六塔三效差压蒸馏生产特优级酒精的蒸馏系统及蒸馏方法与流程

1.本发明涉及酒精生产设备技术领域，尤其涉及到一种六塔三效差压蒸馏生产特优级酒精的蒸馏系统及蒸馏方法。


背景技术：

2.目前国内优级酒精生产多以五塔三效蒸馏工艺装置为主，该工艺装置虽然较传统的二效蒸馏工艺能耗大大降低，蒸汽消耗由传统工艺的3.2吨蒸汽降至2.4吨，但与国际先进水平仍有较大差距。在酒精产品质量方面，五塔三效蒸馏工艺装置生产的酒精虽能达到优级酒精标准，但与特级指标仍有很大差距。
3.随着酒精行业浓醪发酵的推广，行业内发酵醪浓度普遍能达到14％以上，五塔三效蒸馏工艺的热耦合方式已不能适应企业提质降耗的需要，能耗较高，因此急需研发一种更加节能、产品质量更好的优级酒精蒸馏设备。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的不足，提供一种六塔三效差压蒸馏生产特优级酒精的蒸馏系统及蒸馏方法，最大限度的降低了蒸馏过程中的能耗。
5.本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种六塔三效差压蒸馏生产特优级酒精的蒸馏系统，包括分别连接有再沸器的负压醪塔、排醛塔、回收塔、稀释塔、脱甲醇塔和精馏塔，负压醪塔上方设有脱气段，脱气段底部通过自流管道与负压醪塔工作腔连通，脱气段顶部连通发酵成熟醪供给管路；负压醪塔的粗酒精出口、脱气段的粗酒精出口均与排醛塔工作腔连通，排醛塔的脱醛酒精出口与稀释塔工作腔连通，稀释塔的淡酒精出口与精馏塔工作腔连通，精馏塔的精馏酒精出口与脱甲醇塔的工作腔连通，精馏塔的杂质酒精出口与回收塔的工作腔连通；精馏塔塔顶的酒精蒸汽出口分别连通脱甲醇塔再沸器的热介质入口、稀释塔再沸器的热介质入口和回收塔再沸器的热介质入口，稀释塔塔顶的酒精蒸汽出口与负压醪塔再沸器ⅰ的热介质入口连通，脱甲醇塔塔顶的酒精蒸汽出口与负压醪塔再沸器ⅱ的热介质入口连通，回收塔塔顶的酒精蒸汽出口与排醛塔再沸器的热介质入口连通。
6.本方案通过增加排醛塔，大幅提高了产品质量，脱甲醇塔再沸器、稀释塔再沸器、回收塔再沸器、排醛塔再沸器和负压塔再沸器的热能均来自蒸馏系统内部，提高了热能利用率，大幅降低了能耗。
7.作为优化，脱甲醇塔再沸器的热介质出口、稀释塔再沸器的热介质出口和回收塔再沸器的热介质出口均通过设有回流泵的管路与精馏塔工作腔的上部连通，排醛塔再沸器的热介质出口通过设有回流泵的管路与回收塔工作腔上部连通，负压醪塔再沸器ⅰ的热介质出口通过设有回流泵的管路与排醛塔工作腔上部连通，负压醪塔再沸器ⅱ的热介质出口通过设有回流泵的管路与脱甲醇塔工作腔的上部连通。本优化方案的设置，实现了脱甲醇塔再沸器、稀释塔再沸器、回收塔再沸器、排醛塔再沸器、负压醪塔再沸器ⅰ和负压醪塔再沸器ⅱ热介质换热后的回流，提高了节汽节水效果，进一步减小了热能排放。
8.作为优化，稀释塔的淡酒精出口与精馏塔工作腔之间的管路上设有淡酒预热器，淡酒预热器的热介质入口通过设有热水泵的管路与精馏塔塔底的废热水出口连通，淡酒预热器的热介质出口与稀释塔工作腔连通。本优化方案通过设置淡酒预热器对进入精馏塔前的淡酒精进行预热，提高了精馏效果，淡酒精预热器采用精馏塔排出的废热水作为热介质与淡酒精进行换热，实现了废热水的热能利用，换热后的热水进入稀释塔，节省了水资源。
9.作为优化，排醛塔的脱醛酒精出口与稀释塔工作腔之间的管路上设有脱醛酒精预热器，脱醛酒精预热器的热介质入口与淡酒预热器的热介质出口连通。本优化方案通过设置的脱醛酒精预热器对进入稀释塔之前的酒精进行预热，提高了正丙醇、杂醇油、高级醛类和酯类的挥发效率，脱醛酒精预热器将淡酒预热器换热后的介质作为热介质，与脱醛酒精实现换热，进一步提高了热量利用率。
