Спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту

1. Спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту, який передбачає одержання спирту ректифікату при перегонці спиртової бражки із крохмалевмісної та/або із цукровмісної сировини із зміщенням азеотропної точки кипіння бінарної рідини з застосуванням вакууму шляхом вилучення залишків головних домішок спирту та одержання первинної спиртоводної суміші у вигляді бражного дистиляту, подальшої очистки бражного дистиляту від суп утні х головних домішок та виділення проміжних домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, відгонки хвостови х, проміжних та головних домішок на ректифікаційній колоні з одержанням спирту ректифікату, застосування гідроселекції, здійснення інших стадій вилучення, очищення спирту, з проведенням усіх стадій процесів вилучення, очищення та концентрування спирту у вакуумному режимі, який утворюють та підтримують на цих стадіях одночасно та з диференціацією для кожної такої стадії індивідуального сполучення параметрів відповідного вакуумного режиму, які встановлюють і стабільно підтримують для кожної стадії протягом усього циклу брагоректифікації, а саме здійснення під вакуумом при індивідуальних режимах наступних стадій - одержання первинної спиртоводної суміші у вигляді бражного дистиляту на бражній колоні, очистку бражного дистиляту від суп утніх легких домішок та часткове відділення проміжних домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, вивільнення від кінцевих хвостови х домішок, проміжних домішок та від залишку головних домішок з одержанням спирту ректифікату на ректифікаційній колоні під вакуумом у верхній частині цієї колони, відділення спирту із сивушної фракції, що відбирають в паровій фазі з ректифікаційної колони, а також екстрагування спирту та концентрування 2 (19) 1 3 39477 4 тилят, який з'єднують з дистилятом, утвореним із пари, що надійшла із сепараторів, та разом направляють до епюраційної колони, а в бражній колоні здійснюють вилучення спиртових парів із бражки, і утворену при цьому барду спочатку направляють для підігріву бражки, в процесі чого барда охолоджується, після чого її виводять із установки, очистку бражного дистиляту від супутніх легких домішок у вигляді головної фракції етилового спирту, а також часткове виділення проміжних домішок, які за складом аналогічні сивушному спирту, і часткове вилучення домішок хвостового характеру з лютерною водою здійснюють на епюраційній колоні з одержанням епюрату, крім того, відгонку кінцевих домішок у вигляді сивушних масел та лютерної води, проміжних домішок у вигляді сивушного спирту, головних домішок у вигляді непастеризованого спирту, здійснюють на ректифікаційній колоні з одержанням товарного спирту ректифікату, при цьому проводять виділення із сивушної фракції спирту за допомогою водної екстракції та виведенням сивушного масла на декантаторі, а також виведення сивушного спирту до сивушної колони, і здійснюють вилучення спирту, що надходить з погонами із конденсаторів сепаратора вуглекислоти та бражної колони, ефіро-альдегідної фракції та з промивними водами - водної екстракції сивушного масла, водно-спиртової рідини їз спиртоловушки газів бродіння та концентрування домішок в розгінній колоні й їх виведення як домішок головного характеру у вигляді концентрату ефіроальдегідної фракції, так і виведення домішок хвостового характеру у вигляді сивушного масла та лютерної води, крім того, здійснюють виділення і концентрування спирту у сивушній колоні із підальдегідної води, що надходить з розгінної колони, непастеризованого та сивушного спирту, що надходить із ректифікаційної колони, та забезпечують отримання спирту ректифікату, який відповідає за якістю вимогам "вищої очистки", що направляється до ректифікаційної колони. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед подачею спиртової бражки на бражну колону із цієї бражки послідовно два рази здійснюють виділення водноспиртових парів, вуглекислого газу, несконденсованих газів та головних домішок на сепараторі, який працює під вакуумом від -2,6 до 2,8 м вод. ст. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що проміжні домішки із ректифікаційної колони у вигляді сивушного спирту в кількості 1-3 % до виробленого спирту, направляють для подальшої обробки в сивушну колону. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково здійснюють частковий відбір домішок у вигляді капронової, масляної, валеріанової та інших кислот хвостового характеру в епюраційній колоні, які виводяться з кубовою рідиною, перед цим віддавши тепло в теплообміннику, де охолоджуються до 55-60 °С, підігріваючи воду, яка використовується на гідроселекцію. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що водно-спиртову підальдегідну воду виводять з розгінної колони в спиртову колону в обхід основних колон - бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної колони. Корисна модель відноситься до спиртової промисловості, а саме до способу брагоректифікації у виробництві етилового спирту. Відомий спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту, який передбачає одержання спиртової бражки, постадійне вилучення із неї спирту шля хом одержання первинної спиртововодяної суміші у вигляді бражного дистиляту на бражній колоні, здійснення у вакуумному режимі очистки бражного дистиляту від супутніх легких (головних) домішок на епюраційній колоні з одержанням головної фракції етилового спирту у вигляді епюрату та подальшого концентрування спирту, відгонки проміжних домішок - сивушних масел та сивушни х спиртів на ректифікаційній колоні з одержанням ректифікату (Авторське свідоцтво СРСР № 1209712, м. кл. С 12 F 1/06, публ. 07.02.1986, бюл. № 5. Артюхов В.Г., Дрововоз Г.К. та Мі хненко Е.