Спосіб одночасного виробництва харчового та паливного етанолу

Винахід відноситься до спиртової промисловості, зокрема до способів одержання в єдиному процесі харчового та паливного етанолу. Найближчим до заявлюваного по технічній суті та функціональному призначенню є відомий спосіб виробництва харчового та паливного етанолу. Спільними ознаками відомого та заявлюваного способу є подача на стадію ректифікації одного з потоків сумішей, які Містять спирт, з стадії епюрації, зневоднення етанолу з використанням роздільного агента і регенерацію роздільного агента. Суттєвим недоліком відомого способу виробництва харчового та паливного етанолу є високі витрати теплової енергії на різних стадіях виробництва, зокрема, на стадії ректифікації, де процес проводять практично в умовах атмосферного тиску. Окрім того, не використовується тепло парів сивушного масла одного з найбільш теплоємних компонентів, які входять до складу неочищеного спирту. В основу винаходу поставлено задачу в способі одночасного виробництва харчового та паливного етанолу шляхом зниження тиску, в умовах якого проходить процес ректифікації, та використання частини парів сивушних масел, які виділяються в зоні ректифікації, в процесі регенерації роздільного агента знизити теплові витрати при виробництві харчового та паливного етанолу. Для вирішення цієї задачі в способі одночасного виробництва харчового та паливного етанолу, який включає подачу на стадію ректифікації одного з потоків сумішей, які містять спирт, з стадії епюрації, зневоднення з використанням агента і регенерацію роздільного агента, стадію ректифікації проводять в умовах вакууму, а пари сивушного масла з зони ректифікації подають в зону регенерації. При цьому стадію ректифікації проводять в умовах низького вакууму. Технічний результат, який обумовлює сукупність суттєвих ознак винаходу, полягає в підвищенні пружності парів рідин в умовах зниження тиску. А це, в свою чергу, приводить до інтенсифікації процесів масообміну в паровій (газовій) фазі і, як наслідок, - до зниження теплових витрат на проведення процесу ректифікації. До зниження теплових витрат приводить і подача парів сивушного масла в зону регенерації. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом характеризується зміною, конкретніше зниженням тиску в зоні проведення процесу ректифікації. Зміна фізичних умов проведення теплообмінних процесів за участю рідкої та пароподібної фаз залежить від тиску, в якому проводяться ці процеси. Зниження тиску в загальному випадку приводить до підвищення пружності парів над поверхнею рідин, а це в свою чергу інтенсифікує процес в газовій фазі. В результаті знижується кількість тепла, яке необхідне для нагріву пари і рідин в процесі ректифікації. Крім того, перекачка нагрітих до температури 90 - 95°C парів сивушного масла з зони ректифікації до зони регенерації теж вносить свій вклад в економію тепла. Низький вакуум (P > 1мм рт.ст.) дозволяє використовувати вакуум-насоси відносно невисокої потужності, що також приводить до економії енергії. Спосіб здійснюється на установці, схема якої зображена на кресленні (фіг.), де позиція 1 - зона ректифікації, 2 - зона зневоднення паливного етанолу, зона 3 - зона регенерації роздільного агента. Спосіб, згідно з винаходом, здійснюють таким чином. З стадії епюрації відбирають три потоки (на схемі не показано) сумішей, які містять спирт, один з яких подають в зону ректифікації (в нижню частину ректифікаційної колони). Зона ректифікації знаходиться під вакуумом (тиск P = 10мм рт.ст.). Вакуумування призводить до зниження температури в зоні ректифікації на 10 - 15°C і інтенсифікації процесів обміну в паровій фазі. З нижньої частини зони ректифікації 2 в зону регенерації 3 подають пари сивушного масла, температура яких становить 90 - 95°C. Загальна економія теплової енергії від впровадження заявлюваного способу становить 10 - 15% від всієї кількості (з розрахунку на 10дал паливного етанолу). В табл.1 приведені дані по витратах пари в способі-прототипі і заявлюваному способі. Як видно з наведених даних, найбільша економія пари має місце при застосуванні низького вакууму. При переході до більш високого вакууму (10-1мм рт.ст.) має місце явище зниження активності речовин, і тому для підтримки потрібної продуктивності необхідно витратити більшу кількість пари. В табл.2 наведені деякі фізико-хімічні показники харчового і паливного етанолу згідно з винаходом.