分子筛脱水

高效率及易于操作的系统

乙醇脱水与分子筛

水和乙醇形成一种共沸物,这限制了常规蒸馏的分离或去水效果。

奥高布殊的分子筛系统能够达到95%以上的乙醇浓度。它从来自精馏塔的乙醇/水蒸汽混合物中除去水分,获得脱水产物。可以根据客户所要的规格调整产品的干燥度 -- 范围从含水量为0.5%的生物乙醇,到含水量为0.01%以下,制药或工业应用的超级干乙醇

设计选项

脱水装置可以有两个不同的设计选项:整合或独立。这取决于含水乙醇, 即原料的条件和酒精蒸馏装置的所在。

2-dehydration integrated
蒸汽进料 - 整合装置

与蒸馏连接,并直接从精馏塔接收含水乙醇蒸汽。再生或清洗流股被送回蒸馏,以回收乙醇。

与未经过整合的系统相比,经整合系统的最大好处在于能量消耗显着降低。脱水与蒸馏/精馏/蒸发进行高能源效率的热耦合(奥高布殊的专有系统),大大降低了投资成本。

进料需要最小0.5 barg 的压力。

2-dehydration standalone
液态进料的独立单元

。。用于来自储存罐的液态含水乙醇。含水乙醇在小的循环塔中蒸发。再生或清洗股流回到循环塔,回收乙醇。

考虑原料和公用实施,通过最佳的热回收设计,尽量降低装置的能耗。

工艺原理

分子筛脱水工艺采用合成沸石,结晶及高孔隙度的材料进行吸附。工艺原理是:沸石在不同压力下对水分子有不同的亲和力。沸石的水负荷量取决于进料中的水的分压。可以通过改变压力来影响此负荷量。

2 molsieve beds
PSA - 变压吸附工艺

为了防止冷凝,给分子筛床提供过热蒸汽。水蒸气被吸附到沸石的孔中,乙醇蒸汽通过分子筛床。

一旦分子筛床的水份达到饱和,就必须再生:通过降低压力,水从沸石中解吸。

通过利用具有两个分子筛床的变压吸附系统实现连续生产。当一个床在进行脱水时,另一个床在真空下再生。在再生过程中,降低床的压力,用来自另一正在脱水的床的产物蒸气,扫出解吸的水。然后将再生或清洗股流泵送至蒸馏以回收乙醇。

该工艺流程是完全自动化的。

2 zeolites
测试沸石

为了选择最佳品质的分子筛材料,我们检测不同制造商的产品。在奥高布殊开发的标准快速测试中,我们分析和比较关键性能参数。我们在装入商用分子筛装置之前,对每一批分子筛材料进行快速测试。

2 Skid Cepsa
橇装安装

为了易于安装,减少现场安装时间和成本,奥高布殊可以提供预制分子筛装置。装置轻巧并可以在现场轻松重新组装。

阅读更多关于 关于橇装装置的解决方案

2 molsieve tharaldson

双套分子筛床,每日脱水能力为130万公升的乙醇。

关于脱水装置的展示项目

4 Zhaodong
在肇東生物乙醇廠的蒸餾,精餾和脫水
中粮生化能源有限公司 - 肇东, 中国

奥高布施受雇于中粮生化能源(肇东)有限公司,建设节能蒸馏,精馏和脱水系统,旨在取代现有的两个旧的和能源密集型装置。 订单的范围包括设备的基础工程以及在采购关键项目(如蒸馏塔盘,分子筛内部构件和过程控制系统软件的工厂验收测试)期间的技术协助。 在2018年第四季度,调试启动受到监督,客户的操作员接受了工作培训。 该工厂的设计产能为每天1,100,000升,按中国标准生产燃料酒精。 高度的热集成,包括与选定的分子筛材料相关的最新发展,使该装置在中国设定了新的能效基准。  

4 borregaard
在 Sarpsborg 的乙醇脱水工厂
BORREGAARD - Sarpsborg,挪威

Borregaard 采用奥高布殊最先进的分子筛装置取代了其已几十年的乙醇脱水系统。由於生物炼制厂的有限空间,因此建议在最小的占地面积上进行撬装施工。此安装的特殊功能是有非常宽的容量范围,此乃通过全自动过程实现的。   该装置每天最高产量为105,000升脱水乙醇。度身定制的自动化工厂使操作员只需按键一次即可在30%至100%的范围内执行所需的容量更改。   在奥地利预制了三座结构钢框架,该工厂在几周内运送并准备好在 Sarpsborg 启动,于2018年4月成功完成了工厂运行保证。