А. Способ производства ректифікованого спирта. [1]). Однак такий спосіб не дозволяє отримувати продукт найвищого ґатунку, не в достатній мірі знижаються витрати теплозатрат (працює під вакуумом тільки епюраційна та ректифікаційна колони), із домішками відводиться 2,5 % товарного продукту. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту, який передбачає одержання спирту ректифікату при перегонці спиртової бражки із крохмалевмісної та/або із цукровмісної сировини із зміщенням азеотропної точки кипіння бінарної рідини з застосуванням вакууму шля хом вилучення залишків головних домішок спирту та одержання первинної спиртово-водяної суміші у вигляді бражного дистиляту, подальшої очистки бражного дистиляту від суп утніх головних домішок та виділення проміжних домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, відгонки хвостови х, проміжних та головних домішок на ректифікаційній колоні з одержанням спирту ректифікату, застосування гідроселекції, здійснення інших стадій вилучення, очищення спирту, з проведенням усіх стадій процесів вилучення, очищення та концентрування спирту у вакуумному режимі, який утворюють та підтримують на цих стадіях одночасно та з диференціацією для кожної такої стадії індивідуального сполучення параметрів відповідного вакуумного режиму, які встановлюють і стабільно підтримують для кожної стадії протягом усього циклу брагоректифікації, а саме здійснення під вакуумом при індивідуальних режимах наступних стадій - одержання первинної спиртово-водяної суміші у вигляді бражного дистиляту на бражній колоні, очистку бражного дистиляту від супутніх легких домішок та часткове відділення проміжних домішок на епюраційній колоні з 5 39477 одержанням епюрату, концентрування спирту, вивільнення від кінцевих хвостови х домішок, проміжних домішок та від залишку головних домішок з одержанням спирту ректифікату на ректифікаційній колоні під вакуумом у верхній частині цієї колони, відділення спирту із сивушної фракції, що відбирають в паровій фазі з ректифікаційної колони, а також екстрагування спирту та концентрування ефірно-альдегідної фракції на колоні концентрування головних домішок, які одержують на колоні концентрування головних домішок, та вилучення спирту з промивних вод, які одержують на колоні концентрування головних домішок та на екстраційно - ректифікаційній колоні (Деклараційний патент України на корисну модель № 12285, м. кл. C12F3/08, публ. 16.01.2006, бюл. № 1 [2]). Цей спосіб дозволяє підвисити вихід готового продукту, знизити витрати теплоносіїв та загальну кількість викидів. Однак такий спосіб має резерв для удосконалення: він не дозволяє знизити витрати тепла на брагоректифікації на 9,4 кг/гал гострої пари, мати питомі витрати природного газу до 4,0 м /дал по виробництву, знизити на 10 % споживання охолоджуючої води, підвищити ступінь вилучення домішок, а також отримати готовий - кінцевий продукт найвищої якості по органолептичних показниках тому, що при його здійсненні: - попередньо вилучені домішки повторно не змішуються з основним потоком; - домішки, що вилучаються при бродінні із вуглекислим газом, повторно не змішуються із бражкою, яка надходить до брагоректифікаційної установки; - домішки, що залишаються після екстрагування в промивній воді, повторно не повертаються до бражної колони; - водноспиртову кубову рідину із розгінної колони не повертають до бражної колони; - проміжні домішки у вигляді сивушного спирту направляються на сивушн у колону; - непастеризований спирт із ректифікаційної колони у вигляді головних домішок також направляють до сивушної колони. В основу корисної моделі поставлено завдання створення удосконаленого способу брагоректифікації у виробництві етилового спирту, який би за рахунок нових дій, послідовності їх здійснення, сполучення параметрів процесу дозволив би отримати готовий продукт підвищеної якості по органолептичних показниках з виходом не менше 98,5 %, знизити витрати тепла на брагоректифікації на 9,4 кг/гал гострої пари, відповідно, мати питомі витрати природного газу до 4,0 м 3/дал по виробництву, знизити на 10 % споживання охолоджуючої води, підвищи ти ступінь вилучення домішок. Поставлене завдання досягається тим, що спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту передбачає одержання спирту ректифікату при перегонці спиртової бражки із крохмалевмісної та/або із цукровмісної сировини із зміщенням азеотропної точки кипіння бінарної рідини з застосуванням вакуум у шля хом вилучення залишків головних домішок спирту та одержання первинної спиртово-водяної суміші у вигляді бражного дис 6 тиляту, подальшої очистки бражного дистиляту від суп утніх головни х домішок та виділення проміжних домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, відгонки хвостових, проміжних та головних домішок на ректифікаційній колоні з одержанням спирту ректифікату, застосування гідроселекції, здійснення інших стадій вилучення, очищення спирту, з проведенням усіх стадій процесів вилучення, очищення та концентрування спирту у вакуумному режимі, який утворюють та підтримують на цих стадіях одночасно та з диференціацією для кожної такої стадії індивідуального сполучення параметрів відповідного вакуумного режиму, які встановлюють і стабільно підтримують для кожної стадії протягом усього циклу брагоректифікації, а саме здійснення під вакуумом при індивідуальних режимах наступних стадій - одержання первинної спиртово-водяної суміші у вигляді бражного дистиляту на бражній колоні, очистку бражного дистиляту від суп утніх легких домішок та часткове відділення проміжних домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, вивільнення від кінцевих хвостових домішок, проміжних домішок та від залишку головних домішок з одержанням спирту ректифікату