Установка для получения спирта

 

Изобретение относится к ректификационным установкам периодического действия, предназначенным для выработки этилового спирта из спиртосодержащего сырья. Установка содержит испарительный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник, регулятор флегмового числа и взвешивающее дистиллят устройство, функционально связанное с регулятором флегмового числа. Изобретение обеспечивает возможность автоматического и оптимального регулирования количества подаваемой на орошение ректификационной колонны флегмы в зависимости от изменения содержания спирта в навалке по ходу ректификации. 1 ил.

Изобретение относится к ректификационным установкам периодического действия, предназначенным для выработки этилового спирта из спиртосодержащего сырья.

Известна ректификационная установка для ректификации двойных смесей (А. Н. Плановский, В.М.Рамм, С.З. Каган. Процессы и аппараты химической технологии. -М.: Госхимиздат, 1962, стр. 683), состоящая из обогреваемого водяным паром испарительного куба, ректификационной колонны, охлаждаемого проточной водой дефлегматора, соединительных трубопроводов, распределителя дистиллята, являющегося регулятором флегмового числа и холодильника. В такой установке, по ходу процесса ректификации, выходящие из куба пары все более обогащаются высококипящим компонентом и для выделения его из паров количество флегмы должно быть увеличено. Если же количество флегмы оставить постоянным, то будет возрастать содержание высококипящего компонента в дистилляте, т.е. применительно к процессу производства спирта это будет означать ухудшение его качества. Аналогичные по принципу действия установки, называемые также кубовыми установками, описаны в литературе: П.С.Цыганков. Ректификационные установки спиртовой промышленности. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, стр.27; Климовский Д.Н., Смирнов В.А., Стабников В.Н. Технология спирта. -М.: Пищевая промышленность, 1967, стр. 345.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом (прототипом) изобретения является устройство, схема и описание которого приведены в источнике: Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М. : Химия, 1973, стр 485. Установка состоит из обогреваемого водяным паром испарительного куба, ректификационной колонны, дефлегматора, регулятора флегмового числа на линии отбора дистиллята, холодильника и емкостей для отбора дистиллята по фракциям. Регулирование подачи флегмы на орошение ректификационной колонны осуществляется с помощью указанного регулятора флегмового числа, который является основным органом для управления процессом, т.к. регулирование подводимого к кубу тепла в аппаратах периодического действия, как правило, не предусматривается. По ходу ректификации, с целью обеспечения постоянного состава дистиллята, производится ручное регулирование подачи флегмы и флегмового числа в сторону увеличения, по мере истощения содержания спирта в навалке, причем критерием для коррекции являются результаты химических анализов, отобранных по ходу процесса проб дистиллята. Таким образом, управление режимом работы кубовой ректификационной установки является сложным, трудоемким ручным поцессом, в условиях, когда отклик системы значительно запаздывает по отношению к регулирующему воздействию, что требует высокой квалификации оператора и через субъективный фактор сказывается на качестве получаемого продукта. Перечисленные особенности эксплуатации прототипа являются его недостатками.

Заявляемое изобретение позволяет решить задачу снижения трудоемкости получения спирта и повышения стабильности его качества.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в обеспечении возможности автоматического и оптимального регулирования количества подаваемой на орошение ректификационной колонны флегмы (т. е. флегмового числа) в зависимости от изменения содержания спирта в навалке по ходу ректификации.

Указанный технический результат достигается тем, что в установку для получения спирта, включающую испарительный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник и регулятор флегмового числа, дополнительно введено взвешивающее дистиллят устройство, функционально связанное с регулятором флегмового числа. По ходу ректификации происходит уменьшение содержания спирта в навалке, что однозначной зависимостью связано с увеличением веса конечного продукта - дистиллята. Взвешивающее дистиллят устройство через функциональную связь осуществляет активацию регулятора флегмового числа, что приводит к изменению флегмового числа в соответствии с оптимальной расчетной зависимостью.

На чертеже изображена схема кубовой ректификационной установки периодического действия.

Установка включает обогреваемый испарительный куб 1, ректификационную колонну 2, дефлегматор 3, регулятор флегмового числа 4, холодильник 5, рычажный механизм 6, винт настройки 7, взвешивающее дистиллят устройство 8, сборники дистиллята 9.

Установка работает следующим образом. После задержки и отбора головной эфироальдегидной фракции начинается отбор этилового спирта по сортам при минимальном флегмовом числе, соответствующем настройке винта 7, при отсутствии дистиллята в сборниках 9. По ходу ректификации, в однозначном соответствии с уменьшением содержания спирта в навалке, возрастает вес дистиллята в сборниках 9 и через рычажный механизм 6, связывающий взвешивающее дистиллят устройство 8 с регулятором флегмового числа 4, происходит активация регулятора 4, который уменьшает, в соответствии с оптимальной расчетной зависимостью, отбор дистиллята и увеличивает подачу флегмы на орошение ректификационной колонны, что и требуется для достижения заявленного технического результата.

В вышеизложенном примере работы заявленной установки для получения спирта в качестве функциональной связи использован рычажный механизм (механическое средство), обеспечивающий соединение взвешивающего дистиллят устройство с регулятором флегмового числа. В качестве регулятора флегмового числа может быть использован регулятор флегмового числа, который описан в патенте RU 2060770 С1. Этот регулятор флегмового числа состоит из крышки, игольчатого штока. Игольчатый шток может опускаться путем навинчивания крышки на выступ дефлегматора. При этом уменьшается отбор конденсата и увеличивается флегмовое число.

Функциональная связь между регулятором флегмового числа 4 и взвешивающим дистиллят устройством 8 также может быть осуществлена с помощью тросика, который наматывается на крышку регулятора и перекинут через блок. Функциональная связь между регулятором флегмового числа и взвешивающим дистиллят устройством может быть осуществлена с помощью синхронной электрической передачи, состоящей из двух асинхронных двигателей с фазным ротором, включенных в сеть переменного тока и и объединенных по цепям роторов (В.В. Москаленко. Электрический привод. -М.: Высшая школа, 1991, стр.196, рис.7.6). Валы задающего и ведомого электродвигателей снабжены фрикционами (или зубчатыми колесами) соответственно, которые входят в контакт с подвижной платформой взвешивающего дистиллят устройства и крышкой регулятора. Такое решение является электромеханическим средством реализации признака "функционально связанное.. .".

Все вышеприведенные варианты осуществляют различными средствами функциональную связь между взвешивающим дистиллят устройством и регулятором флегмового числа, вследствие чего определенному количеству отобранного дистиллята (и, следовательно, определенной концентрации спирта в навалке) соответствует определенное флегмовое число. В этом и заключается изобретательский замысел, отраженный в формуле изобретения. Следует отметить, что все три предложенных выше варианта, также как и первый вариант, иллюстрируют простейший вид функциональной связи, а именно линейную связь, в то время как эта связь может быть и нелинейной (оптимальная связь таковой и является). И тогда в состав средств, реализующих признак, могут входить нелинейные элементы (например, профилированный кулачок, если передача механическая).

Формула изобретения

Установка для получения спирта, включающая испарительный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник и регулятор флегмового числа, отличающаяся тем, что в конструкцию дополнительно введено взвешивающее дистиллят устройство, функционально связанное с регулятором флегмового числа.

РИСУНКИ

Рисунок 1