Установка для одержання спирту етилового технічного з вуглеводвмісткої сировини

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к установкам для получения спирта этилового те хнического. Известна установка для получения спирта, содержащая бражную, эпюрационную (эфирную), ректификационную и метанольную колонны, с соответствующими дефлегматорами, конденсаторами, кипятильниками и спиртоловушками (Цыганков П.С. Брагорек-тификационные установки. М. Пищевая промышленность, 1984, с.47). Однако, эта установка отличается высокой энерго- и металлоемкостью. За прототип принята установка для производства ректификованного спирта (авт.св. СССР №912750, кл. С 12 F 1/08). Эта установка содержит соединенные системой трубопроводов бражную, эпюрационную и спиртовую колонны с конденсаторами и дефлегматорами, подогреватель бражки, сборник и подогреватель циркуляционной воды, сепаратор бражки, пеноловушки, бардоотводчик, сборники бражного дистиллята, барометрический конденсатор с сепаратором жидкой фазы, спиртоловушку, сборник спиртовой жидкости, подогреватель барометрической воды и систему насосов. Причем спиртовая колонная состоит из концентрационной и отгонной частей. Недостатком данной установки является то, что с целью снижения энергозатрат часть колонн работает при пониженном давлении, что требует дополнительного расхода электрической энергии и усиления механической прочности их дефлегматоров и конденсаторов, а большое количество теплообменной аппаратуры для дробной конденсации водно-спиртовых паров значительно увеличивает металлоемкость установки. В основу изобретения поставлена задача создания установки для получения спирта этилового технического из углеводсодержащего сырья путем использования взаимосвязи бражной и концентрационной колонн с применением эпюратора, дефлегматора, конденсаторов обеспечить рекуперативное использование водно-спиртовых паров бражной колонны для обогрева концентрированной, использование бражной колонны для извлечения спирта из водно-спиртовой жидкости, поступающей из концентрационной колонны, освобождение бражки от углекислого газа, концевых и частично головных примесей в эпюраторе за счет спиртоводного пара из бражной колонны, нагрев бражки спиртовым паром концентрационной колонны. Поставленная задача решается тем, что в установке для получения спирта этилового те хнического из углеводсодержащего сырья, содержащей соединенные системой трубопроводов бражную колонну с бардоотводчиком, концентрационную часть спиртовой колонны, дефлегматор и конденсаторы к ней, спиртоловушку, подогреватель бражки, согласно изобретению, концентрационная часть спиртовой колонны выполнена в виде самостоятельной колонны, верхняя часть бражной колонны соединена паровым трубопроводом с кубом концентрационной колонны, низ которой, в свою очередь, связан жидкостным трубопроводом через паровой эжектор с верхней тарелкой бражной колонны, трубопровод бражки соединен через подогреватель бражки и низ эпюратора с тарелкой питания бражной колонны, при этом подогреватель бражки связан с верхней частью концентрационной колонны, трубопровод концевых примесей сообщается через межтрубное пространство конденсатора-холодильника и эпюратор с верхней частью бражной колонны, которая дополнительно оснащена дополнительными тарелками выше тарелки питания, и средняя часть концентрационной колонны соединена с межтрубным пространством конденсаторахолодильника, кроме того, флегмовый трубопровод концентрационной колонны соединен с ее верхней тарелкой и холодильником спирта, а для отбора сивушного масла предусмотрены патрубки, установленные на уровне трех нижних тарелок концентрационной колонны и соединенные с конденсаторов паров сивушного масла. Причинно-следственная связь между предлагаемыми признаками и ожидаемым техническим результатом заключается в следующем. Предлагаемая установка включает две взаимосвязанные колонны: бражную и концентрационную. Верхняя часть бражной колонны соединена паровой коммуникацией с кубом концентрационной колонны. При этом происходит рекуперативное использование водно-спиртовых паров бражной колонны для обогрева концентрационной колонны. При этом низ концентрационной колонны связан жидкостной коммуникацией через паровой эжектор с верхней тарелкой бражной колонны, где и происходит извлечение спирта из поступившей водно-спиртовой жидкости. Т.