на ректифікаційній колоні під вакуумом у верхній частині цієї колони, відділення спирту із сивушної фракції, що відбирають в паровій фазі з ректифікаційної колони, а також екстрагування спирту та концентрування ефірноальдегідної фракції на колоні концентрування головних домішок, які одержують на колоні концентрування головних домішок, та вилучення спирту з промивних вод, які одержують на колоні концентрування головних домішок та на екстраційно - ректифікаційній колоні. Новим є те, що домішки, що вилучають при бродінні з вуглекислим газом і вловлюють у спиртоловушці вуглекислого газу у вигляді водно-спиртової рідини, направляють для попереднього підігрівання теплом лютерної води, що ви ходить із брагоректифікаційної установки, і потім направляють у розгінну колону в обхід бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної колони, а бражку, що надходить із бродильного відділення, попередньо підігрівають до температури 79-82°С гарячою бардою, яка виходить із бражної колони, і потім направляють в перший сепаратор вуглекислого газу, в якому підтримують рівень вакуум у -8,2 м.вод.ст., де здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С . Потім за допомогою насосу бражку із першого сепаратора вуглекислого газу подають до другого теплообмінника, де здійснюють повторний догрів бражки теплом замісу до температури в межах 80-85°С. Після цього бражку направляють до другого сепаратору вуглекислого газу, в якому підтримують рівень вакууму -8,2 м.вод. ст. і в якому також здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С. Після цього бражка самопливом надходить до підігрівача бражки, який обігрівають водно-спиртовими парами, що надходять із бражної колони, а потім підігріту до температури 75-78°С бражку направ 7 39477 ляють до бражної колони. Утворену водноспиртову пару в сепараторах конденсують, і утворений загальний потік водно-спиртової рідини, яка за кількістю алкоголю досягає не менш ніж 25-30 % від усього алкоголю, що надходить із бражкою до брагоректифікаційної установки, направляють в потік бражного дистиляту. Вилучені домішки в кількості 1-2 % до виробленого спирту із другого конденсатора направляють в розгінну колону. Крім того утворену в бражній колоні водно-спиртову пару частково конденсують у підігрівачі бражки та водяній секції підігрівача бражки, де утворюється бражний дистилят, який з'єднують з дистилятом, утвореним із пари, що надійшла із сепараторів, та разом направляють до епюраційної колони. А в бражній колоні здійснюють вилучення спиртових парів із бражки, і утворену при цьому барду спочатку направляють для підігріву бражки, в процесі чого барда охолоджується, після чого її виводять із установки. Очистку бражного дистиляту від супутніх легких домішок у вигляді головної фракції етилового спирту, а також часткове виділення проміжних домішок, які за складом аналогічні сивушному спирту, і часткове вилучення домішок хвостового характеру з лютерною водою здійснюють на епюраційній колоні з одержанням епюрату. Відгонку кінцевих домішок у вигляді сивушни х масел та лютерної води, проміжних домішок у вигляді сивушного спирту, головних домішок у вигляді непастеризованого спирту, здійснюють на ректифікаційній колоні з одержанням товарного спирту ректифікату. Виділення із сивушної фракції спирту проводять за допомогою водної екстракції та виведенням сивушного масла на декантаторі, а також виведення сивушного спирту до сивушної колони. Здійснюють вилучення спирту, що надходить з погонами із конденсаторів сепаратора вуглекислоти та бражної колони, ефіроальдегідної фракції та з промивними водами - водної екстракції сивушного масла, водно-спиртової рідини із спиртоловушки газів бродіння та концентрування домішок в розгінній колоні й їх виведення як домішок головного характеру у вигляді концентрату е фіро-альдегідної фракції, так і виведення домішок хвостового характеру у вигляді сивушного масла та лютерної води. Крім того здійснюють виділення і концентрування спирту у сивушній колоні із підальдегідної води, що надходить з розгінної колони, непастеризованого та сивушного спирту, що надходить із ректифікаційної колони, та забезпечують отримання спирту ректифікату, який відповідає по якості вимогам «вищої очистки», що направляється до ректифікаційної колони. Додатково для окремих випадків застосування, уточнення сукупності ознак незалежного пункту формули корисної моделі, запропонований спосіб характеризується наступними ознаками. Перед подачею спиртової бражки на бражну колону із цієї бражки послідовно два рази здійснюють виділення водноспиртових парів, вуглекислого газу, незконденсованих газів та головних домішок на сепараторі, який працює під вакуумом від - 2,6 до -2,8 м вод. ст. Проміжні домішки із ректифікаційної колони у вигляді сивушного спирту в кількості 1-3 % до ви 8 робленого спирту, направляють для подальшої обробки в сивушну колону. Додатково здійснюють частковий відбір домішок у вигляді капронової, масляної, валеріанової та інших кислот хвостового характеру в епюраційній колоні, які виводять з кубовою рідиною, перед цим віддавши тепло в теплообміннику, де охолоджують до 55-60°С, підігріваючи воду, яка використовується на гідроселекцію. Водно-спиртову підальдегідну воду виводять з розгінної колони в спиртову колону в обхід основних колон - бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної колони. Сукупність усі х ознак запропонованого рішення, включаючи нові ознаки при його використанні дозволяють досягти технічного результату - отримати готовий продукт найвищої якості по органолептичних показниках, з виходом продукту не менше 98,5 %, знизити витрати тепла на брагоректифікації на 9, 4 кг/гал гострої пари, відповідно мати питомі витрати природного газу до 4,0 м 3/дал