㈠ 连续萃取精馏制工业乙醇的步骤
这是人家找的!!!
a.吸收.95-98肠硫酸和乙烯在塔式反应器内逆流通过.操作温度}a},压力为1 . 3----
:s'_VIPao未反应的乙烯由最后1台吸收塔放出,经过碱洗作为燃料气或回到乙烯装置进料
系统。
b‘水解.吸收液和水进入加水分解器,使硫酸二乙酷进行水解。操作温度so--}o } ,
在此温度下,硫酸氢乙醋水解缓慢。水解器的接触时间约z。分钟。加入水解器的水量约为吸
收液的1--1.4倍(重量)口二乙醋水解以后,水解液混合物加热到}s0},恒温i小时,使单
酚水解。实质上汽提塔相当于第二水解器口在汽提塔内,,用水蒸汽汽提,使乙醇与乙醚从稀
酸中蒸出。经碱洗、冷凝,送入精馏工段.塔底稀酸送往酸提浓工段。
C.精馏。在乙醚塔分馏出乙醚后,乙醚塔釜液送往提纯塔,提纯塔塔顶蒸出9B帕〔体积)
的乙醇产品.
d.稀酸提浓。稀硫酸的提浓是费用昂贵的操作,亦是造成设备腐蚀的主要原因。稀硫酸
经两级真空蒸发系统送往再沸器,把酸浓度提高到9U帕,然后用1U3呱的发烟硫酸掺和,使
硫酸含量达到86-88%,
水解‘精馏和稀酸提浓都存在设备} }.',问题,一般设备材质都是低碳钢衬以青铅、祖成
(b)提纯.稀乙1}溶液进入脱轻组分塔中部,塔顶加入水,洗涤稀乙醇蒸气,塔一顶流
出的乙醛、乙醚及循环气都进入水合系统以抑制醛、醚的生成.塔底稀乙醇溶液引出后,一
部分经汽化返回脱轻组分塔,一部分送往精馏塔。合格的乙醇从精馏塔上部侧线抽出经冷凝
送往成品槽.
高沸点物进入辅助精馏塔,在乙醇完全蒸出后,由塔底排出集中处理。
精馏塔废水由塔底抽出,一部分作洗涤塔和轻组分塔的洗涤水,另一部分则排入下水
道。
经过精馏得到的乙醇,浓度最高只能达到95.fiojo,为乙醇和水共沸混合物。实验室中要
制备无水乙醇时,可将95.fi肠乙醇与生石灰(Ca0)共热、蒸得ss.s}o乙醇,再用镁处
理,除去微量水分而得到”,95肠乙醇。工业上无水乙醇的制法是:在95 . fi呱的乙醉中加入
一定量的苯,进行蒸馏,先蒸出的是苯、乙醇和水的三元共沸物(沸点64. 85 `},含苯
74.E肠,乙醉15.5肠,水7.4肠),然后蒸出苯和乙醇的二元共沸物(沸点8}.25},乙醇
32.41肠,苯67.59肠),最后得到无水乙醇(沸点78.3 0 ,
(c)工艺条件
①温度。最佳温度在于乙醇生成速率达到最大值,温度太低:乙烯转化率受催化剂活
性限制而偏低,温度太高,反应受平衡限制。、
②压力。增加压力,使乙醇生成速度增加,但也会加速聚合物的生成,因而压力的增
加有一定的限度.
③乙烯与水的比例。乙烯与水的克分子比值高有利于乙烯的转化。
④空速,体积空速增加,乙醉的产率也增加,但相对来说循环操作费用也有所增
加。
⑥原料乙烯浓度,乙烯浓度越高,对反应越有利.常用聚合级纯度的乙烯作原料,但
㈡ 蒸馏升温缓慢采取什么措施
蒸馏操作规程抄
第一章:操作规程
一、蒸馏目的
将成熟醪中所含的酒精完全分离出来,并得到高浓度的优质酒精。
二、工艺流
蒸馏操作规程
三、工艺流程说明
成熟醪经醪液预热器E515A/B后进入粗馏塔。粗馏塔在负压下工作,目的在于增大乙醇和其它杂质间的相对挥发度,使乙醇更易分离,同时节约能源,减少酒糟在粗馏塔中结构。粗馏塔的热源是利用精馏塔塔顶的酒汽在粗馏塔再沸器中冷凝,同时加热循环酒糟产生的蒸汽提供的。成熟醪进入粗馏塔时,首先经过醪液预热器E515A/B,其预热器热源靠粗馏塔顶部酒汽和回收塔顶部酒汽提供,成熟醪被冷却,粗馏塔和回收塔酒汽被冷凝。这样对热源利用比较合理,一方面可以减少冷却水使用量,另一方面可以对成熟醪进行加热,减少蒸汽的使用量。
水洗塔靠直接蒸汽加热。在水洗塔顶加入精馏塔底泵过来的废水,将进入水洗塔的粗酒进行洗涤、稀释,使水洗塔顶酒精浓度在35%(v/v)左右,塔底酒精浓度15%(v/v)左右,粗塔冷凝酒液由粗酒泵
㈢ 化工设备精馏塔回流溢口高出冷凝器能可回下来吗
精馏塔塔顶的自回流一般是将塔顶冷凝器架在塔顶,有些情况下,如塔偏高了,将冷凝器架在塔顶,会导致风载过大,要求塔的强度变大。请问精馏塔的自回流在哪些情况下可用,烟台正太压力容器讲讲哪些情况下不可用呢?
