數(28—34)和冷凝面積很大的冷凝器,並採用很大的迴流比來提高塔頂酒精濃度。在13層(自下向上數)左右進料,塔頂控制在79℃,脂醛酒含酒精為95.8—96%(容量),脂醛酒的提取量為成品的1.2—3%。

排醛塔底進入精餾塔的脫醛酒,由於採用直接蒸汽加熱和脂醛酒中酒精含量較高的緣故,其濃度較粗餾塔導出的粗酒精濃度略低,一般在30—35%(容量)之間。

脫醛液進入精餾塔4後,殘留的脂醛類頭級雜質隨乙醇蒸汽而上升,經冷凝器7、8、9,一部分由排醛管排至大氣,另一部分經冷卻器及檢酒器後進入工業酒精中。糖蜜酒精廠由於酯醛餾出物數量較大(主要含乙醛多),則將其返回發酵罐中再次發酵,以增加酒精得率。

精餾塔頂蒸出的酒汽在冷凝器7、8冷凝後全部迴流人塔,成品酒精從塔頂迴流管以下2、4、6層塔板上液相取出。

雜醇油的提取方法與兩塔流程時一樣。

3.間接式三塔流程 它的成品質量比半直接式的高,還可以生產高純度酒精。這是由於粗餾塔蒸出的酒汽經冷凝成為液體,在這過程中可多一次驅除頭級雜質的機會。顯然生產費用要大些。無論澱粉原料還是糖蜜原料用半直接法的三塔流程都可獲得精餾酒精,因此間接式的三塔流程目前應用不很廣。

(四)白酒廠酒精蒸餾流程的商榷
目前我國酒精品種單一,故多採用雙塔流程就能滿足要求。現在酒廠的酒精車間都有一部分酒精用來生產白酒。有的廠在用代用原料時為了提高酒基質量,把已獲得的酒精經化學處理後再重蒸一次,質量有所提高,但費用也增加了。為了降低成本和減少操作過程,根據甲醇的特性,酒精濃度愈高時,其精餾系數愈大,即乙醇愈容易分離,建議酒廠的酒精蒸餾採用這樣的三塔式流程:粗餾塔、精餾塔、甲醇塔。當生產醫葯酒精時就用前面兩個塔,當生產白酒酒基時則用三個塔。把從精餾塔上部酒精濃度為85%左右含脂多的酒精液引入甲醇塔,甲醇塔可用填料塔,用間接蒸汽加熱,甲醇的精餾系數大於1,從塔頂排除,成品則從塔底流出,取濃度為85%(容量)左右,它含甲醇少,含脂多。至於雜醇油仍在精餾塔中取出,這樣精餾塔的操作重點放在取油上。這樣的三塔式可以一次蒸餾得到比醫葯酒精質量高的酒基,流程如圖1-45所示。