Cepsa2015
在直布罗陀的脱水设施
CEPSA - 圣罗克, 直布罗陀

西班牙石油公司CEPSA(Compañía Española de Petróleos, S.A.U.)向奧高布殊訂購了分子筛脱水装置,以净化将加工成ETBE的乙醇。 在2016年, 這套每天处理12,000公升的装置在奥地利预制和橇装,然后用卡车運送到直布罗陀在San Roque 的炼油綜合設施进行整合。

4-Alltech
在加利福尼亚的乙醇蒸馏 | 脱水回收系统
ALLTECH - 安大略省, 加利福尼亚州, 美国

奥高布殊美国公司提供了一套从酿酒废物流中回收乙醇的系统。该设施被设计为PLC控制,由双塔蒸馏组成的两阶段工艺,该装置可生产乙醇/水蒸气,然后在分子筛装置中干燥。  为了便于安装,该系统预装了两个模块化橇装,在装运前进行组装和测试。组件在现场重新组装,完成公用工程和电的连接。在2016年完成开车,日产量10,000升。

4-hugoton.jpg
蒸馏及脱水装置, Hugoton 的纤维质乙醇工厂
SYNATA BIO(Abengoa) - Hugoton,堪萨斯州,美国

在Hugoton 的商业级纤维素乙醇设施采用 Abengoa 自家的水解酶技术。每年用30万吨的生物质生产2500万加仑的乙醇和21兆瓦的电力。奧高布殊美国公司在2014年 提供蒸馏和分子筛脱水方面的工艺设计,并为分子筛单元提供关键设备。这个单元在2017年被转移到Synata Bio。

4 promaiz
在 Alejandro Roca 的生物乙醇和食用中性酒精工厂
PROMAÍZ - Alejandro Roca, 科尔多瓦省, 阿根廷

Promaíz 工厂从玉米加工成生物乙醇,用作当地市场的燃料添加剂。除了整个工厂的技术包和管道及容器的详细规划外,奥高布殊还被指定提供设备供应,如发酵罐内部构件,蒸馏塔,分子筛脱水和洗涤器,以及控制系统的编程。 该工厂于2013年实施,标示产能为每天420,000升,至2018年每天增加到550,000升。 於2019年,该设施整合了一个生产能力为每天100,000升的中性酒精酿酒厂。

4-ethylchem1
在 Pointe-a-Pierre 的脱水装置
ETHYLCHEM - Pointe-a-Pierre, 千里达和多巴哥

EthylChem 在 Pointe-a-Pierre 采用分子筛脱水。其进料是从巴西进口的含水乙醇。这装置的生产能力是每天108.2万公升(100 MMGY)的燃料乙醇,纯度超过99.9%,主要出口到美国。 该设施于2010年由奥高布殊美国公司实施。

4-Cosmo2011
在大阪的乙醇脱水
COSMO OIL - Sakai-City, 大阪, 日本

Cosmo Oil 利用奥高布殊美国公司设计的工艺每天生产 140,000 公升(12 MMGPY) 的低水份乙醇 (300 ppm) 。这橇装式单元是Sakai 精炼厂其中一个工厂提升的项目,用来生产MTBE 。

Tharaldson distillation dehydration
在 Casselton 的生物乙醇工厂
THARALDSON ETHANOL LLC - Casselton, 北达科他州,美国

Tharaldson Ethanol 在2009年启动他们位于北达科他州 Casselton 的最先进燃料乙醇设施。 该厂采用奥高布殊美国公司授权的技术,包括奥高布殊 Multicont连续发酵工艺,目前运行量为每天130万公升。这是世界上最大的玉米干磨乙醇设施之一。

4-Inbicon
在 Kalundborg 的2G示范工厂
ØRSTED (Inbicon) - Kalundborg, 丹麦

Inbicon 它拥有小麦秆转化的专有工艺。为了补充及优化此转化工艺,Inbicon 选择了奥高布殊的高效能发酵、蒸馏、脱水和废液蒸发工艺。 此工厂每天生产 17,000公升的第二代生物乙醇。它也是2009年12月,哥本哈根联合国气象高峰会的一个展示项目。