塔顶内回流从节能来说是比较合理的,但安装要求和回流比控制的比较高,通常要求塔顶泠凝器高于塔顶回流口,有两种方式,一种是直接架在塔顶,此对换热面积大的冷凝器比较麻烦,对塔的强度要求较高,且一般采用内回流比控制器,此有专门卖的,可以到网上搜索一下,还有的一种则为外冷凝器,但一般要求冷凝器高于塔顶回流口2米左右,以利用位差使回流液能顺利的回流到塔顶,此要求外冷凝器的安装高度比较高有合适的支承,但此种方法的回流比较好控制,可以在回流管上装流量计、调节阀等进行控制,比较直观和可靠。
塔顶回流
好多刚入门者学过换热设备后,都难以理解精馏塔为什么需要塔顶回流,不能像换热设备一样,液体全部重一端进,又从另一端出就达到了换热的效果。
烟台正太讲讲具体原因如下:精馏操作可视为多次蒸馏,精馏原理为通过塔底上升的气体对处于泡点线和露点线之间的液体进行多次部分气化。塔顶回流可以保证在加料板以上的塔板能够进行气液直接接触换热。(在此提一下精馏操作的气液换热是直接接触式换热,热阻比间壁式换热器要小得多,而且这个换热过程中有相变,因此换热效率非常高;这就是为什么天津大学有好多教授在研究有相变的直接接触式换热的原因了。)
再沸器
理解了回流就很容易理解再沸器的作用了,再沸器为精馏操作提供上升的气体;
根据能量守恒原理可以知道:要想将两个混合物系分离开来不是自发的过程,因此必须得提供能量;在精馏操作中,可以通过调整塔顶冷凝器的位置,省去泵利用重力使液体回流,原料液也可以不进行加热(加热程度不同,进料热状况(q值)就不同),但是塔底的液体要想变为气体,必须得对其进行加热,及对整个系统输入能量,精馏操作才能够进行
再沸器说穿了是一个换热器(汽化器),管程中一般走蒸汽,壳程中走精馏操作中下降的液体(釜残液)。
有时候再沸器可以省略,用鼓泡管代替,如:乙醇-水 精馏装置中经常在塔底安装一个鼓泡管,内通低压蒸汽。这样不仅省略了再沸器的设备费用,而且再沸器是间壁式换热,鼓泡管为直接接触换热,降低操作费用。
㈣ 甲醇蒸馏过程
氢气可以用於合成甲醇,合成甲醇由於其生产成本较低且用途广泛,为有机化学工业的主要原料之一,亦为重要的石油化学品,其主要用途可以用来制造甲醛,其次可以制造对苯二甲酸二甲酯(DMT)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲胺、聚乙烯醇、氯甲烷类、醋酸等,此外甲醇尚可作为溶剂与燃料,若有需要还可制氢气。 早期制造甲醇系将木材乾馏而得,合成法开法以后此法几乎被淘汰,初期的合成甲醇方法是由煤炭为原料制造,第二次世界大战后开发以天然气、炼油器与轻油等为原料之制法,煤炭法已经式微,仅余煤炭廉价及炼钢工业区附近尚有采用。 甲醇合成之反应式如下: 主反应 提高压力降低温度有利於主反应的进行而产生甲醇,早期的合成法为了防止设备之腐蚀,於反应之前先将二氧化碳移除,后来发现二氧化碳也可以作为原料,因而不需将二氧化碳先行去除。 合成甲醇之关键在於压力,过去均采用高压法,压力在300大气压以上,1966年开发出低压法,压力约50大气压;之后又有中压法被开发出来,其压力约200大气压。 压力(atm) 温度(℃) 触媒
高压法 300~600 320~380 铬锌触媒
中压法 105~300 225~270 含铜锌铬铝触媒
低压法 40~60 200~300 含铜锌触媒
高压法转化率较高,但是为了达到高压需要用往复压缩机消耗较多的能量,低压法可以使用离心式压缩机,消耗能量较少,经济规模较小,且可以使用含氢气量较高的合成气,中压法也可以使用离心式压缩机,不需像低压法还要另加二氧化碳且改良低压法设备庞大之缺点。 合成塔为直立型管壳式,管中填充触媒,管外以沸水冷却;也可以是填充塔式,如此可以於塔测多处通入冷原料以控制反应温度。压缩后的原料气和循环之未反应气体混合,经与反应生成气体进行热交换后,进入合成塔通过触媒床进行反应,反应生成气体经过热交换冷却后,甲醇冷凝,经分离器分离出甲醇,气体再循环与原料气混合。 如此冷凝合成出之粗甲醇中含有杂质,通常低压法合成所得到的甲醇杂质含量及种类比高压法所得的少,粗甲醇中的杂质除了水分以外可以分为三大类,即低沸点化合物,乙醇,高沸点化合物。粗甲醇进一步之精致步骤及操作与设计因合成法及成品规格而不同。若成品纯度要求较低时,可以采用单塔蒸馏方式。当纯度要求较高时,可采用双塔式蒸馏。当成品纯度要求更高时,采用三塔式蒸馏较适用。於双塔式蒸馏法中,二甲迷等低沸物杂质由第一塔塔顶排出,高级醇类高沸物由第二塔塔底排出,塔顶则得到高纯度甲醇。
㈤ 怎么提炼无水酒精
