乙醇是許多重要化工產品及中間體的原料,在化工、醫藥、電子工業、軍工生產和其他工業生產中都有廣泛的應用。使用無水乙醇作為汽油的增氧劑,可減少汽車尾氣對大氣的污染,是一種理想的燃料添加劑。隨著無水乙醇用量的不斷增加以及對其質量要求的不斷提高,生產無水乙醇的方法也在不斷地改進和發展。
1.技術原理
連續精餾是將由揮發度不同的組分所組成的混合液,在精餾塔中同時多次的進行部分汽化和部分冷凝,使其分離成幾乎純態組分的過程。
滲透汽化技術是熱驅動的蒸餾法與膜法相結合的一種分離方法:液體(或蒸汽)混合物在組分蒸汽分壓差的推動下,利用組分通過滲透汽化分子篩膜吸附和擴散速度的不同實現物質分離的過程。在滲透過程中經歷由液相到氣相的轉變,其分離機制可分為三步:(1) 被分離的物質在膜表面上有選擇性地被吸附;(2) 組分以擴散形式在膜內滲透;(3) 從下游側表面解吸變成氣相脫除而與膜分離出來。
現采用一塔連續精餾工藝,將乙醇原料初步提純得到共沸組成,之后將精餾產品進入氣化滲透膜進一步分離水分得到較高純度的無水乙醇。
2.工藝流程
連續精餾工段:
乙醇原料經預熱器預熱后進入萃取精餾塔中下部,與此同時萃取劑輸送至萃取精餾塔頂部,實現對乙醇的萃取精餾。萃取精餾塔塔頂的乙醇蒸汽經冷凝后進入回流罐,由回流泵輸送一部分回流進塔,另一部分作為乙醇初產品采出至相應儲罐。初產品然后進入分子篩脫水得到合格乙醇產品。
萃取精餾塔塔釜主要為萃取劑和水,通過塔釜出料泵輸送至緩沖罐中,再輸送至萃取劑回收塔中部,實現萃取劑的回收。萃取劑回收塔塔頂采出廢水,釜液主要為萃取劑,萃取劑由泵輸送至回收萃取劑緩沖罐中,實現萃取劑的循環使用。
氣化滲透膜工段:
從連續精餾工段過來的乙醇初產品通過過熱器達到預定溫度后進入膜器。進料流經串聯的膜器,原料中的水分和少量有機溶劑經膜組件由膜上游側滲透至膜滲透側,產品經熱交換器利用原料液冷卻后進入產品冷卻器,進一步冷卻至35℃以下,送到工廠儲罐,提高了進料液溫度,節省了能耗。膜滲透側采用抽真空加冷凝的方式以形成膜進料側和滲透側兩側組分的蒸汽分壓差。滲透蒸汽在真空機組抽吸下進入冷凝器。冷凝后的滲透液通過液封罐溢流排出。冷凝器中少量未冷凝的滲透蒸汽(大部分為混合有機物)也被吸入水環泵工作液中回收。