по виробництву (порівняно з прототипом, який застосовують на діючому промисловому виробництві, де такі витрати складають 4,5-7,5 м 3/дал), знизити на 10 % споживання охолоджуючої води, підвисити ступінь вилучення домішок. За рахунок нових ознак, а саме: направлення домішок, що вилучають при бродінні з вуглекислим газом і вловлюють у спиртоловушці вуглекислого газу у вигляді водно-спиртової рідини, для попереднього підігрівання теплом лютерної води, що виходить із брагоректифікаційної установки, і далі - направлення у розгінну колону в обхід основних колон - бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної дозволяє виключити додаткові затрати на повторне вилучення домішок та укріплення спирту (в прототипі цей потік, міцність якого по спирту 1,8-2,3 %, змішується з потоком бражки, при цьому додатково вносить до бражки вилучені домішки, а також понижує міцність бражки на 0,15 %, де в подальшому необхідно понести додаткові затрати на повторне вилучення домішок, та укріплення спирту); здійснення підігріву бражки, що надходить із бродильного відділення, попередньо до температури 79-82°С гарячою бардою, яка виходить із бражної колони, подальшого направлення її в перший сепаратор вуглекислого газу, в якому підтримують рівень вакууму -8,2 м.вод ст., де здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С, подальшого направлення потім за допомогою насосу бражки із першого сепаратора вуглекислого газу до другого теплообмінника, де здійснюють повторний догрів бражки теплом замісу до температури в межах 7578°С, а потім - направлення бражки до другого сепаратору вуглекислого газу, в якому підтримують рівень вакууму -8,2 м.вод ст. і в якому також здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С, далі бражка самопливом поступає до підігрівача бражки, який обігрівають водно-спиртовими парами, що надходять із бражної колони, і направлення підігрітої до температури 75-78°С бражки до бражної колони, на 9 39477 правлення утвореної водно спиртової пари в сепараторах, вилучених домішок в кількості 1-2 % до виробленого спирту, із другого конденсатора в розгінну колону, часткове конденсування утвореної в бражній колоні водно-спиртової пари у підігрівачі бражки та водяній секції підігрівача бражки, де утворюється бражний дистилят (рідка фаза), який з'єднується з дистилятом утвореним із пари, що надійшла із сепараторів та разом направляється до епюраційної колони, конденсування утвореної в сепараторах водно спиртової пари, направлення загального потоку рідини, яка за кількістю алкоголю досягає не менш ніж 25-30 % від усього алкоголю, що надходить із бражкою до брагоректифікаційної установки, в потік бражного дистиляту, конденсування утвореної в бражній колоні водно-спиртової пари (70-75 % від усього алкоголю) у водяній секції підігрівачів бражки, крім того направлення вилучених концентрованих домішок з конденсаторів (в кількості 2-4 % до виробленого спирту) в розгінну колону, здійснення в бражній колоні вилучення спиртових парів із бражки, і направлення утвореної при цьому барди спочатку для підігріву бражки, в процесі чого барда охолоджується, і направляється самопливом на бардогосподарство, очистка бражного дистиляту від супутніх легких (головних) домішок у вигляді головної фракції етилового спирту (2-4 % до виробленого спирту), а також часткове виділення проміжних домішок (1-2 % до виробленого спирту), які за складом аналогічні сивушному спирту, і часткове вилучення домішок хвостового характеру з лютером на епюраційній колоні з одержанням епюрату, а також відгонка кінцевих (хвостових) домішок у вигляді сивушних масел (2-4 % до виготовленого спирту), та лютерної води, проміжних домішок у вигляді сивушного спирту (1-2 % до виробленого спирту), головних домішок у вигляді не пастеризованого (1-2 % до виробленого спирту) спирту на ректифікаційній колоні з одержанням товарного спирту ректифікату, виділення із сивушної фракції спирту за допомогою водної екстракції та виведенням сивушного масла на декантаторі і виведення сивушного спирту до сивушної колони, екстрагування (вилучення) спирту з погонів конденсаторів сепаратора вуглекислоти та бражної колони, ефіро-альдегдної фракції та з промивних вод (водної екстракції сивушного масла, водно спиртової рідини із спиртоловушки газів бродіння та концентрування домішок в розгінній колоні та їх ви ведення як домішок головного характеру у ви гляді концентрату ефіроальдегідної фракції (1,0-1,5 % до виробленого спирту), так і виведення домішок хвостового характеру у вигляді сивушного масла (0,3-0,5 % до виробленого спирту) та лютерної води, виділення і концентрування спирту у сивушній колоні із під альдегідної води, що надходить з розгінної колони і забезпечення отримання спирту ректифікату, що направляється до ректифікаційної колони, отримують готовий продукт найвищої якості по органолептичних показниках, з виходом продукту не менше 98,0 %, знижують витрати тепла на брагоректифікації на 9,4 кг/гал гострої пари, відповідно знжують витрати природного газу -(до 4,0 м /дал по виробництву на виробництві, де застосо 10 вують прототип - 4,5-7,5 м /дал) та знижують на 10 % споживання охолоджуючої води, підвищують ступінь вилучення домішок. Додатково за рахунок того, що перед подачею спиртової бражки на бражну колону із цієї бражки послідовно два рази здійснюють виділення вуглекислого газу, незконденсованих газів та головних домішок на сепараторі, який працює під вакуумом від -8,0 до -8,5 м вод. ст., направлення проміжних домішок із ректифікаційної колони у вигляді сивушного спирту для подальшої обробки в сивушну колону, досягається повне виділення вуглекислого газу, незконденсованих газів та головних домішок на сепараторі. Реалізація запропонованого способу дозволяє уникнути