Установка для одержання ректифікованого спирту із головної фракції етанолу

Установка относится к спиртовой промышленности, а именно к установкам для извлечения этилового спирта из головной фракции этанола. Известна установка для получения спирта-ректификата, содержащая разгонную, укрепляющую, эпюрационную и ректификационную колонны с дефлегматорами, конденсаторами и кипятильниками к этим колоннам, декантатор и систему коммуникаций, включающую тр убопровод подвода воды и патрубок подвода воды на гидроселекцию [1]. Недостатком данной установки является, то, что подача в декантатор всей необходимой для гидроселекции воды приводит к вымыванию из верхнего слоя большого количества эфиров и затрудняет расслоение жидкости в декантаторе, в результате для исключения попадания примесей в готовый продукт необходимо увеличить отбор эфирного концентрата до 3,5-4,0% и тем самым снижать выход спирта [1]. В основу изобретения поставлена задача создания установки для получения ректификованного спирта из головной фракции этанола, в которой за счет водной экстракции этанола из эфирной фракции и более полного концентрирования эфирного концентрата при уменьшении его отбора с 3,5-4,0% до 2,0-2,5% увеличивается выход ректификованного спирта. Кроме того, рациональная утилизация теплоты отходящи х потоков лютерной воды и использование ее вторичного пара для обогрева эпюрационной колонны сократит расход греющего пара на процесс ректификации на 8-10 кг/дал. Поставленная задача решается тем, что предложена установка для получения ректификованного спирта из головной фракции этанола, содержащая разгонную, укрепляющую, эпюрационную и ректификационную колонны с дефлегматорами, конденсаторами и кипятильниками к этим колоннам, декантатор и систему коммуникаций, включающую тр убопровод подвода воды и патрубок подвода воды на гидроселекцию, которая согласно изобретению, снабжена испарителем с барометрической трубой и барометрическим сборником, перегревателем вторичного пара и турбокомпрессором, средняя часть испарителя сообщена с кубами укрепляющей и ректификационной колонн, нижняя часть - с барометрическим сборником, через барометрическую тр убу, а верхняя часть посредством паровой коммуникации - с кипятильником эпюрационной колонны через турбокомпрессор и межтрубное пространство перегревателя вторичного пара, трубное пространство которого соединено с трубопроводом отвода конденсата из кипятильника укрепляющей колонны, при этом в верхней части декантатора установлена кольцевая перфорированная труба, сообщенная с трубопроводом подвода воды. а нижняя часть декантатора соединена с верхней частью разгонной колонны на 3-4 тарелки ниже патрубка подвода воды на гидроселекцию. На чертеже изображена схема установки для получения ректификованного спирта из головной фракции этанола. Установка содержит разгонную 1, укрепляющую 2, эпюрационную 3 и ректификационную 4 колонны, дефлегматоры 5, 6, 7, 8, конденсаторы 9,10,11,12, кипятильники 13, 14, 15, 16, декантатор 17, турбокомпрессор 18, перегреватель вторичного пара 19, испаритель 20 с барометрической трубой 21, барометрический сборник 22 и систему коммуникаций. Установка работает следующим образом. Головная фракция (ГФ) этанола поступает на тарелку питания разгонной колонны 1, которая обогревается острым паром через кипятильник 13. Для гидроселекции примесей спирта на верхнюю тарелку колонны 1 подается вода в количестве, обеспечивающем концентрацию этанола в кубе этой колонны 8-10%. Водно-спиртовый пар, обогащенный примесями спирта, из разгонной колонны 1 поступает в дефлегматор 5, в котором происходит конденсация в основном не смешивающихся с водой сложных эфиров, этилового спирта и воды. Конденсат из дефлегматора 5 направляется в декантатор 17. где расслаивается на два слоя; верхний слой - обогащенный несмешивающимися с водой эфирами и. нижний - водно-спиртовой слой, который