Способ производства ректификованного спирта

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 а С 12 F 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ (21) 3784159/28-13 (22) 12.07.84 (46) 23.01.86. Бюл. У 3 (71) Всесоюзный научно-исследова-. тельский институт продуктов брожения (72) В.П. Алексеев, Е.А. Грунин, Б.А. Устинников, Ю.П. Богданов, М.Б. Садовский и В.И. Перелыгин (53) 663.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 605828, кл. С 12 F 1/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 442206, кл. С 12 F I/06, 1974. (54)(57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА, предусматривающий эпюрацию бражки и освобождение ее от спирта в бражной колонне, очистку спиртового погона, выделенно. го при эпюрации бражки, от головных, промежуточных примесей и большей..SU„, ) 206294. части высших спиртов в эпюрационной колонне с обогревом ее теплом водно-спиртовых паров иэ бражной колонны и гидроселекцией с последующей ректификацией эпюрата в ректификационной колонне, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с,целью снижения теплозатрат и улучшения качества спирта, предварительную эпюрацию бражки и освобождение ее от спирта в бражной колонне ведут под избыточным давлением 240-260кПа, а водно-спиртовые пары бражной колонны конденсируют в выносных теплообменниках эпюрационной и ректификационной колонн и образующиеся вторичные пары двумя самостоятельными потоками направляют для обогрева этих колонн, а конденсаты вводят для питания эпюрационной колонны также двумя самостоятельными потока. ми в разные ее зоны.

20629

15

25

35

45

55

4 1

Изобретение относится к спирто. вой промьппленности, в частности, к способам производства ректификованного спирта.

Целью изобретения является снижение теплоэнергозатрат и улучшение качества спирта.

На чертеже дана технологическая схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Бражку, предварительно подогре, тую в теплообменниках 1-3 теплом водно-спиртовых паров ректификационной колонны 4, эпюрационной колонны 5 и бражной колонны 6 до 75о

80 С, подают в сепаратор 7 углекислого газа, в котором она сепарируется от углекислоты. Сепаратор 7 снабжен регулятором уровня для поддержания в нем постоянного уровня бражки и создания постоянного напора на всасывающей коммуникации насоса 8. Освобожденная от диоксида углерода бражка насосом 8 прокачивается через теплообменник 9, где она догревается теплом отходящей от колонны 6 барды до температуры кипения и подается на верхнюю тарелку питания бражной колонны 6. Диоксид углерода вместе со спиртовыми парами, выделенными из бражки, подают в конденсатор 10 диоксида углерода. Сконденсировавшийся в конденсаторе 10 спирт поступает в коллектор бражного дистиллята и на тарелку питания колонны 5, углекислота выводится из системы.

Бражная колонна 6 состоит из выварной части, содержащей 20-22 тарелки,и эпюрирующей с 12-14 тарелками.

В эпюрирующей части колонны 6 производится вьщеление этанола с практически всеми примесями, которые в виде водно-спиртовых паров поступают в дефлегматор-испаритель 11.

Эти пары конденсируются в дефлегматоре-испарителе 11 и конденсаторе 3, откуда в виде бражного дистиллята поступают на 25-ю тарелку питания эпюрационной колонны 5..Тепло конденсации спиртового пара используется для испарения лютерной воды.

Образующийся пар поступает в нижнюю часть ректификационной колонны 4 для ее обогрева.

Бражка, освобожденная от большей части примесей, поступает в вывар4 2 ную часть колонны 6, где из нее вьщеляют спирт и оставшиеся примеси.

Количество спирта, отобранного при эпюрации, составляет 60-80% от всего количества спирта, содержащегося в бражке. Пары из выварной части колонны 6 через песколовушку 12 направляются в кипятильник 13 эпюрационной колонны 5. Тепло конденсации эпюрированных паров используется для обогрева эпюрационной колонны 5. Конденсат из кипятильника 13 подается на 10-ю (считая снизу) тарелку колонны 5. Колонна 5 содержит 39 тарелок и аккумуляторную царгу 14 для концентрирования промежуточных примесей при работе с гидроселекцией, подогреватель бражки 2, дефлегматор 15 и конденсатор 16. Выделенные в колонне 5 головные примеси (эфиры, альдегиды) отводятся из конденсатора 16 в количестве 1,5-2%. Промежуточные примеси (компоненты сивуш) ного масла) выводятся из аккумулятор. ной царги 14.

