酒精工艺学论文

酒精蒸馏工艺的改进

生工091赵云辉

200911805109

摘要：通过对现有技术的了解，对酒精蒸馏工艺的三塔流程技术进行一系列的改进，改为六塔差压流程，并再次对六塔差压流程做进一步改进和完善；最后，通过现有的新技术和科技，简单介绍一下膜技术在酒精蒸馏工艺中的应用和前景。

关键词：酒精蒸馏改进六塔差压蒸馏膜馏

随着全球石油能源的紧缺，越来越多目光将聚焦在了石油的替代品－酒精。但由于酒精工业的发展有限，很少有国家使用这种替代品。目前，大部分酒精生产商制造酒精都是靠微生物发酵技术，并通过蒸馏工艺对生产的粗酒精提纯。这种工艺比较复杂，有待提高的地方很多，下面，我就蒸馏工段作一个简单的改进。

1.从三塔连续蒸馏改进到六塔差压蒸馏

将三塔连续蒸馏工艺改为六塔差压式蒸馏时，增加了次精馏塔，工业酒精塔（杂醇油塔）和脱甲醇塔，这样即减少了酒精中的杂质，提高了酒精的纯度，同时还将蒸汽循环利用，节省了蒸汽和水的消耗。

1.1六塔差压式的主要流程

1.1.1醪液经过预热后进入粗塔，粗塔在负压下工作，目的是增大杂质和酒精间的相对挥发度，同时在负压时温度较低，减少了蛋白质等有机物质的分解破坏，并减少了酒糟在塔中的结垢。另外，粗塔用二次精馏顶端蒸汽在再沸器中加热离心液产生的蒸汽进行加热的。

1.1.2粗塔顶部30度GL左右的酒精直接进入一次精馏塔，其顶部的酒精度为80－85度GL左右。从顶部出来的蒸汽一部分进入纯化塔进行除杂，一部分进行回流。一次精馏塔用直接蒸汽加热。

1.1.3从一次精馏塔出来的80－85度GL左右的酒精进入纯化塔，同时从塔顶加入二次精馏塔底部的余馏水（酸度为0.1），也就是采用水萃取蒸馏。同时，头级杂质聚集在塔顶，经过冷凝回收酒精后将不凝气体（醛）排入大气。由于塔顶经过了稀释（顶部约为35度GL 左右），则中间杂质也会聚集在塔顶，这时取部部分回流液加入工业酒精塔进行去杂。该塔采用直接蒸汽加热，处于负压状态。

1.1.4从纯化塔底部出来的酒精溶液（约15度GL）进入二次精馏塔，此时在二次精馏塔中间取中间杂质，并送入纯化塔再次除杂。顶部的96%的酒精仍有少量头级杂质，则进行部分回流，从顶部出来的酒精液（经测定已达标）进入脱甲醇塔，进一步去除甲醇。该塔用直接蒸汽加热。

1.1.5进入脱甲醇塔的96%的酒精通过进一步除杂，甲醇聚集在塔顶，取部分回流液作为工业酒精，从塔底出来的酒精溶液则成为优质的食用级酒精。该塔是用纯化塔回流液作为热源，且处于负压状态。

1.1.6进入工业酒精塔的35度GL左右的含杂较多的酒精液通过

蒸馏在塔顶浓缩到96%，取这部分为工业酒精，同时在中部取杂醇油，用分离器分离。该塔采用直接蒸汽加热。

1.1.7真空泵抽走的不凝气体将通过洗涤塔进行洗涤，防止酒气的损失。

1.2杂质的去除

和三塔连继蒸馏相比，六塔差压式流程更加有利于杂质的去除。这不是单纯的某个塔所能完成的，是在所有的塔的共同作用下才使得酒精的纯度再一次提高。

1.2.1在三塔的基础上增加了一次精馏塔，进一步去除了酒精中的的有机酸

1.2.2纯化塔和工业酒精塔的同时使用，一方面去除了醛类杂质，另一方面有力地去除了杂醇油等杂质，为后续流程中酒精的纯化做了很好的基础。

1.2.3另外，虽然在精馏塔中出来的酒精已经达到标准，但后面又加了一道脱甲醇的工序，进一步去除了甲醇，使得食用酒精又提升了一个层次。

1.3蒸汽的合理利用

在酒精的蒸馏过程中，蒸汽的消耗是很大的，也就能量的消耗是极的的，果能通过改进某一设备减少蒸汽量的消耗，那么这将对工厂节约大量的成本，从而可以将更多的钱投资到其他的改进方案中。