10.作为优化，负压醪塔的粗酒精出口与排醛塔工作腔之间的管路上设有粗酒精预热器，粗酒精预热器的热介质入口通过设有成品酒精泵的管路与脱甲醇塔塔底的成品酒精出口连通。本优化方案通过设置粗酒精预热器对进入排醛塔前的粗酒精进行预热，提高了排醛效率，粗酒精预热器采用成品酒精作为热介质与粗酒精换热，不仅提高了粗酒精的温度，而且实现了对成品酒精的冷凝，充分利用了成品酒精热量。
11.作为优化，粗酒精预热器的热介质出口下游管路上还安装有成品冷却器。本优化方案通过设置成品冷却器对成品酒精进行二次冷凝，减少了挥发。
12.作为优化，发酵成熟醪供给管路上安装有沿发酵成熟醪输送方向依次设置的醪液一级预热器、醪液二级预热器，醪液一级预热器的热介质入口与脱气段的粗酒精出口连通，醪液一级预热器的热介质出口通过设有脱气段冷凝器的管路与排醛塔工作腔连通，醪液二级预热器的热介质入口与负压醪塔的粗酒精出口连通，醪液二级预热器的热介质出口通过设有负压醪塔冷凝器的管路与排醛塔工作腔连通。本优化方案采用脱气段和负压醪塔排出的粗酒精热量对发酵成品醪进行两级预热，提高了发酵醪的脱气效率。
13.本方案还提供一种使用上述蒸馏系统进行的蒸馏方法，包括如下方面：1、发酵成熟醪经过醪液一级预热器预热至40℃～50℃，脱气段顶部酒汽冷凝的同时给发酵成熟醪一次预热，然后发酵成熟醪经过醪液二级预热器预热至55℃～60℃，负压醪塔顶部酒汽冷凝的同时给发酵成熟醪二次预热；二次预热后的发酵成熟醪在脱气段顶部进料，利用负压的作用使入塔后成熟醪中的二氧化碳和部分低沸点杂质与发酵醪分离，含杂粗酒汽进入醪液一级预热器和脱气段冷凝器组冷凝，冷凝液进入粗酒罐；未冷凝的气体进入真空缓冲罐，通过水环式真空泵排入大气，脱去气体的发酵醪进入脱气段底部后通过自流管道进入负压醪塔；
14.脱气醪在负压醪塔中下行的同时被塔底上升的蒸汽加热，酒汽上行与废醪液分离；废醪在塔底被排出，送去酒糟处理工段；酒汽上行部分进入脱气段底部，其余进入负压醪塔冷凝器组冷凝，冷凝液进入粗酒罐，粗酒精通过粗酒泵送入排醛塔，未冷凝的气体进入真空缓冲罐；
15.负压醪塔/脱气段在负压下工作，负压是通过冷凝器组连接水环式真空泵后通过抽吸不凝气产生，负压醪塔/脱气段的加热方式：稀释塔塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器ⅰ加热负压醪塔，脱甲醇塔塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器ⅱ加热负压醪塔；
16.2、来自粗酒泵的粗酒精经预热后进入排醛塔中部，粗酒精进入排醛塔后，在塔底
蒸汽的加热作用下，粗酒精中的低沸点醛类与乙醇分离进入塔顶，含高浓度低沸点醛类的排醛塔塔顶酒汽进入排醛塔冷凝器组冷凝，从末级冷凝器采出少量酒头进入醛酒罐，其余冷凝液全部进入排醛塔回流罐，通过排醛塔回流泵送入排醛塔顶部，未冷凝的含杂气体通过水环式真空泵排出，排醛段底部的脱醛粗酒精经脱醛酒泵输送进入稀释塔中上部；
17.排醛塔在负压下工作，排醛塔由回收塔塔顶酒汽通过排醛塔再沸器进行加热；
18.3、来自排醛段底部的脱醛酒精经脱醛酒预热器预热后进入稀释塔的中上部，与稀释塔顶部进入的废热水进行传热交换和传质交换，使该塔底部的酒精浓度控制在12～15％(v/v)，在较低的酒精浓度下，正丙醇、杂醇油、高级醛类和酯类具有较大的挥发系数，向塔顶移动并聚集，塔顶酒汽经负压醪塔再沸器ⅰ冷凝后部分回流，部分采出送入杂酒罐；清洗后的纯净的淡酒精从塔底抽出，由淡酒泵送入精馏塔；稀释塔塔顶进入的废热水为来自精馏塔塔底的废热水；
19.稀释塔在常压下工作，稀释塔由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过稀释塔再沸器进行加热；