(五)蒸餾操作的控制
酒精蒸餾的流程不多,同一流程時控制點、控制參數都近似。操作上都必須嚴格控制進料、供汽、冷卻水的供應,以及取成品和雜酵油的量,使它們相互成為一定的平衡關系。如果在操
作上任意調整一個方面或操作條件中有一個變化,就會破壞這種平衡,造成生產過程混亂,甚至導致生產事故。因此操作上要求達到「三穩」:塔底壓力穩,控制點溫度穩,出酒量穩,才能達到產、質量的穩定。為了解蒸餾操作的控制,茲將各種連續蒸餾操作的一般標准摘錄如下,供參考。
1.兩塔流程,生產醫葯酒精。
(1)醪塔 蒸餾釜溫度為105—103℃,保證酒糟內不含酒精;蒸餾釜壓力為0.196—0.245萬帕斯卡(表壓);進入精溜塔的酒精蒸汽溫度為93—95℃(醪塔頂溫度)。
(2)精餾塔 塔釜溫度為102—104℃;塔釜壓力為0.137—0.157萬帕期卡(表壓);塔中部(取雜醇油區)溫度為86—93℃,比控制塔頂溫度靈敏。進入分凝器前塔頂酒精蒸汽之溫度78—79℃。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒溫為35—40℃,這是保證成品質量的重要措施之一。
2.三塔流程,生產精餾酒精。
(1)醪塔 同兩塔流程。
(2)排醛塔 塔底溫度為84—86℃,由脫醛酒的濃度決定;塔底壓力為0.098萬帕斯卡(表壓);塔頂溫度為78.5—79℃;第二冷凝器酒溫為40℃;脫醛酒濃度為36—38%(容量);酯醛酒濃度為95.5—96%(容量);酯醛酒的提取量為1.2-3%(對成品)。
(3)精餾塔 同兩塔流程。
3.蒸餾工藝條件決定的依據 上述各控制點的參數和設備結構,操作情況,產量,發酵成熟醪性質等有密切關系。
進醪速度和蒸汽耗量是由生產能力決定的,但也受到發酵成熟醪濃度的影響。醪塔和精餾塔底部的溫度和壓力是由塔板結構,塔內液面高度及保證不跑酒等因素決定。醪塔頂部溫度是由塔頂的酒精濃度,進醪的溫度及進醪量決定的。
各冷凝器的溫度由熱負荷分攤,並保證排醛管不跑酒等因素決定。
4.蒸餾操作 為了保證蒸餾設備的正常運轉與順利操作,最主要的是保證進醪、供汽、冷卻水三者間的平衡和穩定。其次是:成品提取、酯醛酒、雜醇油的提取部位,這對成品酒精質量以及減少蒸餾過程中的損失有很大的關系。現將其中幾個操作關鍵加以敘述。
(1)發酵成熟醪添加方式 醪液連續均勻地添加是保證醪塔穩定操作的主要條件之一,國
①在蒸餾工段最高層安裝高位槽,成熟醪用泵送入其中,醪液從高位槽經預熱器自動均勻地流入塔內。要注意的是應保持高位槽一定液位,一般用液面自動調節器控制。這種供醪方式比較簡單,其缺點在於發酵成熟醪中不能含有過多的固形物,否則可能發生管道堵塞現象。另外由於成熟醪時濃時稀現象,亦難避免,故澱粉質原料廠多不採用。
②第二種方法是用泵直接將醪液經預熱器後壓入塔內。常用的有蒸汽往復泵,醪液流量大小可通過蒸汽量的改變來達到。也有用離心泵送醪,但應裝迴流管來控制流量。要注意醪液的吸入高度不能大於1米,否則可能發生不良現象。
(2)加熱方式 酒精工廠常用的加熱方式有兩種:
①直接蒸汽加熱,採用鼓泡器或開孔蛇管。
②間接蒸汽加熱,一般用蛇管。
直接蒸汽加熱的優點在於熱能利用完全,操作比較靈敏。但是如果成品在塔底取出,例如甲醇塔就只能用間接加熱。這樣熱能利用要差些,但是可以保證酒精濃度,蒸汽冷凝水可用於鍋爐,對酒精質量也有好處。因為用直接蒸汽加熱時,如果水源有不良氣味,則會影響酒精質量。
酒糟余熱的回收利用:
分析醪塔的熱量平衡可以看出,加熱蒸汽消耗在成熟醪加熱,使它的溫度與從塔里排出的酒糟溫度相同,另外還消耗在各層塔板上,從醪液中驅出酒精。因此熱量從醪塔分作兩個流向排出,即隨著加熱到103—105℃的酒糟排出與隨著進入精餾塔的酒精蒸汽排出。
為了節約蒸餾成熟醪所用的蒸汽,有的廠利用真空裝置來蒸發冷卻酒糟,並利用回收的二次蒸汽去醪塔作加熱用。為了造成蒸發罐內的真空,並壓縮二次蒸汽,通常用蒸汽噴射器。
,蒸發罐里的酒糟由於噴射器所形成的負壓而沸騰,蒸發罐的壓力維持在5.88—7.84千帕斯卡絕對大氣壓,相當於150-300毫米汞柱。被冷卻至87—90℃的酒糟用泵抽出,或提高蒸發罐的位置,利用位壓排出。酒糟在沸騰時形成的二次蒸汽由噴射器吸入,與操作蒸汽混 合,降低到13.72—15.68千帕斯卡絕對大氣壓而進入醪塔中加熱,若操作蒸汽壓力不低於29.4千帕斯卡(絕),上述裝置是有效的,一般可節約加熱蒸汽量的18%。

