高效塔板塔在杂醇油行业的实际应用

    在酒精发酵行业中,通过酵母催化产生大量乙醇的同时,也能够催化生成甲醇、丙醇、丁醇和戊醇。根据发酵原料的不同发酵工艺的不同,其副产物多碳醇类的含量也各不相同。当发酵完成后,通过精馏,提取优良酒精(乙醇)的同时,精馏中塔底必然高浓缩了多碳醇类的聚集,其在精馏尾液中以油状分层显现,中大型企业就将其分层收集,积累成一定量后当成混合油脂作为副产物出售给加工型企业,这些混合油脂就是本文中所谈及的杂醇油。

    将杂醇油分离,获得相对单质物质和相对符合市场需要的混合物质,是杂醇油加工行业谋求利润的一种做法。根据多年的经验和对杂醇油各组分的了解,早期介入分离杂醇油的企业一般均是采用间歇式分段精馏的方法,利用其组分中各物质的沸点差异获取每一馏段产品,分类收集,达到指标或符合市场需要的产品,就流通向市场。企业如果为了做到增产或高产,一般采用的方式是增大间歇蒸馏釜容积(提升单釜生产力),或者是重复扩大原生产定型设备的格局(多釜同时的生产力),利用两套或多套来实现高产的目的。因为该工艺的成熟稳定,一直被沿用至今。

    我们来讨论一下,目前的工艺对生产的利弊关系。

    据我的观察,该行业中一般采用30立方的蒸馏釜来进行生产的,塔体是400-600直径的填料塔,塔高在20米左右。完全蒸馏一釜料需要3天到4天,也就是80小时以上,出大概14-15吨戊醇,以及部分乙醇、丙醇和丁醇,有相当一部分混合馏分的物质,需要回到原料中第二次蒸馏。因为整体蒸馏的是混合物料,所以,当蒸馏出主要产品戊醇的时候,不能够保证前面低沸点物质的全部蒸馏干净,于是戊醇的纯净度受到影响。部分可以到99.5%以上,大部分是96%以上。相对市场价值没有完全体现。而釜底高沸物集聚(很大程度是戊醇的结焦物质),部分的戊醇无法蒸馏出来!所以,整个生产中大致的弊端有以下几点:1,产能低下。需要高产能重复投入巨大。2,一次蒸出率低,也就是往复回蒸率相对高,浪费能耗,效率降低。3,产品质量相对不高,无法做到全部的优质产品。4,蒸馏结焦大,回收率低,浪费大。5,填料塔所特有的回流比大,蒸馏能耗高。唯一的优点就是控制稳定,于是所有的设备基本上都是一样的模式。

    带着这些弊端,有人找到我,希望能够在工艺、设备上有所突破,进而来改善目前生产中产生的瓶颈问题。我们经过多次讨论和实际蒸馏现象的观察,结合他们生产的经验,本人设计了首套连续化精馏杂醇油分离工艺,并优选使用了本公司最佳分离效率的NW型塔板塔,优化各个进料出料点的选择。该工艺今年4月份得以顺利投入试生产,并一次试验成功,戊醇的纯净度做到了99.8%以上。因为独特的加热方式,塔底部几乎没有高沸点物质,戊醇的焦化率几乎接近于零,完全做到提高了戊醇收率。

    本次试生产,我(QQ630668449)提供的是直径600mm单塔,正常进料应该在每小时一吨,处理掉30吨原料应该是30个小时,如果不考虑双塔工艺,就单塔再蒸馏的话,再20小时内蒸馏完15-16吨一次馏出物,出15吨以上产品。如果是双塔的话,后面配合一套500mm塔,30小时足够处理原料30吨,出15吨以上产品。蒸馏同等原料,产能提升了将近三倍,从能耗和产出率来说,都是跨了一大步!

    以下,我列举其优势所在,供行业参考:

    1,连续式进料改观了固定间歇式,产能得到长足提升。塔板塔对于原料的选择性不大,杂醇油所包含的颗粒物等杂质会对填料塔形成堵塔等威胁,而塔板塔不会产生该问题。
    2,能耗的节约。填料塔分离物质的大回流比是提升纯净度的一种方法,然而也是耗能比较大的一种弊端。高连续生产时候的梯级温度使用时制定工艺必须控制的,其回收热能效率很高。而塔板塔的高效分离决定了其回流比一般都很小,能耗必然大幅降低。
    3,产品质量的提升,蒸出率提高。因为间歇式蒸馏时候的整釜料的循环,原不及塔板塔蒸馏时候的加热的小循环,对于轻组分物料的祛除来的那么彻底。所以,塔釜内物料的纯净度远高于间歇式,最终结果是成品的纯净度连续精馏必然高于间歇精馏。而加热的小循环特征,因为蒸馏时间短,焦化物质形成几乎为零,所以产成率必然高于间歇精馏。
    4,精馏效率高,同套装置可以处理不同物质。重组分的分离,轻组分的分离,完全可以在一套塔内完成。合理穿插,做到最大的利用效率。(因为杂醇油的各项混合物和水都具备一定共沸,处理方法这里不便详说)
    5,投资省,见效快。前面我谈到的双塔连续装置的投入,远比同等产能的间歇式生产装置投资要少,应该只有同等生产规模投入的一半费用,节省了投资!而填料塔的维护是填料三年左右就得更换一次,而塔板塔十年都不需要更换塔板,长期使用,大大节省了维护费用。

    对于连续化生产的塔板塔替代间歇式填料塔声场,其完全改变了原有的生产模式,对于杂醇油分离行业来说是一次突破,改变了原有分离技术的认知,突破了产能的局限,减少了能耗的投入,同时提升了产品的品质,增加了产出,还大大降低了设备投入成本,一举多得,必将得到长足的应用。

    由于行业的不同,现在很多行业仍然使用釜式间歇蒸馏的模式在生产,其生产格局已经相对落后,希望有志于改善蒸馏成本、提升蒸馏效率的有识之士能够共同探讨,最终提高企业的竞争优势!

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