20.4、来自稀释塔塔底的部分淡酒精经淡酒预热器预热后在第16板进入精馏塔，在逐渐浓缩的同时，甲醇类低沸点杂质随酒精蒸汽上升至塔顶，中级杂质在进料板以上滞留，在此作为杂酒采出后进入杂酒罐，通过杂酒泵送到回收塔；塔顶侧线采出浓度为96％(v/v)以上的精馏酒精作为半成品引出进入脱甲醇塔；精馏塔塔顶酒汽分别通过稀释塔再沸器、脱甲醇塔再沸器和回收塔再沸器冷凝后进入高压精塔回流罐，通过高压精塔回流泵全部回流，未冷凝的酒精蒸汽进入精馏塔辅助冷凝器冷凝；塔釜废热水通过热水泵输送预热淡酒后进入稀释塔顶部作为稀释塔的稀释用水；
21.精馏塔在正压下工作，精馏塔的加热方式是用新鲜蒸汽通过精馏塔再沸器间接加热，蒸汽凝结水收集后回锅炉房；
22.5、来自精馏塔的高浓度精馏酒精在脱甲醇塔的中上部进入，在高酒精浓度时，甲醇的精馏系数可达1.92以上，入塔后，精馏酒精中残存的甲醇和低沸点杂质进入塔顶，塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器冷凝后进入脱甲醇塔回流罐，通过脱甲醇塔回流泵全部回流，未冷凝的酒精蒸汽进入脱甲醇塔辅助冷凝器冷凝，从末级辅助冷凝器采出少量酒头进入醛酒罐；质量达标的高纯度特优级酒精从塔底抽出经冷却后送入成品计量罐；
23.脱甲醇塔在微正压下工作，脱甲醇塔是由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过脱甲醇塔再沸器进行加热。
24.6、设置回收塔，将酒头、杂酒、淡酒集中汇集到杂酒罐后，通过回收塔进料泵进入回收塔统一处理；回收塔塔顶酒精汽作为排醛塔的热源，冷凝液大部分回流进塔，从辅助末级冷凝器采出少酒头去醛酒罐；从塔的中上部采出较高浓度的酒精送至排醛塔，从进料层以上几层板处采出富油酒进入杂醇油分离器分离杂醇油，富油酒在杂醇油分离器内与工艺水充分混合，并分层；杂醇油回收到杂醇油储罐，淡酒则被送入杂酒罐，塔釜废水加热杂酒后进入废水处理系统；
25.回收塔在常压下工作，回收塔是由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过回收塔再沸器进行加热。
26.本发明的有益效果为：通过系统结构的设置，实现了多效热耦合，一塔进汽，六塔工作，最大限度地降低了蒸馏过程的能耗，而且节水节汽效果显著；与五塔三效优级酒精蒸
馏设备相比，通过增加排醛塔，使产品质量远远超过优级，部分指标超过特级，产品质量提升明显。
附图说明
27.图1为本发明流程结构示意图；
28.图2为图1中ⅰ处放大图；
29.图3为图1中ⅱ处放大图；
30.图4为图1中ⅲ处放大图。
具体实施方式
31.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
32.如图1～4所示一种六塔三效差压蒸馏生产特优级酒精的蒸馏系统，包括分别连接有再沸器的负压醪塔、排醛塔、回收塔、稀释塔、脱甲醇塔和精馏塔，负压醪塔上方设有脱气段，脱气段底部通过自流管道与负压醪塔工作腔连通，脱气段顶部连通发酵成熟醪供给管路。
33.负压醪塔的粗酒精出口、脱气段的粗酒精出口均与排醛塔工作腔连通，粗酒精在泵的作用下进入排醛塔；排醛塔的脱醛酒精出口与稀释塔工作腔连通，排醛后得到的脱醛酒精在泵的作用下进入稀释塔稀释；稀释塔的淡酒精出口与精馏塔工作腔连通，稀释后得到的淡酒精在泵的作用下进入蒸馏塔蒸馏；精馏塔的精馏酒精出口与脱甲醇塔的工作腔连通，精馏塔的杂质酒精出口与回收塔的工作腔连通。精馏塔采用生蒸汽通过再沸器间接加热；精馏塔塔顶酒汽通过再沸器分别供热稀释塔、脱甲醇塔、回收塔；稀释塔塔顶酒汽通过再沸器供热负压醪塔/脱气段；脱甲醇塔塔顶酒汽通过再沸器分别供热负压醪塔/脱气段；回收塔塔顶酒汽通过再沸器供热排醛塔。