6. 酒精回收能用蒸餾水設備

有酒精蒸餾設備,可以實現酒精回收。正太壓力容器裝置原理:本裝置適回用於制葯、食品、輕工、化工等答待業的稀酒精回收,也適用於甲醇等其他溶煤的蒸餾。本裝置可將30%左右的稀酒精蒸餾至90%-95%酒精,成品酒精度數要求再高。可加大迴流比,但產量就相應減少。
正太採用高效的不銹鋼波紋填料。蒸餾塔體採用不銹鋼製作,從而防止了鐵屑堵塞填料的現象,延長了裝置的使用期限。本裝置中凡接觸酒精的設備部分如冷凝器、穩壓罐、冷卻蛇管等均採用不銹鋼,以確保成品酒精不被污染。蒸餾釜採用可拆式U型加熱管,在檢修時可將U型加熱管移出釜外,便於對加熱管外壁及蒸餾釜內壁進行清洗。本裝置可間歇生產,也可連續生產。
特點:節能,生產強度高,排污性能好,充分考慮塔器的放大效應,結構簡單,造價降低。

7. 甲醛的生產工藝是什麼

甲醛是一種重要的基本有機化工原料,但由於沸點低,性質活潑,存在著工業包裝要求高,貯存穩定性差,運輸困難,使用不便等弊病。多聚甲醛是工業甲醛極好的代用品,高質量的多聚甲醛具有純度高,水溶性好,解聚完全,產品疏鬆,顆粒均勻等特點,被譽為理想的純甲醛源。我國目前雖有多家多聚甲醛生產廠,但生產規模小,原材料消耗高,產品質量差,難與國外產品競爭,因此每年需要從國外進口大量高質量多聚甲醛。 根據國內需要,天津大學石化技術開發中心參考國外當前最先進的生產技術,開發了20000噸/年的多聚甲醛生產工藝,該工藝採用兩級降膜濃縮、噴射造粒和連續乾燥等技術,克服了國內釜式濃縮、耙式或刮片式乾燥工藝所帶來的生產規模小,原材料消耗高,產品質量差等缺點,使多聚甲醛生產的各項質量和消耗指標均達到了國外的先進水平。 技術原理及流程:將37%或55%的甲醛水溶液先解聚,然後通過兩級降膜真空濃縮得到80%左右的濃甲醛溶液,在調聚劑的作用下發生聚合反應後,再通過噴射造粒、連續乾燥得到96%左右的多聚甲醛成品。 成果水平及主要技術指標:產品質量指標: 甲醛含量≥95%,甲醇含量≤0.5%,酸度≤0.8%,灰分含量≤100ppm,熔點120~175℃,堆密度600~800 g/L,PH3.5~5.0,反應時間5分,溶解性(在100℃水中10分鍾)95%,聚合度8~30。 噸產品消耗指標: 37%甲醛2.8噸,蒸汽3.0噸,冷卻水200噸,電260 kwh。 生產規模及產量:20000噸/年。 所需廠房佔地面積:10000 m2。 主要設備:解聚釜、降膜蒸發器、聚合反應器、造粒塔、乾燥器、吸收塔和冷卻器等。 主要原材料及來源:甲醛。 市場分析及效益預測:多聚甲醛作為甲醛的理想代用品有著廣闊的市場,但國內的多聚甲醛總產量不足6000噸/年,遠遠不能滿足市場的需求。2001年我國進口3.75萬噸多聚甲醛,而且還在以超過25%年均速率增長。

8. 分離甲醇-水混合液的填料精餾塔設計

由於甲醇與水不共沸,因此精製甲醇並不困難,只需根據工藝要求條件下(溫度/壓力)時的純甲醇的蒸氣壓和水的蒸氣壓求出相對揮發度,然後根據所需甲醇所需求的純度,計算出所需理論塔板數,計算出塔高再根據採用的塔型(板式塔或填料塔)及產量(小時)計算出塔徑.

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