Эпюрат, практически освобожденный от примесей, поступает на тарелку питания ректификационной колонны 4, обогреваемую вторичным паром из бражной колонны 6 ° Колонна

4 содержит в своем составе 74 тарелки, из которых 12-15 работают в режиме пастеризации спирта. Колонна

4 снабжена годогревателем бражки 1, дефлегматором 17, конденсатором 18.

С 41-43-й тарелок колонны 4 выводят погон в количестве 0,5% с верхними промежуточными примесями (н-пропанол, изопропанол). Отбор ректификованного спирта из колонны 4 про" изводят с 62-й, 63-й или 64-й тарелок. Лютерная вода из колонны 4 выводится в сборный бачок 19, из него насосом 20 подается в уравнительный сборник Z1 который поддерживает постоянный уровень жидкости в дефлегматоре-испарителе.

Технологические параметры работы установки для реализации предлагаемого способа даны в табл.1.

Пример 1. Реализация предлагаемого способа осуществляется на брагоректификационнай установке производительностью 3000 дал/сут.

Установка содержит 3 колонны: бражную ф 1600, состоящую из вываркой и эпюрационной с 34-ю тарелками двойной выварки, дефлегматор3 испаритель F -= -74 м и конденсатор

F = 10 м эпюрационную колонну

1200 мм с 39-ю многоколпачковыми тарелками и аккумуляторной царгой, подогреватель бражки =

= 40 м, дефлегматор F = 31,5 м, конденсатор F = 10 м, ректифика ционную колонку . gl 1600 мм с

74-ю многоколпачковыми тарелками, подогреватель бражки F = 40 м, дефлегматор F -= -63 м, конденсатор F = 10 м2 . Кроме того, установка содержит сепаратор диоксида углерода ф 700 мм, снабженный регулятором уровня, конденсатор СО, F = 10 м2 и подогреватель бражки

F =80 м2.

Предварительно подогретую в подогревателях до 115 С (бражку подают в сепаратор СО,, где она сепарируется от диоксида углерода. Сепаратор снабжен регулятором уровня для поддержания в нем постоянного уровня жидкости и постоянного напора .на всасывающей коммуникации насоса подачи бражки в бражную колонну. Освобожденную от диоксида углерода бражку насосом прокачивают через теплообменник, в котором теплом барды ее нагревают до температуры кипения 125 С и подают на

32-ю тарелку питания бражной колонны

Диоксид углерода вместе со спиртовыми парами поступает в конденсатор

СО2, где спирт конденсируют и направляют на 25-ю тарелку питания эпюрационной колонны, а диоксид углерода выводят из системы. Бражная колонна работает при давлении 240 кПа и расход пара составляет 25-27 кг/дал.

В эпюрирующей части бражной колонны производят выделение этанола, практически со всеми примесями, которые в виде водно-спиртового пара с температурой 116 С поступают в дефлегматор-испаритель, в нем конденсируются и в. виде бражного дистиллята поступают на 25-ю тарелку эпюрационной колонны, Тепло конденсации водно-спиртового пара используется для испарения лютерной воды.

Образующийся вторичный пар направляют в куб ректификационной колонны для ее обогрева. В кубе температура

105-106 С и перепад температур составляет ht = 10 С.

Водно-спиртовые пары, освобожденные от примесей в процессе эпюрации

1206294 4 бражки, из выварной части бражной колонны через песколовушку направляют в кипятильник эпюрационной колонны. Количество спирта, отобранное при эпюрации бражки, составляет 2100 дал/сут. Тепло конденсации эпюрированных водно-спиртовых паров используется для обогрева эпюрационной колонны. Температура спиртового пара составляет 120 С а в о

Э кубе — 92 С, перепад температур

bt = 28 С.