经过精馏过后得到的酒精,含酒精量不会大于95.5%(重量),若需要进一步的浓缩,用一般的方法是不可能的,因为在这种乙醇含量时,酒精和水形成了恒沸混合物;在这个浓度时生成的蒸气的组成和液体的组成一样。为了分出多余的水分,则需采用特殊的脱水方法。其中一种为真空蒸馏。其过程为:把酒精放入一种容器中,外接抽真空装置,当达到一定的真空度时(剩余的压力为0.05绝对大气压)可以得到无水酒糟(绝对的)。可是,在工业上做成这样真空的装置是个非常复杂的事情,以致这种方法在工业上不能较广泛的应用。在实际生产中,可以用另外的方法。其二 为三元蒸馏,即在酒精水溶液中掺入第三种组分进行蒸馏,使它与水和乙醇形成一种富于水的三元沸混合物。用作第三种成分的为苯、醋酸乙酯和其他一些物质,目前应用最广的 还是以苯为主。
苯与水和乙醇形成三组分恒沸混合物有如下的组成:乙醇18.5%(重量)、水7.4%(重量)、苯74.1%(重量)。混合物的沸点为64.85℃,即低于乙醇的沸点(78.38℃),也低于乙醇--水恒沸液的沸点(78.15℃)。因此,添加足量的苯作为夹带剂后,蒸馏时水将全部集中于新形成的三组分恒沸混合物中,作为馏出物从塔顶分出,无水酒精从塔底作为产品排出。
含乙醇89.4mol%的恒沸液,送入恒沸蒸馏塔。塔顶回流是富于苯的回流液,沸恒蒸馏塔塔底引出的是无水酒精,塔顶引出的是三组分恒沸混合物。恒沸混合物蒸气经冷凝后,在分层器中将其分成二层,上层是富于苯的液相,其量为三组分恒沸液总量的85.8%(体积),回流到恒沸蒸馏塔;下层是贫于苯的液相,其量为三组分恒沸液总量的14.2%(体积),引往苯提馏塔。
苯提留塔塔顶引出的仍是三组分恒沸混合物,可与恒沸蒸馏塔顶的蒸气汇合冷凝,塔底所得是数量不多的稀乙醇,这部分稀乙醇可引往乙醇塔回收,从乙醇塔顶馏出并冷凝的是含乙醇89.4mol%的恒沸液,可送恒沸蒸馏塔作为进料的补充。
乙醇--水体系恒沸蒸馏,在技术、经济上有一个重要的优点:蒸馏时并不需要将全部原料液汽化,也不需要很大的回流比,蒸馏过程中只要使夹带剂与组分所形成的恒沸液汽化,设备规模和能量消耗都比较经济。对乙酵--水体系而言,蒸馏时只要分出进料中所含10.6mol%水,夹带剂和恒沸液生成量相对地不大,因此在径济上用此法制取无水酒精是比较合理的。
制取方法其三是用笨取蒸馏,即在蒸馏液中加入乙二醇。
其它方法:如分子筛法;加硅胶法;加石灰法等,均可以得到无水酒精。
㈥ 蒸馏过程单塔操作和多塔操作有什么不同
蒸馏流程的确定应根据成品质量的要求与发酵成熟醪的组成。在保证产品质量的前提下要尽可能地节省设备投资与生产费用,并要求管道布置简单,工作操作方便。
(一)单塔式蒸馏
用一个塔从发酵成熟醪中分离获得酒精成品,称为单塔蒸馏。它适用于对成品质量与浓度要求不高的工厂。
(二)两塔蒸馏
若利用单塔蒸馏制造浓度很高的酒精,则塔需要很多层塔板,于是塔身很高,相应的厂房建筑也要很高。另外这样的单塔蒸馏酒糟很稀,用作饲料诸多不便。为了降低塔身高度和提高成品浓度,把单塔分做两个塔,分别安装,这就是两塔流程。
粗馏塔的作用是将乙醇从成熟醪中分离出来,并排除酒糟。精馏塔的作用是浓缩乙醇和排除大部分杂质。
两塔流程又有气相进塔和液相进塔两种型式,气相进塔系粗馏塔发生的酒汽直接进入精馏塔,这种方式生产费用较低,为淀粉质原料厂所采用。液相进塔则系粗馏塔发生的酒汽先冷凝戍液体,然后进入精馏塔,这种方式由于多一次排醛机会,成品质量较好,适用于糖蜜酒精厂。
1.气相进塔的两塔流程 如图1—42所示。成熟醪用泵自醪池进入预热器3,与精馏塔来的酒精蒸汽进行热交换,成熟醪被加热至40℃左右,由醪塔顶部进入醪塔1,而醪塔底部用直接蒸汽加热,使塔底温度为l05—108℃,塔顶温度为92—95℃,塔顶约50%(容量)的酒精蒸汽直接进入精馏塔2,被蒸尽酒精的成熟醪称酒糟,由塔底部排糟器自动排出。
精馏塔底同样亦用直接蒸汽加热,使塔底温度为105—107℃,塔中部温度为92℃左右,醪塔来的粗酒精经提浓精馏后,酒精蒸汽由塔顶进入醪液预热器3,未冷凝下的酒汽再进入第一、第二冷凝器4、5,冷凝液全部回流入塔,部分还未冷凝的气体则进入第三冷凝器6,该冷凝液里含的杂质较多,不再回流入塔,作为工业酒精出售。没有冷凝的为CO2气体和低沸点杂质,由排醛管排至大气中。
成品酒精在塔顶回流管以下,即第4—6块塔板上液相取出,经成品冷却器12,检酒器13,其质量达到药用要求后送入酒库。蒸尽乙醇的废水称余馏水,经排出管排至塔外。
这种两塔流程,醪塔一般用2l—24块塔板,精馏塔用56—70块塔板,当然塔板数目还与塔板结构、安装质量有关。如醪塔用双沸式塔塔板,则2l层就可以,若用数个泡帽的,塔板数还可减少些。精馏塔板采用浮阀式则40—42层就够了。