34.具体的，精馏塔塔顶的酒精蒸汽出口分别连通脱甲醇塔再沸器的热介质入口、稀释塔再沸器的热介质入口和回收塔再沸器的热介质入口，稀释塔塔顶的酒精蒸汽出口与负压醪塔再沸器ⅰ的热介质入口连通，脱甲醇塔塔顶的酒精蒸汽出口与负压醪塔再沸器ⅱ的热介质入口连通，回收塔塔顶的酒精蒸汽出口与排醛塔再沸器的热介质入口连通。
35.脱甲醇塔再沸器的热介质出口、稀释塔再沸器的热介质出口和回收塔再沸器的热介质出口均通过设有回流泵的管路与精馏塔工作腔的上部连通，排醛塔再沸器的热介质出口通过设有回流泵的管路与回收塔工作腔上部连通，负压醪塔再沸器ⅰ的热介质出口通过设有回流泵的管路与排醛塔工作腔上部连通，负压醪塔再沸器ⅱ的热介质出口通过设有回流泵的管路与脱甲醇塔工作腔的上部连通。
36.稀释塔的淡酒精出口与精馏塔工作腔之间的管路上设有淡酒预热器，淡酒预热器的热介质入口通过设有热水泵的管路与精馏塔塔底的废热水出口连通，淡酒预热器的热介质出口与稀释塔工作腔上部连通。
37.排醛塔的脱醛酒精出口与稀释塔工作腔之间的管路上设有脱醛酒精预热器，脱醛酒精预热器的热介质入口与淡酒预热器的热介质出口连通。
38.负压醪塔的粗酒精出口与排醛塔工作腔之间的管路上设有粗酒精预热器，粗酒精预热器的热介质入口通过设有成品酒精泵的管路与脱甲醇塔塔底的成品酒精出口连通，粗
酒精预热器的热介质出口下游管路上还安装有成品冷却器。
39.发酵成熟醪供给管路上安装有沿发酵成熟醪输送方向依次设置的醪液一级预热器、醪液二级预热器，醪液一级预热器的热介质入口与脱气段的粗酒精出口连通，醪液一级预热器的热介质出口通过设有脱气段冷凝器的管路与排醛塔工作腔连通，醪液二级预热器的热介质入口与负压醪塔的粗酒精出口连通，醪液二级预热器的热介质出口通过设有负压醪塔冷凝器的管路与排醛塔工作腔连通。
40.使用本实施例蒸馏系统进行的蒸馏工艺如包括如下方面：
41.1、发酵成熟醪经过醪液一级预热器预热至40℃～50℃，脱气段顶部酒汽冷凝的同时给发酵成熟醪一次预热，然后发酵成熟醪经过醪液二级预热器预热至55℃～60℃，负压醪塔顶部酒汽冷凝的同时给发酵成熟醪二次预热；二次预热后的发酵成熟醪在脱气段顶部进料，入塔后成熟醪中的二氧化碳和部分低沸点杂质在负压的作用下与发酵醪分离，含杂粗酒汽进入醪液一级预热器和脱气段冷凝器组冷凝，冷凝液进入粗酒罐；未冷凝的气体(包括二氧化碳和部分低沸点杂质)进入真空缓冲罐，通过水环式真空泵排入大气；脱去气体的发酵醪进入脱气段底部后通过自流管道进入负压醪塔；
42.脱气醪在负压醪塔中下行的同时被塔底上升的蒸汽加热，酒汽上行与废醪液分离。废醪在塔底被排出，送去酒糟处理工段；粗塔酒汽上行部分进入脱气段底部，其余进入负压醪塔冷凝器组冷凝，冷凝液进入粗酒罐，粗酒精通过粗酒泵送入排醛塔。未冷凝的气体进入真空缓冲罐；
43.负压醪塔/脱气段是在负压下工作的，负压是通过冷凝器组连接水环式真空泵后通过抽吸不凝气产生的。负压醪塔/脱气段的加热方式：稀释塔塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器ⅰ加热负压醪塔，脱甲醇塔塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器ⅱ加热负压醪塔；
44.2、来自粗酒泵的粗酒精经预热后进入排醛塔中部，粗酒精进入排醛塔后，在塔底蒸汽的加热作用下，粗酒精中的低沸点醛类与乙醇分离进入塔顶，含高浓度低沸点醛类的排醛塔塔顶酒汽进入排醛塔冷凝器组冷凝，从末级冷凝器采出少量酒头进入醛酒罐，其余冷凝液全部进入排醛塔回流罐，通过排醛塔回流泵送入排醛塔顶部，未冷凝的含杂气体通过水环式真空泵排出。排醛段底部的脱醛粗酒精经脱醛酒泵输送进入稀释塔中上部；