повернення в епюраційну колону не пастеризованого та сивушного спиртів, що відбирають із ректифікаційної колони, повернення підальдегідної води (водно-спиртової рідини), яка містить близько 10 % алкоголю з домішками хвостового характер, які повторно повертались в брагоректифікаційну установку, що призводило до додаткового навантаження більше 10 % по алкоголю бражної та епюраційної колонн, і в результаті негативно впливало на їх роботу та змушувало адекватно знижувати потужність, щоб мати належну якість товарного продукт. Завдяки тому, що епюрат відбирають із зони, яка знаходиться вище, ніж в прототипі, з’являється можливість здійснювати відвід домішок хвостового характеру в епюраційній колоні, які виводять з кубовою рідиною і подають разом з нею в теплообмінник, де охолоджують до 55-60°С. Виведення водно спиртової підальдегідної води з розгінної колони в сивушну колону в обхід основних колон - бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної колони зменшує додаткове навантаження по теплу та спирту на 10 % на ці колони (в прототипі цю рідину подають на колону вилучення спирту). Таким чином запропонований спосіб при його застосування дозволяє отримати готовий продукт найвищої якості по органолептичних показниках, з виходом продукту не менше 98,0 %, знизити витрати тепла на брагоректифікації на 9,4 кг/гал гострої пари, відповідно мати питомі витрати природного газу до 4,0 м 3/дал по виробництву, знизити на 10 % споживання охолоджуючої води, підвисити ступінь вилучення домішок. , Технічний результат досягається саме в межах кількісних характеристик (режимних параметрів) процесу, які наведені в формулі корисної моделі: за межами вищезазначених значень технічний результат не досягається. Запропонований спосіб ілюструється прикладом його здійснення в умовах промислового виробництва. Для повної характеристики здійснення способу в промислових умовах наведена графічна ілюстрація здійснення технологічного процесу (процесуальна схема) з вказуванням позицій основного стандартного обладнання технологічної лінії брагоректифікаційної установки (БРУ): фіг. 1 ілюстрація процесуальної схеми здійснення технологічного процесу згідно з запропонованим способом, де позиціями зазначені: 1 - насоси, 2 - теплообмінники рекуператори тепла, 3 - бражна колона, 4 - підігрівачі продукту, 5 - сепаратори 11 39477 СО2, 6 - де флегматори, 7 - конденсатори, 8 - епюраційна колона, 9 - декантатори, 10 - ректифікаційна колона, 11 - сивушна колона, 12 - розгінна колона, 13 - випарники, 14 - збірник води. Приклад. Запропонований спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту здійснюють по технологічній схемі відповідно до формули корисної моделі: Спирт - ректифікат одержують при перегонці спиртової бражки із крохмалевмісної та/або із цукровмісної сировини із зміщенням азеотропної точки кипіння бінарної рідини з застосуванням вакуум у та уникненням повернення, закільцьовуванням домішок по брагоректефікаційній установці (БРУ). При застосуванні запропонованого способу у виробництві здійснюють наступні стадії процесу: Вилучають домішки спирту при бродінні, та сепараторах вуглекислоти, одержують первинну спиртово-водяну суміш у ви гляді бражного дистиляту, здійснюють подальшу очистку бражного дистиляту від суп утніх головних домішок та виділення проміжних домішок і домішок хвостового характеру на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, відгонку хвостови х, проміжних та головних домішок на ректифікаційній колоні з одержанням спирту ректифікату; концентрування домішок головного характеру, в технологічному процесі застосовують гідро селекцію. Усі стадії процесів вилучення, очищення та концентрування спирту здійснюють у вакуумному режимі, який утворюють та підтримують на цих стадіях одночасно та з диференціацією для кожної такої стадії індивідуального сполучення параметрів відповідного вакуумного режиму, які встановлюють і стабільно підтримують для кожної стадії протягом усього циклу брагоректифікації. Здійснюють під вакуумом при індивідуальних режимах наступні стадії: одержання первинної спиртово-водяної суміші у вигляді бражного дистиляту на сепараторах вуглекислоти та бражній колоні, очистку бражного дистиляту від суп утніх легких домішок та часткове відділення проміжних та хвостови х домішок на епюраційній колоні з одержанням епюрату, концентрування спирту, вивільнення від кінцевих хвостових домішок, проміжних домішок та від залишку головних домішок з одержанням спирту ректифікату на ректифікаційній колоні під вакуумом у верхній частині цієї колони, відділення спирту із сивушної фракції, що відбирають в паровій фазі з ректифікаційної колони, екстрагування спирту та концентрування домішок із конденсаторів сепараторів вуглекислоти, бражної колони, ефіроальдегідної фракції з епюраційної колони, та водно спиртової рідини отриманої на ловушці із газів бродіння, та при отриманні сивушного масла на розгінній колоні, вилучення спирту із водно спиртової рідини що надходить із розгінної колони, сивушного спирту із ректифікаційної колони, та проміжних домішок із ректифікаційної колони, на сивушній колоні. Відповідно до нових ознак запропонованого способу у виробничому процесі: Домішки, що вилучають при бродінні з вуглекислим газом і вловлюють у спиртоловушці вуглекислого газу у вигляді водно-спиртової рідини, 12 направляють для попереднього підігрівання теплом лютерної води, що виходить із брагоректифікаційної установки, і далі направляють у розгінну колону в обхід основних колон - бражної, епюраційної та ректифікаційної. Бражку, що надходить із бродильного відділення, попередньо підігрівають в теплообміннику до температури 79-82°С гарячою бардою, яка виходить із бражної колони, і потім направляють в перший сепаратор вуглекислого газу, в якому підтримують високий рівень вакууму -8,2 м.