精馏塔的进料层为第14—18层塔板(自下向上数),精馏塔除有提取成品、排除脂醛杂质任务外,还排除杂醇油。从精馏塔提取杂醇油的方法有两种,一种是液相提取,即在进料层之上2—4层塔板,温度为85—92℃的区域中提取。另一种是气相取油。它在进料层以下2—4层塔板上提取,气相取油,酒精质量较高,为我国南方工厂所采用,在北方则习惯液相取油。
杂醇油的分离,自塔内取出的粗杂醇油经冷却器7再加水稀释(经乳化器8),含酒精10%(容量)以下时,粗杂醇油便分层,油浮在上面,送至储存罐10中,下层的淡酒流至醪池中。杂醇油由储存罐10利用位差经过盐析罐11,以提高浓度。
2.液相进塔的两塔流程 气相进塔的优点是节省加热蒸汽、冷却水。但成熟醪含杂质较多时成品质量难保证。由于两塔直接相通,相互影响较大,要求操作技术也较高。由于糖蜜发酵醪含杂质较多,所以一般都不采用气相进塔方式。
液相进塔的工艺过程是:成熟醪经预热器之后进入组馏塔,在塔内被加热,酒精蒸发,在冷凝器冷凝成液体后,或直接流入精溜塔或回流到粗馏塔再由粗馏塔顶层塔板液相取料至精馏塔。
液相进塔时,进料塔板上汽液两相平衡,浓度较气相进料时高,因此液相进塔时的进料位置要比气相进料时高2—3层,否则塔底容易跑酒。
今以南方某糖蜜酒精厂为例,介绍液相进塔,气相取杂醉油的两塔流程,如图1-43所示。
成熟醪经预热器后从粗馏塔顶进入,塔底通入直接蒸汽进行蒸馏,成熟醪从上而下逐步降低酒精含量,最后由塔底排出。塔底排出的废液含酒不应超过0.04%(容量),塔顶蒸出的酒汽经预热器,冷凝器变成液相,由酒精塔第18层入塔进行蒸馏。从进料层以下即第16、14、12层气相提取杂醇油。塔顶蒸出的酒气经第1、2、3冷凝器冷凝后回流入精馏塔顶,即72层处。在第4冷凝器排除醛酒,与粗馏塔第4冷凝器排除的醛酒汇集一起,送入主发酵罐中,在第7l、70、69层板上液相提取酒精产品,粗馏塔和精馏塔底温控制在104℃左右,塔顶分别控制在95℃和79℃。
(三)三塔蒸馏
两塔流程无论是汽相过塔还是液相过塔,只能得到医药酒精。要获得精馏酒精采用上述仅有浓缩设备的工艺流程是很难达到目的。三塔流程就是针对这缺点而改进的。三塔流程包括三个塔,一是粗韶塔,二是排醛塔又称分馏塔,它安装在粗馏塔与精馏塔之间,它的作用是排除醛脂类头级杂质。三是精馏塔,它除有浓缩酒精提高浓度作用外,还继续排除杂质,使能获得精馏酒精。
三塔流程由于粗馏塔蒸馏出的粗酒精进入排醛塔,以及排醛塔的脱醛酒进入精馏塔的形式不同又可分为三类:
直接式 粗酒精由粗馏塔进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是气体状态。
半直接式 粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气体,而脱醛酒进入精馏塔是液体状态。
间接式 粗酒精进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是液体。
1.三塔直接式流程 由于粗酒精是蒸汽状态进入排醛塔,再以气体状态进入精馏塔,所以它的排除杂质效率是不高的。另外还有可能将粗馏塔蒸汽中微量的成熟醪带至精馏塔,致使所得的成品有不好的气味。虽然这种流程热能最经济,由于上述缺点没有推广。
2.半直接式 热能消耗虽然比直接式大些,但可以得到质量比较优良的成品,因此在我国酒精工业上得到广泛的应用。其流程如图1—44所示。成熟醪用泵自醪池经过预热器1预热后,进入粗馏塔2,这时蒸出的酒气并不直接进入精馏塔而是先进入排醛塔3,脂醛类头级杂质在乙醇浓度较低时精馏系数更大些,因此进入塔3的粗酒精浓度最好在35—40%(容量)之间,若酒度过高,有的厂还需加水稀释。
排醛塔通常用较多的塔板层数(28—34)和冷凝面积很大的冷凝器,并采用很大的回流比来提高塔顶酒精浓度。在13层(自下向上数)左右进料,塔顶控制在79℃,脂醛酒含酒精为95.8—96%(容量),脂醛酒的提取量为成品的1.2—3%。
排醛塔底进入精馏塔的脱醛酒,由于采用直接蒸汽加热和脂醛酒中酒精含量较高的缘故,其浓度较粗馏塔导出的粗酒精浓度略低,一般在30—35%(容量)之间。
脱醛液进入精馏塔4后,残留的脂醛类头级杂质随乙醇蒸汽而上升,经冷凝器7、8、9,一部分由排醛管排至大气,另一部分经冷却器及检酒器后进入工业酒精中。糖蜜酒精厂由于酯醛馏出物数量较大(主要含乙醛多),则将其返回发酵罐中再次发酵,以增加酒精得率。