Конденсат из теплообменника эпюрационной колонны поступает на ее

10-ю тарелку. Таким образом, питание эпюрационной колонны осуществляется в двух точках: 25-й и 10-й тарелки. Выделенные в эпюрационной колонне головные примеси (эфиры, 20 альдегиды, метанол и др.) отводят из конденсатора в количестве

4,5 дал/сут. Промежуточные прймеси (изоамилол, изобутанол и др.) выводят из аккумуляторной царги эпю25 рационной колонны в количестве

250 дал/сут. Зпюрат, освобожденный от примесей, поступает на 16-ю тарелку питания ректификационной колонны. С 42-й тарелки ректифика30 циОннОН кОлОнны ВывОдят погОн с верхними промежуточными примесями — пропиловым и бутиловым спиртами..Отбор ректификованного спирта производят с 63-й тарелки колонны.

Лютерную воду из этой колонны вы35 водят в сборную емкость и из нее центробежным насосом подают в уравнительный сборник, который поддерживает постоянный уровень

40 жидкости в дефлегматоре-испарителе.

Общий расход пара на установку равен расходу пара в бражной колонне и составляет 26 кг/дал.

Пример 2. Процесс осуще45 ствляют аналогично примеру 1, но давление в бражной колонне изменяют до 250 кПа. Общий расход пара на установку равен расходу пара в бражной колонне и составляет

27 кг/дал, температура водно-спир50 товых паров составляет: из верхней части бражной колонны 118 С, а в кубе ректификационной колонны о

106 С. Такой перепад достаточен для обогрева эпюрационной и ректи55 фикационной колонн. С увеличением давления в .бражной колонне за счет смещения кривой равновесия эта нола расход пара уменьшается.

Таблица 1

Колонны

Эпюрационная

Бражная

Ректификацион" ная

Давление, кПа

240-260

220-240

123-125

101-102

110-,120

101-102 в вываркой камере на верхней тарелке Температура, С

104-105

86-88

88-89

90-91

125-127

116-118

116-118 в выварной камере над верхней тарелкой

78

5 12062

Пример 3. Процесс осуществляют аналогично примеру- 1, но давление в бражной колонне изменяют . до 260 мПа. Общий расход пара на установку равен 25 кг/дал, тем5 пература водно-спиртовых паров иэ о бражной колонны 119 С, а в кубе о ректификационной колонны 106 С, о перепад температур At = 13 С..

Такой перепад достаточен для обогре- 10 ва эпюрационной и ректификационной колонн, Пример 4 (контрольный).

Процесс осуществляют аналогично примеру 1, однако давление в браж- 15 ной колонне меньше минимального и составляет 230 кПа. Температура водно-спиртовых паров, поступающих в дефлегматор-испаритель ректификационной колонны, 114 С, а в 2о о кубе колонны 106 С. Перепад темо пературы составляет h t = 8 С.

Такая температура недостаточна для экономичного ведения процесса.

Необходимо увеличивать поверхность 25 дефлегматора. Расход пара увеличится до 33 кг/дал, т.е. снизить теплозатраты не удастся.

Пример 5 (контрольный).

Процесс осуществляют аналогично

Параметр в точке контроля на питательной, тарелке

94 б примеру 1, однако давление в браж-ной колонне больше максимального и составляет 270 кПа. Температура водно-спиртовых паров, поступающих в дефлегматор-испаритель ректификационной колонны, составит

120 С, а в кубе колонны 106 С, пеО О репад температур А г. = 14 C.

Расход пара 24 кг/дал. Однако это ведет к увеличению нагрузки на стенку колонны, что требует увеличения толщины стенки, а это ведет к увеличению металлоемкости колонны.

Стоимость металла дороже экономии пара. Таким образом, ведение процесса при таком параметре нецелесообразно.

Следовательно, только предлагаемые пределы давления дают положительный результат.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным отражены в табл.2.

Предлагаемый способ позволяет снизить теплозатраты и улучшить качество спирта за счет дополнительного выделения примесей.

1206294

Таблица 2

Показатели

Предлагаемый

Известный

Выход ректификованного спирта, 7

97,0

97,0

Отбор головной фракции этилового спирта,%

1,5-2,0

1,5-2,0

Концентрация ректификованного спирта, об.Е

96,5

96,5

Составитель Л. Пашинина

Техред Т.Тулик. Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Егорова

Заказ 8651/26 Тираж 490 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4

Расход пара, кг/дал

Расход воды, м /дал

43-45

0,35-0,40

25-27

0,15-0,20