1.3.1在六塔差压式流程中，采用差压的同时，降低了溶液的沸点，使得物质本身对能量的需求减少，同时增大了物间的相对挥发度，

因而从本质上除低了所需的能量消耗。

1.3.2在这个流程中，采用差压式可以使和蒸汽多次利用，从而减少了总能量的消耗。比如，用二次精馏塔顶部的回流蒸汽加热离心分离液产生蒸汽从而对粗塔进行加热。这样做一方面使得回流液无需冷凝水处理，从而节省了水资源；另一方面也使得粗塔无需生蒸汽进行加热，从而节省了大量能量；同时，也对离心液进行了浓缩，使得浓缩所需的能量进一步减少。是一举三得。

另外，在这个流程中，用纯化塔顶部的回流蒸汽对脱甲醇塔进行加热，从而节约了大量的能量。

而以上的这些节约能量的流程都是在差压下进行的，使得差压成为一个基础的工艺流程

2.对六塔差压式流程作进一步的改进

虽然上述的六塔差压式流程相对三塔式的流程已经有了很大程度上的改进，但每个流程都是有缺点的，我们可以找到这些缺点，对其进行更进一步的改进。

2.1在上述运用二次精馏塔塔顶蒸汽加热离心液产生蒸汽对粗塔进行加热时，设备是很复杂的，并且所需设备的量较多，造成了消耗的电量也是很多的，这样就增大了工厂的投资成本。我们可以这样改进，用二次精馏塔塔顶蒸汽通过再沸器直接对粗塔出来的酒糟液进行加热，这样在粗塔塔底就形成了一个很好加热器，即无需要复杂的设备和高消耗量的电能，同时也浓缩了粗塔的酒糟液，有利于后序的一

系列操作。

2.2上述的操作流程中，醛和杂醇油的分离都要在纯化塔中进行，纯化塔的分离压力是很大的，我们可以这样改进。增加一次精馏塔的塔板数，这样可以从塔中间取出一部的杂醇油直接送往工业酒精塔，从而减小了纯化塔的压力，实现纯化塔对杂质更好的分离能力。

同时，可以用纯化塔顶部蒸汽冷凝加热一次精馏塔，而无需用生蒸汽直接加热，从而节约了大量的能量。

2.3对二次精馏塔我们可以这样改进，将二次精馏塔取出的杂醇油直接送入工业酒精塔，同时将工业酒精塔的部分回流液送入纯化塔，这样做可以进一步地除杂，同时主要是减少工业酒精的产量，提高食用酒精的产量。

2.4上述的流程中，用二次精馏的余馏水蒸汽直接送入纯化塔加热并稀释，这对酒精的质量有一定的损害，因为二次精馏的余馏水中有一定的杂质。我们可以这样改进，有二次精馏的余馏水加热处理过的干净的水，再将干净的水送入纯化塔，从而减少了余馏水中的杂质对纯化塔的影响，提高了酒精的品质。

3.从本质上对蒸馏工艺再进行改进

目前，国外已经有一些制酒工厂在运用特殊的膜进行酒精的生产和分离，但由于技术和商业因素的限制，这种技术还没有得到广泛的运用。但随着膜技术的发展，膜的制造和维护将会变得越来越简单和经济，这将会吸引更多的厂商来运用膜技术生产酒精，从而会节省绝

大部分的能量消耗和投资，使得酒精生产更加地物美价廉。

我的设想是，运用膜技术将精馏塔作进一步改进，并且将塔板换为有特殊透过作用的膜，经过层层的分离，可以得到各种纯物质，并最终得到无水乙醇。

结语：三塔式流程和六塔差压式流程都是将不凝结性的头级杂质直接排入大气，这对空气有着一定程度上的污染，因此我认为，应该设法将排出的头级杂质进行回收，一方面可以减少对空气的污染，另一方面可以生产另外一个副产品，使得生产酒精这个工艺更加经济。随着酒精工艺的不断发展，各种工艺流程将得到很大程度上的改进，但每个流程都有着缺点，我们可以通过对流程的详细分析找到其中的缺点并对其进行改进。