精馏塔顶蒸出的酒汽在冷凝器7、8冷凝后全部回流人塔,成品酒精从塔顶回流管以下2、4、6层塔板上液相取出。
杂醇油的提取方法与两塔流程时一样。
3.间接式三塔流程 它的成品质量比半直接式的高,还可以生产高纯度酒精。这是由于粗馏塔蒸出的酒汽经冷凝成为液体,在这过程中可多一次驱除头级杂质的机会。显然生产费用要大些。无论淀粉原料还是糖蜜原料用半直接法的三塔流程都可获得精馏酒精,因此间接式的三塔流程目前应用不很广。
(四)白酒厂酒精蒸馏流程的商榷
目前我国酒精品种单一,故多采用双塔流程就能满足要求。现在酒厂的酒精车间都有一部分酒精用来生产白酒。有的厂在用代用原料时为了提高酒基质量,把已获得的酒精经化学处理后再重蒸一次,质量有所提高,但费用也增加了。为了降低成本和减少操作过程,根据甲醇的特性,酒精浓度愈高时,其精馏系数愈大,即乙醇愈容易分离,建议酒厂的酒精蒸馏采用这样的三塔式流程:粗馏塔、精馏塔、甲醇塔。当生产医药酒精时就用前面两个塔,当生产白酒酒基时则用三个塔。把从精馏塔上部酒精浓度为85%左右含脂多的酒精液引入甲醇塔,甲醇塔可用填料塔,用间接蒸汽加热,甲醇的精馏系数大于1,从塔顶排除,成品则从塔底流出,取浓度为85%(容量)左右,它含甲醇少,含脂多。至于杂醇油仍在精馏塔中取出,这样精馏塔的操作重点放在取油上。这样的三塔式可以一次蒸馏得到比医药酒精质量高的酒基,流程如图1-45所示。
(五)蒸馏操作的控制
酒精蒸馏的流程不多,同一流程时控制点、控制参数都近似。操作上都必须严格控制进料、供汽、冷却水的供应,以及取成品和杂酵油的量,使它们相互成为一定的平衡关系。如果在操
作上任意调整一个方面或操作条件中有一个变化,就会破坏这种平衡,造成生产过程混乱,甚至导致生产事故。因此操作上要求达到“三稳”:塔底压力稳,控制点温度稳,出酒量稳,才能达到产、质量的稳定。为了解蒸馏操作的控制,兹将各种连续蒸馏操作的一般标准摘录如下,供参考。
1.两塔流程,生产医药酒精。
(1)醪塔 蒸馏釜温度为105—103℃,保证酒糟内不含酒精;蒸馏釜压力为0.196—0.245万帕斯卡(表压);进入精溜塔的酒精蒸汽温度为93—95℃(醪塔顶温度)。
(2)精馏塔 塔釜温度为102—104℃;塔釜压力为0.137—0.157万帕期卡(表压);塔中部(取杂醇油区)温度为86—93℃,比控制塔顶温度灵敏。进入分凝器前塔顶酒精蒸汽之温度78—79℃。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒温为35—40℃,这是保证成品质量的重要措施之一。
2.三塔流程,生产精馏酒精。
(1)醪塔 同两塔流程。
(2)排醛塔 塔底温度为84—86℃,由脱醛酒的浓度决定;塔底压力为0.098万帕斯卡(表压);塔顶温度为78.5—79℃;第二冷凝器酒温为40℃;脱醛酒浓度为36—38%(容量);酯醛酒浓度为95.5—96%(容量);酯醛酒的提取量为1.2-3%(对成品)。
(3)精馏塔 同两塔流程。
3.蒸馏工艺条件决定的依据 上述各控制点的参数和设备结构,操作情况,产量,发酵成熟醪性质等有密切关系。
进醪速度和蒸汽耗量是由生产能力决定的,但也受到发酵成熟醪浓度的影响。醪塔和精馏塔底部的温度和压力是由塔板结构,塔内液面高度及保证不跑酒等因素决定。醪塔顶部温度是由塔顶的酒精浓度,进醪的温度及进醪量决定的。
各冷凝器的温度由热负荷分摊,并保证排醛管不跑酒等因素决定。
4.蒸馏操作 为了保证蒸馏设备的正常运转与顺利操作,最主要的是保证进醪、供汽、冷却水三者间的平衡和稳定。其次是:成品提取、酯醛酒、杂醇油的提取部位,这对成品酒精质量以及减少蒸馏过程中的损失有很大的关系。现将其中几个操作关键加以叙述。
(1)发酵成熟醪添加方式 醪液连续均匀地添加是保证醪塔稳定操作的主要条件之一,国
①在蒸馏工段最高层安装高位槽,成熟醪用泵送入其中,醪液从高位槽经预热器自动均匀地流入塔内。要注意的是应保持高位槽一定液位,一般用液面自动调节器控制。这种供醪方式比较简单,其缺点在于发酵成熟醪中不能含有过多的固形物,否则可能发生管道堵塞现象。另外由于成熟醪时浓时稀现象,亦难避免,故淀粉质原料厂多不采用。
②第二种方法是用泵直接将醪液经预热器后压入塔内。常用的有蒸汽往复泵,醪液流量大小可通过蒸汽量的改变来达到。也有用离心泵送醪,但应装回流管来控制流量。要注意醪液的吸入高度不能大于1米,否则可能发生不良现象。
(2)加热方式 酒精工厂常用的加热方式有两种:
①直接蒸汽加热,采用鼓泡器或开孔蛇管。
②间接蒸汽加热,一般用蛇管。