4roquette2008
在 Beinheim 的生物乙醇工厂
ROQUETTE - Beinheim, 法国

作为湿磨综合设施的一部分,此工厂可利用小麦淀粉或经过碾磨的谷物作为原料。生产能力为每天40万升的乙醇,并于2008年投产。 奥高布殊提供工艺诀窍和技术包,并供应蒸馏和脱水工段的关键设备。

4 penford2008
在雪松拉皮兹的生物乙醇工厂
INGREDION (Penford) - 雪松拉皮兹, 爱荷华州,美国

2008年 5月,Penford Products 公司成功地启动它的现代化燃料乙醇设施。此装置采用奥高布殊美国公司的许可证。标定产能为 每天450,000公升。该工厂用公司现成的玉米湿磨的水解物来作为原料。 Tom Malkoski, Penford Products 公司的董事长及首席执行司宣称 “乙醇生产将帮助我们的 Cedar Rapids 装置提高生产力和资产利用,与此同时,增加我们的市场灵活性。" Ingredion现在拥有这间工厂。

4 agroetanol
在 Norrköping 的蒸馏 | 脱水
LANTMÄNNEN AGROETANOL - Norrköping,瑞典

Lantmännen Agroetanol AB 的生物乙醇装置采用奥高布殊许可的蒸馏和脱水工艺。与传统蒸馏系统相比,专有的 Multipressure 差压系统降低蒸汽消耗。通过优化热耦合,进一步提高设备​​的节能性能。 该设施是 Agroetanol 在 Norrköping 的第二条生产线。大部分处理小麦, 也用黑麦和大麦。Agroetanol 决定利用他们建造第一条生产线的经验和工艺诀窍来设计原料制备和发酵。承包商则被委托设计其它工艺单元。该设施每天能生产470,000公升的乙醇,在2008年开始运营。

4-altra2
在 Coverdale 的生物乙醇工厂
POET BIOREFINING (Altra Indiana) - Coverdale, 印第安纳州, 美国

坐落在Coverdale, Indiana 的 Altra Indiana LLC 于2008年6月达到设计产能。这套装置采用奥高布殊美国公司的工艺,其中包括奥高布殊的 Multicont 连续发酵工艺。标定产能为每天 908,000公升。此设施每年用上3千2百万浦尔式(813,000公吨)的本地玉米,也生产大约250,000公吨的全干酒糟(DDGS)。 此工厂在2010年被 POET Biorefining 收购。

4 GreenP2007
在 North Sitra 的乙醇脱水
GREEN POWER - North Sitra, 巴林王国

巴林每天为大约400,000公升来自沙特阿拉伯的粗工业酒精进行加工。进入装置之后,物料在精馏塔被纯化,拥有低沸点的基质诸如二乙醚和乙醛在进入分子筛脱水之前,被分离。分子筛脱水后,含水量将低於0.1%。 本单元由12套滑动支架,一套精馏塔,再沸器和分子筛组成。在奥地利安装,装配和测试。最终,拆卸和用集装箱船运至巴林。然后在当地装配和试车。我们也供应一套用于分离低沸点基质的热氧化燃烧系统。

4-ravenna2007
在拉文纳的生物乙醇工厂
KAAPA ETHANOL (Abengoa) - 拉文纳, 内布拉斯加州, 美国

Abengoa Bioenergy 在2007年9月,成功为其位于美国 Ravenna,Nebraska 的现代化燃料乙醇设施开车。此装置采用奥高布殊美国公司的工艺许可证,其中包括连续发酵。标定产能为每年8千8百万加仑(每天950,000公升)。此设施每年用上3千2百万蒲耳式(813,000公吨)的当地玉米,每年也生产大约 125,000 公吨的全干酒糟(DDGS)和 300,000 公吨的湿酒糟(WDGS)。  该工厂在2016年被 Kaapa Ethanol 收购。

