JPS59196833A - 無水エタノ−ルの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無水エタノールの製造方法および装置に関す
る。更に詳しくは、本発明は、稀薄かつ泥状のエタノー
ル原料から、直接かつ、省エネルギー的に無水エタノー
ルを取得することのできる該製造方法および装置に関す
る。

公知の稀薄原料からの無水アルコール製造方法および装
置は、直列に接続された濃縮塔、共沸蒸留塔および溶剤
回収塔からなる装置の濃縮塔に稀薄原末４を供給し、各
省は夫々独立の熱源で加熱され、塔頂導気は夫々独立の
冷却源で冷列Ｊされている。このため特に濃縮塔で消費
する熱量は、たとえば該公知方法で取得される無水アル
コールの保有する熱量とほぼ等量にも達し、そのコスト
は今日の省エネルギ一時代においては無視しえない程度
のものである。特開昭５６−１１３１７号は、この問題
に関し、濃縮塔を第１塔（粗濃縮塔）と第２塔（濃縮塔
）に分け、該第２塔の塔頂蒸気を圧縮昇温させてこの蒸
気で第１塔の加熱に必要な水蒸気を発生させ、該加熱後
の凝縮液（９４〜９５チアルコール）の一部を取得しく
製品）、一部を該第２塔の還流液とする如く構成してい
る。これにより、第１．２塔の所瞥加熱景は、上記圧縮
に必要な電力をスチーム換算してもなお公知の２塔式濃
縮装置に較べて約１／２廣の熱情ですむこととなってい
る。

しかし、該方法で得られる製品は９４〜９５チアルコー
ルであり、無水アルコールを得る為の共沸塔以下の熱源
の合理化は達成されていない。

本発明者等は、特開５６−１１３７１７号において残さ
れた課題を解決すべく鋭意研究した。

その結果、第１濃縮塔の塔頂蒸気を圧縮した被圧縮ガス
では、該塔の缶液（１００℃）を加熱すること共に第２
濃縮塔を加圧式としその塔頂蒸気（たとえば１１３℃）
で常圧塔である共沸蒸留塔および溶剤回収塔の缶を加熱
し、加熱後の凝縮液を第２濃縮塔に供給することによっ
て前記の問題を解決した。

以上のように、本発明は省エネルギー的無水アルコール
の製造法と装置の提供を目的とする。

以下本発明の構成及び効果を図に基づいて詳細に説明す
る。

図において、例えば醗酵法によって製造された醪のよう
なエタノール原料（エタノール濃度１〜５ｍｏ１％）は
、租濃縮塔への中段へポンプｐ−１および配管工を通じ
て供給させる。その間該原料は熱交換器Ｅ−１（予熱器
）を通じて予熱される。塔Ａ内圧は常圧で運転される。

加熱は塔底に取付け、られた熱交換器Ｅ−２（７）０熱
缶）を通じ後述の塔頂被圧縮ガスを用いて行う。

今、塔頂蒸気の留出エタノール濃度を２４．１ｍｏｌ係
とすると、その留出温度は、常圧（二おけるエタノール
・水の平衡関係から８２．５℃となる。

この塔頂蒸気は、配管２、圧縮機Ｇ、配管２′および熱
交換器（加熱器）Ｅ−２を経由して凝縮され、ポンプｐ
−２、配管３、ポンプ１）−３および配管４を経由して
一部は、第２濃縮塔Ｂの中段に供給され残部は還流とし
てＡ塔（＝戻り、Ａ塔の塔底液は配管１７および熱交換
器Ｅ−１を経て排出される。Ｂ塔内は加圧２〜６Ｋｙ／
ｃｒｌＧ例えば２．４．　Ｋｑ／ｃｒｄＯｔで運転され
る。加熱は塔底（二取伺けられた熱交換器Ｅ−３（加熱
器）を通じスチームを用いて行う。エタノール濃度２４
．１ｍｏ１％のＡ塔からの凝縮液はＢ塔内で濃縮され、
塔頂蒸気のエタノール濃度を’ｉ’　４．７　ｍｏ１％
とする。この塔頂蒸気は、配管５．６、共沸蒸留塔Ｃお
よび溶剤回収塔りの熱交換器Ｅ−４およびＥ−６を経由
して凝縮され・配管６′・凝縮液タンク■、ポンプｐ−
４および配管７を経由して一部は第２濃縮塔Ｂに還流し
、他の一部は配管８を経由共沸蒸留塔Ｃ−１供給される
。塔Ａの塔底は水であり・その沸点は・常圧で１００℃
・他方、塔頂温度は留出濃度を前述の如く２４゜１ｍｏ
１％とすれば８２．５℃であり、塔底温度は１００℃で
これに塔内圧損失による温度上昇および熱伝導に必要な
温度差を１５℃とすると加圧下の蒸気の凝縮温度は１１
５℃となり、その成績係数η＝　１１．９となる。この
成績係数を圧縮比であられすと２．０となるが、常圧ｌ
格式の場合に塔底液を同じように圧縮蒸気で加熱しよう
とすると塔底温度１００℃に必要な１５℃を加えた１１
５℃が蒸気の圧縮後の凝縮温度となり、これに対応する
成績係数は１０゜８、換算した圧縮比は２．８となる。