直接蒸汽加热的优点在于热能利用完全,操作比较灵敏。但是如果成品在塔底取出,例如甲醇塔就只能用间接加热。这样热能利用要差些,但是可以保证酒精浓度,蒸汽冷凝水可用于锅炉,对酒精质量也有好处。因为用直接蒸汽加热时,如果水源有不良气味,则会影响酒精质量。
酒糟余热的回收利用:
分析醪塔的热量平衡可以看出,加热蒸汽消耗在成熟醪加热,使它的温度与从塔里排出的酒糟温度相同,另外还消耗在各层塔板上,从醪液中驱出酒精。因此热量从醪塔分作两个流向排出,即随着加热到103—105℃的酒糟排出与随着进入精馏塔的酒精蒸汽排出。
为了节约蒸馏成熟醪所用的蒸汽,有的厂利用真空装置来蒸发冷却酒糟,并利用回收的二次蒸汽去醪塔作加热用。为了造成蒸发罐内的真空,并压缩二次蒸汽,通常用蒸汽喷射器。
,蒸发罐里的酒糟由于喷射器所形成的负压而沸腾,蒸发罐的压力维持在5.88—7.84千帕斯卡绝对大气压,相当于150-300毫米汞柱。被冷却至87—90℃的酒糟用泵抽出,或提高蒸发罐的位置,利用位压排出。酒糟在沸腾时形成的二次蒸汽由喷射器吸入,与操作蒸汽混 合,降低到13.72—15.68千帕斯卡绝对大气压而进入醪塔中加热,若操作蒸汽压力不低于29.4千帕斯卡(绝),上述装置是有效的,一般可节约加热蒸汽量的18%。
㈦ 煤制甲醇工艺
煤制甲醇工艺
气化
a)煤浆制备
由煤运系统送来的原料煤干基(<25mm)或焦送至煤贮斗,经称重给料机控制输送量送入棒磨机,加入一定量的水,物料在棒磨机中进行湿法磨煤。为了控制煤浆粘度及保持煤浆的稳定性加入添加剂,为了调整煤浆的PH值,加入碱液。出棒磨机的煤浆浓度约65%,排入磨煤机出口槽,经出口槽泵加压后送至气化工段煤浆槽。煤浆制备首先要将煤焦磨细,再制备成约65%的煤浆。磨煤采用湿法,可防止粉尘飞扬,环境好。用于煤浆气化的磨机现在有两种,棒磨机与球磨机;棒磨机与球磨机相比,棒磨机磨出的煤浆粒度均匀,筛下物少。煤浆制备能力需和气化炉相匹配,本项目拟选用三台棒磨机,单台磨机处理干煤量43~53t/h,可满足60万t/a甲醇的需要。
为了降低煤浆粘度,使煤浆具有良好的流动性,需加入添加剂,初步选择木质磺酸类添加剂。
煤浆气化需调整浆的PH值在6~8,可用稀氨水或碱液,稀氨水易挥发出氨,氨气对人体有害,污染空气,故本项目拟采用碱液调整煤浆的PH值,碱液初步采用42%的浓度。
为了节约水源,净化排出的含少量甲醇的废水及甲醇精馏废水均可作为磨浆水。
b)气化
在本工段,煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。
煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧咀进入气化炉,在气化炉中煤浆与氧发生如下主要反应:
CmHnSr+m/2O2—→mCO+(n/2-r)H2+rH2S
CO+H2O—→H2+CO2
反应在6.5MPa(G)、1350~1400℃下进行。
气化反应在气化炉反应段瞬间完成,生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。
离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴,被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。
气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来,排入锁斗,定时排入渣池,由扒渣机捞出后装车外运。
气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水(称为黑水)送往灰水处理。
c)灰水处理
本工段将气化来的黑水进行渣水分离,处理后的水循环使用。
从气化炉和碳洗塔排出的高温黑水分别进入各自的高压闪蒸器,经高压闪蒸浓缩后的黑水混合,经低压、两级真空闪蒸被浓缩后进入澄清槽,水中加入絮凝剂使其加速沉淀。澄清槽底部的细渣浆经泵抽出送往过滤机给料槽,经由过滤机给料泵加压后送至真空过滤机脱水,渣饼由汽车拉出厂外。
闪蒸出的高压气体经过灰水加热器回收热量之后,通过气液分离器分离掉冷凝液,然后进入变换工段汽提塔。
闪蒸出的低压气体直接送至洗涤塔给料槽,澄清槽上部清水溢流至灰水槽,由灰水泵分别送至洗涤塔给料槽、气化锁斗、磨煤水槽,少量灰水作为废水排往废水处理。
洗涤塔给料槽的水经给料泵加压后与高压闪蒸器排出的高温气体换热后送碳洗塔循环使用。
2)变换
在本工段将气体中的CO部分变换成H2。
本工段的化学反应为变换反应,以下列方程式表示:
CO+H2O—→H2+CO2
由气化碳洗塔来的粗水煤气经气液分离器分离掉气体夹带的水分后,进入气体过滤器除去杂质,然后分成两股,一部分(约为54%)进入原料气预热器与变换气换热至305℃左右进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经蒸汽过热器与甲醇合成及变换副产的中压蒸汽换热、过热中压蒸汽,自身温度降低后在原料气预热器与进变换的粗水煤气换热,温度约335℃进入中压蒸汽发生器,副产4.0MPa蒸汽,温度降至270℃之后,进入低压蒸汽发生器温度降至180℃,然后进入脱盐水加热器、水冷却器最终冷却到40℃进入低温甲醇洗1#吸收系统。
另一部分未变换的粗水煤气,进入低压蒸汽发生器使温度降至180℃,副产0.7MPa的低压蒸汽,然后进入脱盐水加热器回收热量,最后在水冷却器用水冷却至40℃,送入低温甲醇洗2#吸收系统。
气液分离器分离出来的高温工艺冷凝液送气化工段碳洗塔。
气液分离器分离出来的低温冷凝液经汽提塔用高压闪蒸气和中压蒸汽汽提出溶解在水中的CO2、H2S、NH3后送洗涤塔给料罐回收利用;汽提产生的酸性气体送往火炬。
3)低温甲醇洗
本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO2、全部硫化物、其它杂质和H2O。
a)吸收系统
本装置拟采用两套吸收系统,分别处理变换气和未变换气,经过甲醇吸收净化后的变换气和未变换气混合,作为甲醇合成的新鲜气。
由变换来的变换气进入原料气一级冷却器、氨冷器、进入分离器,出分离器的变换气与循环高压闪蒸气混合后,喷入少量甲醇,以防止变换气中水蒸气冷却后结冰,然后进入原料气二级冷却器冷却至-20℃,进入变换气甲醇吸收塔,依次脱除H2S+COS、CO2后在-49℃出吸收塔,然后经二级原料气冷却器,一级原料气冷却器复热后去甲醇合成单元。净化气中CO2含量约3.4%,H2S+COS<0.1PPm。
来自甲醇再生塔经冷却的甲醇-49℃从甲醇吸收塔顶进入,吸收塔上段为CO2吸收段,甲醇液自上而下与气体逆流接触,脱除气体中CO2,CO2的指标由甲醇循环量来控制。中间二次引出甲醇液用氨冷器冷却以降低由于溶解热造成的温升。在吸收塔下段,引出的甲醇液大部分进入高压闪蒸器;另一部分溶液经氨冷器冷却后回流进入H2S吸收段以吸收变换气中的H2S和COS,自塔底出来的含硫富液进入H2S浓缩塔。为减少H2和CO损失,从高压闪蒸槽闪蒸出的气体加压后送至变换气二级冷却器前与变换气混合,以回收H2和CO。
未变换气的吸收流程同变换气的吸收流程。
b)溶液再生系统
未变换气和变换气溶液再生系统共用一套装置。
从高压闪蒸器上部和底部分别产生的无硫甲醇富液和含硫甲醇富液进入H2S浓缩塔,进行闪蒸汽提。甲醇富液采用低压氮气汽提。高压闪蒸器上部的无硫甲醇富液不含H2S从塔上部进入,在塔顶部降压膨胀。高压闪蒸器下部的含硫甲醇富液从塔中部进入,塔底加入的氮气将CO2汽提出塔顶,然后经气提氮气冷却器回收冷量后,作为尾气高点放空。
富H2S甲醇液自H2S浓缩塔底出来后进热再生塔给料泵加压,甲醇贫液冷却器换热升温进甲醇再生塔顶部。甲醇中残存的CO2以及溶解的H2S由再沸器提供的热量进行热再生,混和气出塔顶经多级冷却分离,甲醇一级冷凝液回流,二级冷凝液经换热进入H2S浓缩塔底部。分离出的酸性气体去硫回收装置。
从原料气分离器和甲醇再生塔底出来的甲醇水溶液经泵加压后甲醇水分离器,通过蒸馏分离甲醇和水。甲醇水分离器由再沸器提供。塔顶出来的气体送到甲醇再生塔中部。塔底出来的甲醇含量小于100PPm的废水送水煤浆制备工序或去全厂污水处理系统。
c)氨压缩制冷
从净化各制冷点蒸发后的-33℃气氨气体进入氨液分离器,将气体中的液粒分离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口压缩至冷凝温度对应的冷凝压力,然后进入氨冷凝器。气氨通过对冷却水放热冷凝成液体后,靠重力排入液氨贮槽。液氨通过分配器送往各制冷设备。
4)甲醇合成及精馏
a)甲醇合成
经甲醇洗脱硫脱碳净化后的产生合成气压力约为5.6MPa,与甲醇合成循环气混合,经甲醇合成循环气压缩机增压至6.5MPa,然后进入冷管式反应器(气冷反应器)冷管预热到235℃,进入管壳式反应器(水冷反应器)进行甲醇合成,CO、CO2和H2在Cu-Zn催化剂作用下,合成粗甲醇,出管壳式反应器的反应气温度约为240℃,然后进入气冷反应器壳侧继续进行甲醇合成反应,同时预热冷管内的工艺气体,气冷反应器壳侧气体出口温度为250℃,再经低压蒸汽发生器,锅炉给水加热器、空气冷却器、水冷器冷却后到40℃,进入甲醇分离器,从分离器上部出来的未反应气体进入循环气压缩机压缩,返回到甲醇合成回路。