вод ст., де здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С. Потім за допомогою насосу бражку із першого сепаратора вуглекислого газу подають до другого теплообмінника, де здійснюють повторний догрів бражки теплом замісу (використовується у варочному відділенні при приготуванні бражки) до температури в межах 7578°С. Далі бражку направляють до другого сепаратору вуглекислого газу, в якому підтримують рівень вакуум у -8,2 м.вод ст. і в якому також здійснюється самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури її кипіння в межах 55-60°С, після чого бражка самопливом надходить до підігрівача бражки, який обігрівають водно-спиртовими парами, що надходять із бражної колони. Підігріту до температури 75-78°С бражку направляють до бражної колони» Утворену в бражній колоні водно-спиртову пару конденсують у водяній секції підігрівачів бражки з утворенням бражного дистиляту, крім того концентровані домішки в конденсаторі направляються на розгінну колону, а також утворений загальний потік водно-спиртової рідини, яка у вигляді пари надійшла із сепараторів вуглекислоти до дефлегматора, за кількістю алкоголю досягають не менш ніж 25-30 % від усього алкоголю, що надходить із бражкою до брагоректифікаційної установки. Вилучені домішки в кількості 1-2 % до виробленого спирту із другого конденсатора направляють в розгінну колону, тобто не рухаються із основним потоком отриманого дистиляту, що направляється до збірника бражного дистиляту. В бражній колоні здійснюють вилучення спиртових парів із бражки, і утворену при цьому барду направляють для підігріву бражки, в процесі чого барда охолоджується, після чого її направляють (самопливом) на бардогосподарство. Очистку бражного дистиляту від супутніх легких (головних) домішок у вигляді головної фракції етилового спирту яку направляють до розгінної колони, а також часткове виділення проміжних домішок, які за складом аналогічні сивушному спирту також направляють до розгінної колони, і часткове вилучення домішок хвостового характеру з лютером здійснюють на епюраційній колоні з одержанням епюрату. Відгонку кінцевих (хвостови х) домішок у вигляді сивушних масел та лютерної води, проміжних домішок у вигляді сивушного спирту, головних домішок у вигляді непастеризованого спирту, здійснюють на ректифікаційній колоні з одержанням товарного спирту ректифікату. 13 39477 Проводять виділення із сивушної фракції спирту за допомогою водної екстракції та виведенням сивушного масла на декантаторі ректифікаційної колони і виведення сивушного спирту до сивушної (спиртової) колони. Здійснюють екстрагування (вилучення) спирту з погонів конденсаторів сепаратора вуглекислоти та бражної колони, ефіро-альдегдної фракції та з промивних вод (водної екстракції сивушного масла, водно спиртової рідини із спиртоловушки газів бродіння та концентрування домішок в розгінній колоні та їх виведення як домішок головного характеру у вигляді концентрату ефіроальдегідної фракції, так і виведення домішок хвостового характеру у вигляді сивушного масла та лютерної води. Виділення і концентрування спирту у сивушній колоні із під альдегідної води, що надходить з розгінної колони, а також сивушного спирту і проміжних домішок з епюраційної колони де забезпечується отримання спирту ректифікату, що направляється до ректифікаційної колони. Перед подачею спиртової бражки на бражну колону із цієї бражки послідовно два рази здійснюють виділення вуглекислого газу, незконденсованих газів та головних домішок на сепараторі, який працює під вакуумом від -2,6 до -2,8 м вод. ст. Проміжні домішки із епюраційної колони та сивушного спирту з ректифікаційної колони направляють для подальшої обробки в сивушн у колону. Додатково здійснюють частковий відбір домішок хвостового характеру в епюраційній колоні, які виводять з кубовою рідиною і подаються разом з нею в теплообмінник, де охолоджують до 55-60°С. Водно - спиртову підальдегідну воду виводять з розгінної колони в сивушну колону в обхід основних колон - бражної колони, епюраційної колони, ректифікаційної колони. Опис промислового здійснення запропонованого способу з характеристикою технологічних параметрів процесу в кожній колоні наведено нижче. При виробництві етилового спирту відповідно до запропонованого способу відводять домішки, що вилучаються при бродінні з вуглекислим газом і вловлюються у спиртоловушці вуглекислого газу у вигляді спирто-водної рідини і надходять в збірник (поз. 14), звідки насосом подаються для попереднього підігрівання до температури 85-90°С в підігрівачі (поз. 4) теплом лютерної води, що виходить із брагоректифікаційної установки (далі БРУ). Таким шляхом рухаються домішки що вилучаються в сепараторах (поз. 5) і надходять з конденсатора сепаратора, конденсатора бражної колони, та ефіро-альдегідна фракція із конденсатора епюраційної колони (поз. 8) і направляють у розгінну колону (поз. 12) в обхід основних колон: бражної колони (поз. 3), епюраційної колони (поз. 8), ректифікаційної колони (поз. 10). Бражку попередньо підігрівають в теплообміннику (поз. 2) до температури (79-82°С) гарячою бардою, яка виходить із бражної колони, і направляють в перший сепаратор вуглекислого газу (поз. 5), де підтримують високий рівень вакууму (-8,2 м.вод ст.), завдяки чому проходить самовипарову 14 вання спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури кипіння даного розчину (приблизно 55-60°С). За допомогою насосу бражку із першого сепаратора вуглекислого газу подають до другого теплообмінника, де проходить повторний догрів бражки теплом замісу (використовується у варочному відділенні при приготуванні бражки) до температури в межах 75-78°С і направляють до другого сепаратору вуглекислого газу в якому підтримується також високий рівень вакууму (-8,2 м.