в виде флегмы возвращается на верхнюю тарелку разгонной колонны 1. Верхний слой помимо зфиров содержит значительное количество этилового спирта, безвозвратно теряемого с эфирным концентратом (ЭК). Для увеличения выхода спирта за счет более полного извлечения его из. эфирного концентрата используется водная экстракция. С этой целью верх декантатора оснащен кольцевой перфорированной трубой, в которую подается вода, экстрагирующая из эфирного слоя этанол, возвращаемый совместно с флегмой по коммуникации "а" в колонну 1 на 3-4 тарелки ниже подачи воды. Это позволяет создать на тарелках, лежащих выше ввода флегмы, зону низких концентраций этанола и повысить коэффициент ректификации примеси. В результате содержание последних в парах, поступающих в дефлегматор 5, увеличивается, а концентрация в них спирта снижается, что приводит к уменьшению его количества как в декантаторе, так и в эфирном концентрате. 3-5% несконденсировавшихся в дефлегматоре 5 водно-спиртовых паров, насы-щенных легколетучими альдегидами, поступают в конденсатор 9 и после конденсации самотеком направляются на верх эпюрационной колонны 3 для дальнейшего концентрирования альдегидов. Вывод фракции, обогащенной летучими альдегидами, не органичено смешивающимися с эфирами, из разгонной колонны 1 в эпюрационную колонну 3 облегчит процесс декантации в декантаторе 17 и способствует более полному концентрированию примесей в эфирном концентрате. Низко концентрированная водно-спиртовая жидкость, освобожденная от основной массы примесей, из куба колонны 1 направляется на тарелку питания укрепляющей колонны 2, которая обогревается острым паром. В колонне 2 происходит концентрирование спирта. Дистиллят с концентрацией 40-50% из дефлегматора 6 и конденсатора 10 по коммуникации "б" поступает на тарелку питания эпюрационной колоны 3 для освобождения от остатка примесей, которые концентрируются в верхней части этой колонны и через дефлегматор 7 и конденсатор 11 по коммуникации возвращаются в верхнюю часть разгонной колонны 1. Эпюрат из куба колонны 3 поступает в ректификационную колонну 4, где происходит дальнейшее концентрирование спирта до товарной концентрации и окончательная его очистка от примесей. Колонна 4 обогревается острым паром через кипятильник 16. Отбор ректификованного спирта (PC), не пастеризованного спирта (НС), сивушного масла (СМ) осуществляется традиционным способом. Освобожденная от этилового спирта лютерная вода с температурой 103-105°С из кубовых частей колонн 2 и 4 по коммуникациям "г" и "д" поступает в испаритель 20, в котором с помощью турбокомпрессора создается разрежение 0,015-0,020 мПа и соответствующая этому давлению температура кипения, равная 55-60°С. В результате такой разности температур в испарителе происходит самоиспарение лютерной воды и интенсивное выделение вторичного пара. Влажный, насыщенный пар с температурой 55-60°С засасывается по паровой коммуникации "е" в компрессор 18, где сжимается с повышением температуры до 105-110°С, после чего направляется в кипятильник 15 для обогрева эпюрационной колонны 3, в кубе которой поддерживается температура 88-89°С. Перед поступлением в турбокомпрессор влажный насыщенный пар проходит через пароперегреватель 19, в котором за счет теплоты конденсата, выходящего из кипятильника 14, переходит в перегретое состояние с температурой 60-65°С, что обеспечивает работу турбокомпрессора с более высоким к.п.д. Изобретение позволит увеличить выход ректификованного спирта из единицы сырья за счет водной экстракции этанола из эфирной фракции и более полного концентрирования эфирного концентрата при уменьшении его отбора с 3,5-4,0% до 2,0-2,5%, а также рационально утилизировать теплоту отходящи х потоков лютерной воды, использовав ее вторичный пар для обогрева эпюрационной колонны, и, тем самым, на 8-10 кг/дал сократить расход греющего пара на процесс ректификации.