一部分循环气作为弛放气排出系统以调节合成循环圈内的惰性气体含量,合成弛放气送至膜回收装置,回收氢气,产生的富氢气经压缩机压缩后作为甲醇合成原料气;膜回收尾气送至甲醇蒸汽加热炉过热甲醇合成反应器副产的中压饱和蒸汽(2.5MPa),将中压蒸汽过热到400℃。
粗甲醇从甲醇分离器底部排出,经甲醇膨胀槽减压释放出溶解气后送往甲醇精馏工段。
系统弛放气及甲醇膨胀槽产生的膨胀气混合送往工厂锅炉燃料系统。
甲醇合成水冷反应器副产中压蒸汽经变换过热后送工厂中压蒸汽管网。
b)甲醇精馏
从甲醇合成膨胀槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃,进入加压塔下部,加压塔塔顶气体经冷凝后,一部分作为回流,一部分作为产品甲醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏,常压塔顶出来的回流液一部分回流,一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采出,采出甲醇、乙醇和水的混合物,由汽提塔进料泵送入汽提塔,汽提塔塔顶液体产品部分回流,其余部分作为产品送至精甲醇中间槽或送至粗甲醇贮槽。汽提塔下部设有侧线采出,采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽。汽提塔塔底排出的废水,含少量甲醇,进入沉淀池,分离出杂醇和水,废水由废水泵送至废水处理装置。
c)中间罐区
甲醇精馏工序临时停车时,甲醇合成工序生产的粗甲醇,进入粗甲醇贮罐中贮存。甲醇精馏工序恢复生产时,粗甲醇经粗甲醇泵升压后送往甲醇精馏工序。
甲醇精馏工序生产的精甲醇,进入甲醇计量罐中。经检验合格的精甲醇用精甲醇泵升压送往成品罐区甲醇贮罐中贮存待售。
5)空分装置
本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气内压缩流程,带中压空气增压透平膨胀机,采用规整填料分馏塔,全精馏制氩工艺。
原料空气自吸入口吸入,经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约0.57MPa(A),然后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷塔冷却后的水。空气自下而上穿过空气冷却塔,在冷却的同时,又得到清洗。
经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用,其中一只工作时,另一只再生。纯化器的切换周期约为4小时,定时自动切换。
净化后的空气抽出一小部分,作为仪表空气和工厂空气。
其余空气分成两股,一股直接进入低压板式换热器,从换热器底部抽出后进入下塔。另外一股进入空气增压机。
经过空气增压机的中压空气分成两部分,一部分进入高压板式换热器,冷却后进入低温膨胀机,膨胀后空气进入下塔精馏。另一部分中压空气经过空气增压机二段压缩为高压空气,进入高压板式换热器,冷却后经节流阀节流后进入下塔。
空气经下塔初步精馏后,获得富氧液空、低纯液氮、低压氮气,其中富氧液空和低纯液氮经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后,在上塔底部获得液氧,并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器,复热后出冷箱,进入氧气管网。
在下塔顶部抽取的低压氮气,进入高压板式换热器,复热后送至全厂低压氮气管网。
从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两部分:一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器,作为分子筛再生气体,其余污氮气去水冷塔。
从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔,粗氩塔在结构上分为两段,第二段氩塔底部的回流液经液体泵送入第一段顶部作为回流液,经粗氩塔精馏得到99.6?Ar,2ppmO2的粗氩,送入精氩塔中部,经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的**氩作为产品抽出送入进贮槽。