вод ст.), завдяки чому проходить самовипаровування спиртових парів із бражки і одночасно її охолодження до температури 55-60°С, після чого бражка самопливом надходить до підігрівача бражки (поз.4), який обігрівається водноспиртовими парами що надходять із бражної колони при цьому бражка нагрівається до температури 75-78°С, і направляється до бражної колони. Утворена водноспиртова пара в сепараторах СО2, конденсується в першому конденсаторі СО2, а більш концентровані домішки конденсуються в другому конденсаторі СО2 (поз. 7) і утворений загальний потік водно-спитової рідини, в перерахунку на алкоголь, становить 25-30 % від усієї кількості алкоголю, що надходить із бражкою, до БРУ, а домішки в кількості 1-2 % до виробленого спирту, із другого конденсатора СО2 направляються в розгінну колону, тобто не рухаються із основним потоком отриманого дистиляту, що направляється до збірника бражного дистиляту. Такий комплексний багаторазовий нагрів за рахунок рекуперації тепла бражки, що поступає в установку, та її самовипаровування за рахунок вакууму дозволяє вилучи ти 25-30 % спирту, а також заощаджує до 8 кг/дал гострої пари по БРУ. Одержання первинної спиртово-водяної суміші у сепараторах СО2, аналогічної за складом бражному дистиляту (біля 50 % спирту), здійснюють під вакуумом, який створюють у сепараторах СО2, конденсаторах (вакуумним насосом) з режимними параметрами: вакуум у сепараторах СО2 від -8,0 до -8,5 м вод.ст (а в кгс/см -0,80 до -0,85), температура бражки на вході в сепаратор СО2 79,0- 82,0°С, температура бражки на виході із сепаратора СО2 58,0- 60,0°С. В бражній колоні (поз. 3) проходить вилучення спиртових парів із бражки і утворена барда спочатку направляється для підігріву бражки, при цьому сама барда охолоджується із 91-92°С до 45°С і самопливом направляється на бардогосподарство. Домішки із конденсатора бражної колони, в кількості 1 -2 % до виробленого спирту, направляють на розгінну колону в обхід основних, епюраційної, ректифікаційної. Обігрів бражної колони здійснюють через випаровувач, в якому випаровується лютерна вода, що надходить із ректифікаційної колони; випаровування здійснюють за допомогою гострої пари. Одержання первинної спиртово-водяної суміші (близько 50 % спирту) у вигляді бражного дистиляту на бражній колоні здійснюють під вакуумом, який створюють в бражній колоні (вакуумним насосом) з режимними параметрами: вакуум у вер ху бражної колони від 2,6до -2,7 м вод.ст (а в кгс/см 2 -0,26 до - 0,27), вакуум в кубовій частині бражної колони від -1,1 до 1,3 м вод.ст (-0,11 до - 0,13 кгс/см 2), температура 15 39477 на тарілці живлення 89,6-89,8°С, температура в кубовій частині 94,3-94,7°С. В епюраційній колоні (поз. 8) здійснюють очистку бражного дистиляту від супутніх легких (головних) домішок та їх відведення у вигляді головної фракції етилового спирту до розгінної колони в кількості 2-3 % до виробленого спирту, а також часткового виділення проміжних домішок. Ці домішки по складу аналогічні сивушному спирту і відводяться в кількості 1 % від виробленого спирту до спиртової колони. Часткове вилучення домішок хвостового характеру в епюраційній колоні - вони відводяться з кубової частини разом з лютерною водою. Обігрів колони здійснюють через випарник. З метою економії тепла здійснюють попередній підігрів бражного дистиляту в підігрівачі, за рахунок тепла конденсату (який при цьому охолоджується із 91-92°С до 81°С), який попередньо використовується в підігрівачі для підігріву спирту, який надходить із сивушної колони; при цьому заощаджується у використанні до 0,7 кг/дал гострої пари. Очистку бражного дистиляту від супутніх домішок проводять на епюраційній колоні з одержанням епюрату. Цей процес здійснюють під вакуумом при режимних параметрах: вакуум у верху епюраційної колони від -2,2 до -2,4, м вод.ст (-0,22 до -0,24 кгс/см), вакуум в кубовій частині епюраційної колони від -0,1 до -0,2 м вод.ст (-0,01 до -0,02 кгс/см 2), температура на тарілці живлення 74,0-75,0°С, температура в кубовій частині 99,0-99,7°С. Епюрат (міцність 35-37 % об.) подають із 18-24 тарілок епюраційної колони до ректифікаційної колони (поз. 10), де здійснюють відведення кінцевих (хвостови х) домішок у вигляді парів сивушних масел в паровій фазі, які конденсуються в конденсаторі і поступають далі в декантатор (поз. 9), де водою екстрагується спирт, і у вигляді підсивушного шару водноспиртову рідину направляють до теплообмінника, де теплом лютерної води її попередньо підігрівають до температури 78-80°С і направляють до розгінної колони (поз. 12). Сивушне масло, що вилучене в декантаторі (поз. 9) у вигляді товарного продукту, направляють на склад. Лютерну воду з ректифікаційної колони (поз. 10) відводять через гідрозатвор і використовують для живлення випарника бражної колони. Проміжні домішки у вигляді сивушного спирту направляють на сивушн у колону. Непастеризований спирт - у вигляді головних домішок також направляють до сивушної колони (поз. 11). Із верхніх тарілок ректифікаційної колони (поз. 10) здійснюють відбір товарного спирту ректифікату. Мала кількість домішок в епюраті (вміст альдегідів менше 0,1-0,14 мг/л) дозволяє заощаджувати більше 1 кг/дал спирту, гріючої пари на обігрів епюраційної колони. Обігрів колони здійснюють через випарник. Ректифікацію спирту в ректифікаційної колони здійснюють при таких режимних параметрах: вакуум у верху ректифікаційної колони від -2,2 до -2,4 м вод.ст (-0,22 до-0,24 кгс/см 2), тиск в кубовій частині ректифікаційної колони від -0,05 до +0,1 м вод.