したがって２塔式の方が圧縮比が小さくて所要動力も少
くてすむ。Ｂ塔の塔底液は、前述のように配管２３を経
てＡ塔の塔頂へ還流液として供給される。共沸蒸留塔Ｃ
は常圧で運転される。咳塔の缶（熱交換器Ｅ−４）は、
前述のようにＢ塔の蒸気で加熱され、塔頂近くには、前
述のＢ塔蒸気の凝縮液が配管８から、共沸溶剤が配管工
０から、およびデカンタ−Ｆからの共沸溶剤−エタノー
ルが配管工２から供給され、塔底の配管１１から無水エ
タノールが抜き出される。塔底液の温度は７９℃（註　
エタノールの沸点）、熱交換器Ｂ−４に供給されるＢ塔
々頂蒸気の温度は前述のように例えば塔を３．４　ａｔ
ｏで操作し留出濃度を前記の如（，７４，’７　ｍｏ１
％とするとエタノール−水の平衡関係よυ温度は１１０
℃となるので伝熱に必要な温度差は、充分である。Ｃ塔
の塔頂からは、三成分共沸蒸気が配管９を経て熱交換器
Ｅ−５（凝縮器）に導かれ、冷却水で冷却され生じた凝
縮液は、デカンタ−Ｆに導かれる。

該凝縮液は、デカンタ−で共沸溶剤に富む層と水分に富
む層に分けられ、前者は前述のように塔Ｃに戻され、後
者は、配管工３を経て溶剤回収塔へ供給される。溶剤回
収塔りは常圧で運転される。該塔の缶（熱交換器Ｅ　−
６）は、前述のようにＢ塔の蒸気で加熱され、塔頂近く
には、３’ｉｉ、ｌ述のＣ塔デカンタ−の水に富む層液
が配管１３から、塔頂蒸気の凝縮液（溶剤）が配管１６
から還流液として供給され、塔底の配管工５から水が抜
き出される。塔底液の温度は１００℃（註　水の沸点）
、熱交換器Ｅ−６に供給されるＢ塔塔頂蒸気の温度は、
前述のように１１３℃であるから、伝熱に必要な温度差
は充分である。配管工４からの凝縮液の一部はデカンタ
−Ｆに戻される。以上のようじ共沸蒸留塔Ｃおよび溶剤
回収塔りの缶の熱源はＢ塔々頂蒸気であるから、公知方
法のように独立の加熱源を全く必要としない。

