[0001] 本发明涉及化工设备的技术领域，具体涉及一种低浓度乙醇分离装置及分离方法。

[0002] 精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

[0003] 乙醇精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。

[0004] 乙醇精馏塔的釜残具有较大热量同时含有有较低浓度的乙醇，将这些低浓度的乙醇再次精馏的能效比低，只能将这些低浓度的乙醇作为废液处理。

[0022] 下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。

[0023] 如图1所示：

[0024] 一种低浓度乙醇分离装置，包括再沸器10、分离膜20、乙醇储罐30、热泵40、残液罐50以及三通阀70，所述再沸器10的残液出料口与所述分离膜20的热侧底部连通，所述分离膜20的热侧顶部与所述再沸器10的残液入料口连通，所述分离膜20的冷侧上部与所述乙醇储罐30底部连通，所述分离膜20的冷侧下部与所述热泵40物料进口连通，所述热泵40的物料出口与所述乙醇储罐30顶部，所述热泵40的换热介质出口与所述再沸器10的换热介质入口连通，所述再沸器10的换热介质出口与所述热泵40的换热介质入口连通，所述分离膜20的热侧顶部与所述残液罐50连通；

[0025] 其中，所述再沸器10的残液出料口与所述分离膜20的热侧底部之间设置有第一循环泵61，所述分离膜20的冷侧上部与所述乙醇储罐30底部之间设置有第二循环泵62，所述再沸器10的换热介质出口与所述热泵40的换热介质入口之间设置有第三循环泵63，所述三通阀70的一通与所述分离膜20的热侧顶部连通，所述三通阀70的二通与所述残液罐50连通，所述三通阀70的三通与所述再沸器10的残液入料口连通。

[0026] 具体的，所述分离膜20为PDMS渗透汽化膜，还PDMS渗透汽化膜可用于醇类与水的2
分离，针对5/95wt％乙醇/水体系，60℃下，通量为3kgmhr，分离因子＞8。

[0027] 一种低浓度乙醇分离装置的分离方法，包括以下步骤：

[0028] S1、乙醇储罐30的冷乙醇在第二循环泵62的作用下，通入PDMS膜冷侧的上部，在所述乙醇储罐30、PDMS膜以及热泵40之间形成循环；

[0029] S2、再沸器10残液出料口的温度约90‑95℃、浓度为4％左右的的乙醇在第一循环泵61的作用下，通入PDMS膜的热侧底部，在所述PDMS膜和再沸器10之间形成循环；

[0030] S3、由于残液处于乙醇热饱和状态，乙醇蒸汽渗透到PDMS膜冷侧，冷侧乙醇蒸汽经热泵换热后冷凝成液态后，在所述第二循环泵62的作用下逆流通入所述乙醇储罐30；

[0031] S4、再沸器10的换热介质在第三循环泵63作用下，通入所述热泵40进行换热，热泵40的换热介质的温度达到105‑110℃，热泵40的换热介质通入再沸器10进行换热，再沸器10残液出料口的热乙醇温度约90‑95℃，热泵40从热乙醇获取的热量可用于再沸器10的加热；

[0032] S5、通过台式核磁检测PDMS膜热侧顶部出口乙醇浓度低于0.1％，则开启三通将测PDMS膜热侧顶部出口与残液罐连通，将浓度低于0.1％的乙醇排入残液罐50。

[0033] 本发明实施例的装置及方法可用于塔顶蒸汽热量回收和产品的进一步提浓。

[0034] 以上仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。