ст (0,005 до 0,01 кгс/см 2), температура на тарілці живлення 77,0-77,2°С, температура в кубовій частині ректифікаційної колони 99,6-100,0°С. 16 Екстрагування спирту з погонів конденсаторів сепаратора вуглекислоти (поз. 5), конденсатора бражної колони (поз. 3), ефіро-альдегідної фракції з конденсатора епюраційної колони (поз. 8), з водно-спиртової рідини із спиртоловушки газів бродіння, що поступають із збірника, - попередньо нагрівають за допомогою тепла Лютеру до температури 78-81°С в підігрівачі та направляють до розгінної колони (поз. 12) для концентрування домішок та їх відбору у вигляді концентрату ефіроальдегідної фракції. Виведення фракції сивушного масла з розгінної колони (поз. 12) здійснюють в рідкій фазі, яка надходить до декантатора, звідки відводиться товарне сивушне масло, а підсивушний шар водноспиртової рідини направляють знов до розгінної колони. Вихід домішок хвостового характеру із розгінної колони здійснюється разом із лютерною водою. Водно-спиртову рідину міцністю 5-7 % алкоголю із розгінної колони направляють для подальшої обробки до сивушної колони (поз. 11). Обігрів розгінної колони здійснюється через випарник. Режимні параметри роботи розгінної колони: вакуум у верху від -2,20 до -2,40 м вод.ст (-0,22 до -0,24 кгс/см 2), вакуум у кубовій частині від -0,05 до +0,05 м.вод.ст. (-0,005 до +0,005 кгс/см 2), температура на верхній тарілці 68,0-69,0°С, температура в кубовій частині 99,6-100,0°С. Сивушна колона (поз. 11; примітка - сивушн у колону в те хнології спиртового виробництва також називають спиртовою колоною) забезпечує отримання спирту ректифікату, який попередньо підігрівається, за рахунок тепла конденсату, в підігрівачі, конденсат при цьому охолоджується із 101102°С до 91°С, і при цьому заощаджується у використанні до 0,7 кг/дал гострої пари, що направляється до сивушної колони. Сивушну фракцію відводять до декантатора, а підсивушна вода надходить до розгінної колони. Сивушний спирт у рідкій фазі надходить до розгінної колони. Домішки хвостового характеру із колони виводять разом із лютерною водою через гідро затвор, віддавши тепло в підігрівачах, при цьому лютерна вода охолоджується до 50-53°С. Непастеризований спирт в кількості 1 % відводять до трубопровода водноспиртових парів, що надходять із дефлегматора розгінної колони, до конденсатора розгінної колони. Обігрів колони здійснюють через випарник. Виварювання спирту із кубової водноспиртової рідини, що надходить із розгінної колони, здійснюють при таких режимних параметрах: вакуум у верху сивушної колони від -2,2 до -2,4 м вод.ст (-0,22 до -0,24 кгс/см 2), тиск в кубовій частині сивушної колони від -0,1 до +0,1 м вод.ст (0,01 до +0,01 кгс/см 2), температура на тарілці живлення 77,5-78,0°С, температура в кубовій частині ректифікаційної колони 99,6-100°С. Здійснення процесу отримання спирту за технологією відповідно до запропонованого рішення дозволяє отримати конкурентоспроможну продукцію - спирт високої якості з високими органолептичними показниками (таблиця 1). 17 39477 18 Таблиця 1 Характеристика готового продукту, який отримують при здійсненні запропонованого способу брагоректифікації у виробництві етилового спирту № 1 1 2 3 4 5 6 7 Компоненти, визначені хроматографічним методом: 2 Альдегіди Метанол Сивушні Компоненти, визначені іншими методами: Альдегіди Сивушні Інші характеристики: Окисніть (оксидованість) Міцність Запропонований спосіб дозволяє працювати брагоректифікаційній установці з проектною потужністю з підвищеною якістю кінцевого продукту. При цьому унеможливлюється додаткове розведення барди промивними водами і тими, що застосовують на гідроселекцію, а також низька температура барди на виході з брагоректифікаційної установки (50°С, в існуючи х те хнологіях ця температура становить більше 80°С), що дає перспективу її подальшого обезводнення з метою приготування комбікормів. Таким чином з'являється також можливість поширення асортименту те хнологічних прийомів для інших виробництв та можливостей виробництва супутньої продукції. Використання пропонованого способу дозволяє також поліпшити умови експлуатації обладнання. Запропонований спосіб брагоректифікації у виробництві етилового спирту за рахунок нових дій, послідовності їх здійснення, сполучення параметрів процесу дозволяє отримати готовий продукт підвищеної якості по органолептичних показниках, з виходом продукту не менше 98,0 %, знизити витрати тепла на брагоректифікації на 9, 4 кг/гал гострої пари, відповідно мати питомі витрати природного газу до 4,0 м 3/дал по виробництву (на Одиниці концентрації (або одиниці виміру) 3 мг/дм 3 об. % мг/дм 3 Концентрація 4 0,14819 0,00144 0,36400 мг/л мг/л 1,7 0,66 хвилини об. % 22 хвилини 96,53 підприємстві, де застосовують прототип 4,5-7,5 м 3/дал), підвисити ступінь вилучення домішок. Запропонований спосіб пройшов широкі виробничі випробування на спиртовому заводі «ДДД» Біслан (Російська Федерація), результати яких підтвердили його високу ефективність. При застосуванні створеного способу в практичних умовах технологічний процес здійснюється ефективно, готова продукція має високу якість (без використання колони кінцевої очистки спирту), а за рахунок зменшення тепловитрат знижується собівартість продукції, збільшується вихід товарної продукції на 2,0 %. Застосування запропонованого способу дозволяє досягти вищезазначеного результату без змін існуючих будівельних споруд, інженерних мереж (вода, каналізація, електричні та парові), котельної, електричних підстанцій, а також з максимальним використанням існуючого обладнання. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 1209712, м. кл. С 12 F 1/06, публ. 07.02.1986, бюл. № 5. 2. Деклараційний патент України на корисну модель № 12285, м. кл. C12F3/08, публ. 16.01.2006, бюл. № 1 - ПРОТОТИП. 19 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 39477 Підписне 20 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601