Способ получения этанола

 

Использование: изобретение относится к производству спирта этанола. Сущность: способ получения этанола предусматривает измерение температуры бражки, подаваемой в герметичную емкость, снабженную вакуум-насосом и сборниками конденсатов, определение по таблице соответствующего измеренной температуре давления кипения этанола и выделение легколетучих компонентов из бражки в емкости при давлении, превышающем на 15-20% установленное давление кипения этанола и откачку их из емкости вакуум-насосом в сборник. Затем после удаления легколетучих компонентов в емкости снижают давление до значения давления кипения этанола и образующиеся в процессе кипения пары откачивают вакуум-насосом в сборник. 2 ил.

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известен способ получения этанола, предусматривающий выделение из бражки легколетучих компонентов и паров этанола с последующей их конденсацией, причем проводят процесс в ректификационной колонне с тарелками (1).

Способ является сложным и не позволяет получить готовый продукт достаточно высокого качества.

Технический результат изобретения заключается в упрощении способа и улучшении качества этанола.

Это достигается тем, что в способе получения этанола, предусматривающем выделение из бражки легколетучих компонентов и паров этанола с последующей их конденсацией, процесс ведут в герметичной емкости, снабженной вакуум-насосом и сборниками конденсатов, при этом перед выделением легколетучих компонентов измеряют температуру бражки и определяют соответствующее ей давление кипения этанола, затем выделение легколетучих компонентов проводят при давлении, превышающем на 15-20% давление кипения этанола с откачкой этих компонентов вакуум-насосом, после чего снижают в емкости давление до значения давления кипения этанола и откачивают пары этанола вакуум-насосом в сборник.

На фиг.1 схематично изображено устройство для осуществления способа; на фиг.2 система регулирования разрежения в устройстве.

Устройство состоит из герметичной емкости 1, заполненной бражкой 2, датчиков 3 и 4 соответственно давления и температуры, тахогенератора 5, связанного с двигателем 6, на валу которого закреплена крыльчатка 7, перекидной заслонки 8, сборника 9 для сбора низкокипящих компонентов 10 бражки, сборника 11 этанола 12. Оба сборника сообщаются с атмосферой.

Система регулирования разрежения (см. фиг.2) содержит задатчик 13 уровня разряжения (выполнен, например, в виде разбалансируемой мостовой схемы), датчик 3 давления (например, мембранного типа), элемент сравнения 14 сигналов управления и обратной связи, усилитель 15 разностного сигнала, двигатель 6, крыльчатку 7, тахогенератор 5 и датчик 4 температуры.

Подают бражку 2 в герметичную емкость 1. Измеряют датчиком 4 температуру бражки и определяют (по известной таблице или графику) соответствующее ей давление кипения этанола. Открывают заслонкой 8 доступ в сборник 9 легкокипящих примесей 10.

Настраивают систему регулирования давления (см. фиг.2) с помощью задатчика 13 на поддержание в емкости давления, превышающего на 15-20% давление кипения этанола. Вакуум-насосом откачивают легколетучие компоненты в сборник 9 с последующей их конденсацией в нем. Прекращение выкипания примесей определяют по уменьшению показаний тахогенератора 5.

После отсоса легколетучих примесей поворотом заслонки 8 открывают доступ этанола 12 в сборник 11.

Перенастраивают систему регулирования и снижают в емкости 1 давление до значения давления кипения этанола и откачивают его пары в сборник 11.

Конденсацию этанола осуществляют в сборнике 11, расположенном вокруг емкости с бражкой, что существенно снижает энергоемкость процесса, так как тепло, выделяемое при конденсации этанола, компенсируют снижение температуpы бражки от его испарения.

В процессе получения этанола обеспечивается температурная коррекция уровня давления.

Перемешивание (распыление) бражки в емкости 1 повышает производительность устройства.

Использование предложенного способа позволяет получить высококачественный спирт.

Пример. Заливают в емкость 1 бражку и герметизируют ее. Измеряют датчиком 4 температуру бражки, которая составляет 19^oС. По "Справочнику химика под ред. Б.Н.Никольского, т.I, 1967, М. "Энциклопедия" определяют соответствующее этой температуре давление кипения этанола 40 мм рт.ст. а также в градусах Цельсия температуры возгонки (кипения) стандартизованных примесей этанола при давлении 40 мм рт.ст.

метиловый спирт +5 альдегиды: муравьиный -70 уксусный -38 сивушные масла: амиловые спирты +63 бутиловые спирты +44 кислоты: муравьиная +24 уксусная +42
пировиноградная +85
эфиры:
этиловый -28
метиловый -29
диметиловый -76
этилформиат -11
бутилформиат +24
этиленгликогель +20
вода +35
этанол +19
Приведенные температуры примесей пропорциональны давлению их кипения. Поэтому, создав в емкости 1 давление 46 мм рт.ст. (на 15% выше давления кипения этанола, откачивают легколетучие компоненты в сборник 9 и конденсируют диметиловый эфир, муравьиный и уксусный альдегиды, метиловый и этиловый эфиры, этилформиат, а также метиловый спирт.

Затем снижают давление в емкости до 40 мм рт.ст. и откачивают образующиеся при этом пары этанола. В емкости остаются сивушные масла, кислоты и высококипящие относительно этанола эфиры. Сборник 11 заполнен практически абсолютным спиртом. По окончании процесса сливают из емкости 1 остаток бражки, а из сборников 11 и 9 спирт и легколетучие примеси.

Высокое качество спирта достигается в результате эффекта снижения азеотропной связки компонентов бражки при разделении их под вакуумом.

Формула изобретения

Способ получения этанола, предусматривающий выделение из бражки легколетучих компонентов и паров этанола с последующей их конденсацией, отличающийся тем, что процесс ведут в герметичной емкости, снабженной вакуум-насосом и сборниками конденсатов, при этом перед выделением легколетучих компонентов измеряют температуру бражки и определяют соответствующее ей давление кипения этанола и выделение этих компонентов проводят при давлении, превышающем на 15 20% установленное давление кипения этанола, с откачкой этих компонентов вакуум-насосом, после чего в емкости снижают давление до значения давления кипения этанола и образующиеся его пары откачивают вакуум-насосом в сборник.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2