Chief Ethanol Hastings
在黑斯廷斯的生物乙醇工厂
CHIEF ETHANOL FUELS - 黑斯廷斯, 内布拉斯加州,美国

Chief Ethanol Fuel 采用奥高布殊的工艺许可证。在2007年,设计和安装第三套分子筛干燥系统,把操作能力提升到每天 832,000公升。 我们在1983年首次合作,建成每天 120,000公升的装置。奥高布殊的工艺设计范围包括连续发酵,差压精馏,和用环己烷作为共沸剂的共沸脱水。用玉米(maize)和/或高粱(grain sorghum)作为干法工艺的原料。副产物包括DDGS(全干酒糟)和DWGS(湿酒糟)。 在1993年,奥高布殊扩大设施的产能至每天 325,000公升。共沸脱水被PSA(变压吸附)取代。来自精馏塔的汽直接被送往分子筛干燥器。此外,从精馏塔塔顶排出的190 proof(酒精度)气被送往两段酒糟蒸发器的第一效,进行浓缩和作为回流液返回精馏塔。这种设计能减少25%的热能消耗。 五年以后,装置的生产能力达到每天670,000 公升。除了提供工艺,奥高布殊也设计和供应第二套分子筛干燥系统的组件。

4 lexington0
在列克星敦的生物乙醇工厂
CHIEF ETHANOL FUELS (Cornhusker) - 列克星敦, 内布拉斯加州,美国

奥高布殊美国公司在2006年春天为 Cornhusker Energy 启动每天450,000公升产能的玉米生物乙醇装置。 此装置采用奥高布殊连续发酵工艺。综合利用能源,以整合蒸馏,蒸发和脱水系统并确保最高效率。 在2016年,Chief Ethanol 买下了 Cornhusker Energy 乙醇工厂。

4 euroethyl
在 Alfatar 的酒精脱水装置
EURO ETHYL , Alfatar, 保加利亚

奥高布殊美国公司供应及预组合Euro Ethyl 的分子筛系统,并在2006年11月完成性能考核。 此装置的标定产能是每天120,000公升的无水酒精。分子筛与现有装置结合。为了增加产量,客户需要增加蒸馏设备。奥高布殊美国公司协助 Euro Ethyl 在美国采购旧设备。

4 cropernergies
在 Zeitz 的生物乙醇装置
CROPENERGIES - Zeitz, 德国

Cropenergies这个每天800,000公升的装置是欧洲最大的生物乙醇设施。它也是Südzucker 集团的其中一员。它是为多种谷类原料与甜菜糖副产品而设计,并有最先进的节能和环境保护设计。奥高布殊的工艺设计包括原料加工,连续发酵,蒸馏,脱水,DDGS 干燥及糟液蒸发,我们也提供关键设备即塔盘和分子筛。 该工厂在2005年启动,实施期为15个月。

4 pekin
在 Pekin 的生物乙醇工厂
PACIFIC ETHANOL (Aventine) - Pekin, 伊利诺伊州,美国

在2004年3月,Aventine Renewable Energy 的分子筛装置投入生产。其标定产能为每天1百20万公升(每年1.1亿加仑)。当时,它是世界上最大的分子筛乙醇脱水装置。 此分子筛单元代替旧的环己烷脱水单元。其节能效果是显著的。与此同时,通过结合蒸馏/蒸发/脱水装置,它也实现了更大的蒸发能力。 奥高布殊与Pekin 的Aventine Renewable Energy 合作超过20年。在1981年,他们采用首次奥高布殊的连续发酵工艺。这装置也是全美国第一套连续发酵装置。在1993年,此套装置被扩大。自此以后,客户逐步添加蒸馏及分子筛设备,以生产高质量食用及工业酒精。客户也添加真空蒸馏以回收酵母。 在2015年, Aventine Renewable Energy Holding 与 Pacific Ethanol 公司合并。其位于 Pekin,伊利诺伊州 和 Aurora,内布拉斯加州的两家生产设施目前在 Pacific Ethanol,Inc.的旗帜下运营。

4-Jilin2003
在吉林的生物乙醇工厂
吉林燃料酒精有限公司 - 吉林省,中国

经过22个月的实施期,位于中国东北吉林市的生物乙醇生产线于2003年11月正式投产。该厂用玉米每年生产30万吨燃料酒精。最终产品用作10%的汽油添加剂。 奥高布殊的工艺设计包括原料制备,连续发酵,蒸馏,分子筛脱水以及 DDGS 加工。奥高布殊也供应蒸馏工段的塔盘。