45.排醛塔是在负压下工作的，排醛塔的加热是由回收塔塔顶酒汽通过排醛塔再沸器来加热；
46.3、来自排醛段底部的脱醛酒精经脱醛酒预热器预热后进入稀释塔的中上部，与稀释塔顶部进入的废热水进行充分的传热交换和传质交换，使该塔底部的酒精浓度控制在12～15％(v/v)，在较低的酒精浓度下，正丙醇、杂醇油、高级醛类和酯类具有较大的挥发系数，向塔顶移动并聚集，塔顶酒汽经负压醪塔再沸器ⅰ冷凝后部分回流，部分采出送入杂酒罐。清洗后的纯净的淡酒精从塔底抽出，由淡酒泵送入精馏塔。稀释塔塔顶进入的废热水为来自精馏塔塔底的废热水；
47.稀释塔是在常压下工作的，稀释塔的加热是由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过稀释塔再沸器来加热；
48.4、来自稀释塔塔底的部分淡酒精经淡酒预热器预热后在第16板进入精馏塔，在逐渐浓缩的同时，甲醇类等低沸点杂质随酒精蒸汽上升至塔顶，中级杂质(杂醇油类)则在进料板以上几层板滞留，在此作为杂酒采出后进入杂酒罐，通过杂酒泵送到回收塔。塔顶侧线
采出浓度为96％(v/v)以上的精馏酒精作为半成品引出进入脱甲醇塔。精馏塔塔顶酒汽分别通过稀释塔再沸器、脱甲醇塔再沸器和回收塔再沸器冷凝后进入高压精塔回流罐，通过高压精塔回流泵全部回流，未冷凝的酒精蒸汽进入精馏塔辅助冷凝器冷凝。塔釜废热水通过热水泵输送预热淡酒后进入稀释塔顶部作为稀释塔的稀释用水；
49.精馏塔是在正压下工作的，精馏塔的加热方式是用新鲜蒸汽通过精馏塔再沸器间接加热，蒸汽凝结水收集后回锅炉房；
50.(5)来自精馏塔的高浓度精馏酒精在脱甲醇塔的中上部进入，在高酒精浓度时，甲醇的精馏系数可达1.92以上，入塔后，精馏酒精中残存的甲醇和低沸点杂质进入塔顶，塔顶酒精蒸汽通过负压醪塔再沸器冷凝后进入脱甲醇塔回流罐，通过脱甲醇塔回流泵全部回流，未冷凝的酒精蒸汽进入脱甲醇塔辅助冷凝器冷凝，从末级辅助冷凝器采出少量酒头进入醛酒罐。质量达标的高纯度特优级酒精从塔底抽出经冷却后送入成品计量罐；
51.脱甲醇塔是在微正压下工作的，脱甲醇塔的加热是由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过脱甲醇塔再沸器来加热。
52.(6)为便于杂醇油的采出，提高成品特优级酒精的收率，设置回收塔；将酒头、杂酒、淡酒集中汇集到杂酒罐后，通过回收塔进料泵进入回收塔统一处理。回收塔塔顶酒精汽作为排醛塔的热源，冷凝液大部分回流进塔，从辅助末级冷凝器采出少酒头去醛酒罐；从塔的中上部采出较高浓度的酒精送至排醛塔，从进料层以上几层板处采出富油酒进入杂醇油分离器分离杂醇油，富油酒在杂醇油分离器内与工艺水充分混合，并分层。杂醇油回收到杂醇油储罐，淡酒则被送入杂酒罐。塔釜废水加热杂酒后进入废水处理系统；
53.回收塔是在常压下工作的，回收塔的热源是由来自精馏塔塔顶的部分酒精蒸汽通过回收塔再沸器来加热。
54.使用本实施例蒸馏系统生产的酒精与现有五塔三效差压蒸馏设备生产的酒精性能指标对比如下：
[0055][0056]
使用本发明蒸馏系统进行蒸馏，最大限度的降低了蒸馏过程的消耗，吨优级酒精耗汽仅1.8吨，比五塔三效优级酒精蒸馏工艺节省蒸汽25％以上，节约冷凝用水25％，节汽节水效果显著。
[0057]
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人
员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。