摘 要：本文从酒精生产蒸汽消耗最高的蒸馏环节入手，对传统的两塔差压蒸馏工艺进行了技术改造，改进后的三塔热耦合工艺大大降低了循环水和蒸汽的消耗，节能效果显著。
　　关键词：酒精 蒸馏 节能
　　随着气候变化和能源保障问题的日益突显，生物燃料的开发和应用应运而生。燃料乙醇属生物清洁能源，可以改善汽油的辛烷值，增加燃料含氧量，使其充分燃烧，改善尾气质量，抑制温室效应。由于燃料乙醇可作为一种可再生能源，其需求量在世界范围内快速增长。作为全球最大的汽车消费国，我国燃料乙醇生产量处于世界第三位。
　　目前世界上已有近20个国家推广使用燃料乙醇，而推广使用燃料乙醇状况最好的国家是巴西和美国。美国的燃料乙醇主要以玉米为原料，由于政府的大力支持与激励，先进技术的应用使燃料乙醇的单位产品能耗很低，水耗6吨，电耗250千瓦时，汽耗3吨。
　　由于我国燃料乙醇产业起步晚，生产技术和设备较发达国家相对落后，我国酒精工业通过数十年的努力，在生产和技术上虽有很大提高，但是，在生产节能、综合利用、自动化等方面与国际先进水平还有一定距离。酒精产品是微利产品，高能耗已成为目前国内酒精生产行业的发展瓶颈。目前国家批准四家定点生产燃料乙醇的企业，平均吨酒水耗20吨，电耗300千瓦时，汽耗5吨，与世界水平存在差距。随着科学发展观的全面贯彻和市场经济发展观念的转变，高能耗企业生存空间日趋狭小。在国家政策支持下，燃料乙醇技术的研究迫切需要解决能源消耗高的技术难题。
　　为降低蒸馏的能耗，我们对一般酒精生产企业的现有的酒精蒸馏生产工艺进行研究：现有工艺中采用两塔差压蒸馏，精馏塔采用来自锅炉的一次蒸汽通过外置再沸器间接加热，精馏塔产生的酒汽给粗馏塔加热，粗馏塔排放的酒汽给预热器加热。由于蒸馏工序中仅两个蒸馏塔，蒸汽中热力循环利用率较低，循环冷却水使用量大，造成了资源的浪费；由于受精馏塔、分子筛操作时工况的限制，精馏塔进入分子筛的酒汽无法再利用蒸馏系统中的热量，必须采用新鲜蒸汽对其直接加热，保持酒汽压力以满足分子筛生产工艺要求。
　　对蒸馏系统热源重复利用率不高的问题，经研究，将两塔差压蒸馏工艺改为三塔热耦合工艺，流程配置粗馏塔、组合塔、精馏塔。运用差压蒸馏原理重复利用给定数量的能量來提高蒸馏设备的热力效率。方案实施后蒸馏系统由不同操作压强的塔组成，利用较高压力的塔顶蒸汽做为相邻压力较低的蒸馏塔的再沸器的热源。此较低压力蒸馏塔的再沸器即为较高压力精馏塔的冷凝器。塔顶蒸汽的汽化潜热被系统本身回收利用。
　　与原有蒸馏系统热耦合方式相比较，增加了组合塔。发酵成熟醪经多级预热后一部分进粗馏塔，另一部分进组合塔，组合塔下段为提馏段，上段为精馏段。蒸汽对精馏塔供热，精馏塔对组合塔供热，组合塔对粗馏塔进行供热，其他热源作为醪液多梯次预热。由于增加了组合塔，提高了蒸汽热能重复利用效率，从而减少了蒸汽使用量，达到节能的目的。同时技改项目实施后进入分子筛的酒汽不是来自精馏塔而改为组合塔排出的酒汽；精馏塔可为其提供热量，使进入分子筛前的酒汽保持一定温度和压力，满足生产工艺要求。技改后与现有工艺相比较不需要采用蒸汽直接对酒汽进行加热，减少了蒸汽的消耗。由于热能的利用率提高，减少了循环水的消耗量，从而达到了降耗的效果。
　　改造前后蒸馏工艺流程见图1和图2.
　　由此改造后，有几大优势：三塔基于精塔一塔供汽，精塔顶酒汽供热组合塔；组合塔塔顶酒汽供热粗馏塔的热耦合方案，成熟醪的预热及酒汽冷却、粗酒、淡酒都经系统内废热源预热及采用醪液来冷却，大大的降低循环水和蒸汽消耗，节能效果非常明显。该技术应用后吨酒精蒸馏部分蒸汽消耗由3.1吨下降至2.79吨。
　　从上述统计数据可以看到，经过技术改造，吨酒精汽耗有较大幅度的下降，按年产10万吨酒精产量，年可节汽3.1万吨，节约用能成本600万元。目前该方案在企业应用以来，各项指标优于国内现有生产技术，综合技术水平达到国内领先。
　　该方案对燃料乙醇的蒸馏技术改造，实现了技术与工艺的有效对接，蒸汽消耗降低10%，产生了明显的经济效益。随着能源危机及环保问题的日益突出，大力推广低能耗轻污染的生产工艺，实现工业生产的可持续发展，是今后的发展方向。因此，该技术顺应国际低碳经济的发展趋势，符合国家循环经济的发展方向，在节约能源、降低消耗、减少污染方面开辟新途径，工艺技术水平国内领先，技术方案便于工程化、产业化，在酒精生产节能技术提升改进方面取得了很好的成果和经验，具有很强的引领示范作用。
　　参考文献：
　　《酒精蒸馏技术》 许开天编著 轻工业出版社出版 ISBN7-5019-0759-5/TS.0494
　　《新编酒精工艺学》 贾树彪.李盛贤.吴国峰编著 化学工业出版社教材出版中心出版 ISBN 7-5025-5004-6/G.1313