廿だ、本発明は、濃縮塔を２塔式とした前述の特開昭５
６−１１３７１７号と比軟しても、■Ｂ塔の塔頂蒸気の
潜熱が高度に利用されている点および、◎Ａ塔々頂蒸気
の圧縮ガスは、全びθ独立の加熱源は、Ｂ塔の缶（熱交
換器Ｅ−３）対するもののみでよいから熱管理が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の無水エタノール製造装置のフローンートを
示す。図において、Ａは常圧式粗濃縮塔、Ｂは加圧式濃
縮塔、Ｃは共沸蒸留塔、Ｄは溶剤回収塔、Ｅ−１〜７は
熱交換器、Ｆはデカンタ−１Ｇは圧縮機、■は凝縮液タ
ンクである。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）濃縮塔、共沸蒸留塔および溶剤回収塔からなる蒸
   留装置を用いてエタノール原料から無水エタノールを製
   造する方法において、濃縮塔を直列に２塔とし、常圧で
   操作する第１濃縮塔の塔頂蒸気は、該塔に付設した圧縮
   機で圧縮して被圧縮ガスが該塔の缶の加熱に使用できる
   如くし、該加熱後の凝縮液の一部を第２み縮塔へ供給し
   、他の一部を第１濃縮塔々」ｐへの環流液とし、第２濃
   縮塔を加圧蒸留塔としてその塔頂蒸気を共に常圧で操作
   する共沸蒸留塔と溶剤回収塔の缶の加熱に使用できる如
   くし、該加熱後の凝縮液の一部は加圧下に操作する第２
   濃縮塔の塔頂へ環流させ、他の一部を共沸蒸留塔への供
   給液とし、前記第２濃縮塔の塔底液を前記第ｌ濃縮塔へ
   の環流液とすることを特徴とする無水エタノールの製造
   方法。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載の方法において、
   第２濃縮塔の塔内圧力を２〜６　Ｋｙ／Ｃｒ１ｏとする
   方法。 （３ン特許請求の範囲第（１）項記載の方法において、
   第１濃縮塔の塔頂蒸気を２〜４　Ｋ９／ｃｙｌｌＯまで
   圧縮する方法。 （４）濃縮塔、共沸蒸留塔および溶剤回収塔からなる蒸
   留装置であってエタノール原料から無水エタノールを製
   造するものにおいて、濃縮塔を常圧式粗濃縮塔Ａと該塔
   で発生させたエタノールを濃縮する加圧式濃縮塔Ｂとし
   、該塔Ａで発生させたエタノール蒸気を圧縮する圧縮機
   Ｇ、共沸蒸留塔Ｃおよび溶剤回収塔りからなり、常圧式
   粗濃縮塔人には、原料供給管ｌ、熱交換器Ｅ−１および
   缶液抜出管１７を有し、該塔と圧縮機０間にはエタノー
   ル蒸気配管２を圧縮ｉＧと濃縮塔１３間には圧縮ガス配
   管２′、熱交換器Ｅ−２、粗濃縮液配管３、凝縮液ポン
   プｐ−２（昇圧ポンプｐ−３）、および粗濃縮液供給管
   ４を有し、粗濃縮塔Ａと凝縮液ポンプルー２間には粗濃
   縮配管３を有し、加圧濃縮塔Ｂには、還流液受入管７、
   エタノール蒸気配管５および６、熱交換器Ｅ−３、Ｂ−
   ４およびＥ−６、濃縮液配管６′、濃縮液タンク■、濃
   縮液ポンプり−４および抜出液配管６を有し、共沸蒸留
   塔Ｃには前記熱交換器Ｅ−４および無水エタノール抜出
   管１１を塔底部に有し、該塔Ｃと溶剤回収塔り間には共
   沸蒸気配管９、熱交換器Ｅ−５、デカンタ−Ｆ、デカン
   タ−抜出液配管１２および１３を有し、溶剤回収塔りに
   は、熱交換器Ｆ、　−６および水抜出管１５を塔底部に
   有し、該塔々頂とデカンタ−Ｆ間には、溶剤蒸気配管１
   ４、熱交換器Ｅ−７および溶剤配管工６を熱交換器１ウ
   −７と溶剤回収５Ｄ間にも溶剤配管工６を、それぞれ結
   合若しくは設置したことを特徴とする無水エタノールの
   製造装置。 （５）原料供給管１と水抜出管１７を交差させた位置に
   熱交換器Ｅ−１を有することを特徴とする無水エタノー
   ルの特許請求の範囲第（４）項に記載の製造装置。 （６）常圧式粗濃縮塔、加圧式濃縮塔Ｂ１共沸蒸留塔Ｃ
   および溶剤回収塔りにそれぞれ加熱缶としての熱交換器
   Ｅ−２，Ｅ−３、Ｅ−４およびＢ−６を設置してなる特
   許請求の範囲第（４）項に記載の装置。