4-Harbin2009
在哈尔滨的中性酒精工厂
哈尔滨酿酒厂 - 哈尔滨,中国

奥高布殊为哈尔滨酿酒厂的的高质量酒精装置逐步升级。这是一家用玉米制造食用酒精的中国生产商。客户对酒精质量,无论是感官及分析标准上,都有很高的要求。尤其关注甲醇分离。此设施在产品质量和节能等方便设下标准。 重建工作在1999年至2003年期间进行。这包括安装 Multipressure 差压蒸馏/精馏(容量是每天62,000公升),扩建现有的蒸馏/精馏工厂(达到每天 140,000公升),交钥匙橇装式分子筛脱水的供应(每天10,000公升)和连续发酵(每天140,000公升)的工艺设计。 客户后来把工厂搬迁至市郊重建,并从 2009年起再次生产中性及脱水酒精。

常见问题解答

关于安装分子筛装置的常见问题:

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  • 具经济效益的最低产能是?

    具经济效益的最低产能是每天大约1万公升。

  • 这样的工厂,投资要多少?

    投资成本取决于工厂的产能和配置,以及当地条件。该装置(不包括建筑,辅助设备,基础设施)的投资额在50万欧元到数百万欧元之间

    这个数字仅供参考,因为每个项目都有自己的特殊需要考虑。

  • 可处理的最大含水量是多少?

    分子筛可以很有经济效率地处理高达15%的含水酒精。

    如果在系统中加入精馏塔,则可以处理含水量较高的原料。

  • 为什么选择整合的装置?

    将分子筛脱水装置与乙醇工厂整合可以节省能源和投资成本。首先,可以在工艺工段中,利用来自脱水乙醇冷凝的热能。例如,用于预热醪液或操作蒸发单元。其次,再生或清洗股流可以在原有的精馏塔中再处理,因此不需要添加循环塔。

  • 为什么选择独立的装置?

    独立的单元通常用来为购买的乙醇脱水,或用于中枢处理来自几个源头的含水乙醇。如果乙醇工厂内的可用空间有限,或脱水不频繁,可以选用独立的装置。

  • 如何在食用酒精工厂添加脱水装置?

    如果要生产制药或工业应用的超级干乙醇,我们建议使用独立的装置。

    如果要生产生物乙醇,可以添加脱水装置并与食用酒精工厂进行整合。加压的浓缩乙醇蒸汽将从精馏塔或再纯化塔进入脱水。与食用酒精相比,生物乙醇的产品规格允许比较多的副产品或杂质。因此精馏系统将能处理更多的来自脱水装置的再生股流。从产品冷凝获取的热能可导到其他塔的再沸器,以减少蒸汽消耗。

  • 橇装装置的优点是什么?

    我们轻巧的橇装设计包括结构框架内的所有工艺设备。

    它们易于安装,需要很少的现场连接,从而减少现场安装时间和成本。

  • 对于橇装装置,所推荐的最高产能是?

    我们曾经提供每天40万公升乙醇产能的,全套的橇装脱水装置。

    如果要更大的产能,可以选择在橇架上的装上工艺组件,包括容器,泵和较小的热交换器以及互连管道。

  • 什么是沸石?

    沸石是由铝硅酸盐组成的结晶,也是高孔隙度的材料。这些合成晶体的特征在于三维孔系统。孔的开口可以被精确且均匀地调节,允许小于其孔径的分子被吸附,同时排除较大的分子 - 因此它被称为分子筛。

    合成沸石的开孔范围为3至10 埃格斯特朗(Å)。为乙醇脱水时,使用3埃沸石(=孔径为3Å)将水与乙醇分离。直径为2.5Å的小水分子在晶体内被吸附保留,但较大的乙醇分子(4Å)不能进入,因此能通过分子筛床。

  • 脱水所用的沸石,使用寿命是多少?

    如果选择高质量的沸石,及适当地处理材料- 我们的工艺设计将机械磨损减至最低 - 根据我们客户的回馈,可以达到15年或更长的寿命。

  • 选择沸石的标准是什么?

    沸石需要有一定的机械稳定性。在载入容器前,我们也在实验室进行测试所需的其性能特性。

    我们选择沸石的最重要的标准是高水吸附能力和低乙醇共吸附力。在分离水和乙醇时,对水必须有特强的选择性。

新闻

FEW 燃料乙醇研讨会和博览会
2019.04.23

6月10日至12日在在美国印第安纳州的印第安纳波利斯举行