о. соединение двух колонн определенными коммуникациями позволяет сократить количество производственного оборудования. С верхней частью концентрационной колонны соединен подогреватель бражки, куда поступает спиртовый пар из колонны и подогревает бражку. Таким образом, для подогрева бражки не требуется дополнительных энергозатрат. Подогретая бражка поступает в эпюратор, где освобождается от углекислого газа, концевых и частично головных примесей. При этом бражка нагревается до температуры кипения за счет спирто-водного пара, поступающего из бражной колонны. Итак, в предлагаемой установке исключена громоздкая эпюрационная колонна, вместо нее применяют компактный эпюратор, в котором используется для нагрева спиртоводный пар, выходящий из бражной колонны, что также экономит энергозатраты. Трубопровод концевых примесей связан через межтрубное пространство конденсатора-холодильника и эпюратор с верхней частью бражной колонны Углекислый газ, пары концевых и частично головных примесей спирта поступают в конденсатор-холодильник. Конденсат делится на две части: первая - флегма возвращается в бражную колонну, вторая - отводится по трубопроводу концевых примесей. Углекислый газ выводится в атмосферу. Это дает возможность выделить часть летучи х примесей спирта из бражки. Бражная колонна оснащена дополнительными тарелками выше тарелки питания. Это позволяет создать зону для сепарации капель жидкости от поднимающегося пара. Исключает попадание жидкости через паровой трубопровод в куб концентрационной колонны и создает условия для повышения концентрации водно-спиртовых паров, выходящи х из бражной колонны. Средняя часть концентрационной колонны соединена с межтрубным пространством конденсаторахолодильника, это позволяет отобрать промежуточные примеси спирта в паровой фазе из зоны их максимального концентрирования, что предотвращает попадание их в зону отбора ректификованного спирта. Соединение флегмового трубопровода концентрационной колонны с ее верхней тарелкой позволяет регулировать необходимую концентрацию спирта в колонне, а соединение с холодильником спирта позволяет получить спирт более низкого качества при меньших энергетических затратах. Таким образом, можно получать несколько сортов спирта. Установка патрубков для отбора сивушного масла на уровне трех нижних тарелок концентрационной колонны и соединение их с конденсатором паров сивушного масла позволит отобрать из паровой фазы сивушное масло при выработке готовой продукции повышенного качества. Таким образом, использование данной установки позволит уменьшить расход пара на 20-25% и на 28% снизить металлоемкость. На чертеже изображена схема установки для получения спирта этилового те хнического из углеводсодержащего сырья. Установка состоит из бражной колонны 1, верхняя часть которой соединена паровым трубопроводом с низом концентрационной колонны 2. Бражная колонна дополнительно оснащена дополнительными тарелками выше тарелки питания. Паровой трубопровод в верхней части бражной колонный 1 связан также с эпюратором 3, который соединен с тарелкой питания бражной колонны 1. Верх эпюратора 3 связан с конденсатором-холодильником 4, который имеет трубопровод для флегмы, соединенный с верхом бражной колонны 1, и трубопровод для отвода концевых примесей. К нижней части бражной колонны 1 примыкает бардоотводник 5. Низ концентрационной колонны 2 связан жидкостным трубопроводом через паровой эжектор 6 с верхней тарелкой бражной колонны 1. Верх концентрационной колонны 2 соединен паровым трубопроводом с подогревателем бражки 7, у которого трубопровод бражки идет к эпюратору 3. Подогреватель бражки 7 связан паровыми трубопроводами с дефлегматором 8, конденсатором 9 и спирто-ловушкой 10. Флегмовые трубопроводы соединены через трехходовой кран 11 с верхней тарелкой концентрационной колонны 2 и холодильником спирта 12. Для отбора сивушного масла в концентрационной колонне 2 установлены патрубки на уровне трех нижних тарелок, соединенные с конденсатором пара сивушного масла 13. Установка работает следующим образом. Бражка непрерывно подается в подогреватель бражки 7, где нагревается до температуры 65-70°С за счет теплоты конденсации спиртового пара, выходящего из концентрационной колонны 2. Подогретая бражка поступает в эпюра-тор 3, где освобождается от углекислого газа, концевых и частично головных примесей. В эпюраторе 3 бражка нагревается до температуры кипения за счетспиртоводного пара, поступающего из бражной колонны 1, Из эпюратора 3 бражка поступает на тарелку питания колонны 1. Водно-спиртовая жидкость из куба колонны 2 отводится через паровой эжектор 6 на орошениебражной колонны 1. Углекислый газ, пары концевых и частично головных примесей спирта поступают в конденсаторхолодильник 4. конденсат из которого делится на две части: одна часть в виде флегмы возвращается в колонну 1 на верхнюю тарелку питания, а другая - отводится из установки по коммуникации концевых примесей. Углекислый газ выводится в атмосферу. Барда отводится из установки через бардоотводчик 5. В бражной колонне 1 за счет восходящего потока пара бражка освобождается от спирта и сопутствующих летучи х примесей. Спиртоводный пар из бражной колонны 1 поступает по паровой коммуникации под нижнюю тарелку концентрационной колонны 2, в которой осуществляется укрепление спирта до заданной концентрации. Необходимая концентрация гпирта регулируется изменением потока флегмы на верхнюю тарелку концентрационной колонны 2 с помощью трехходового крана 1'1. Для увеличения крепости спиртаректификата трехходовой кран устанавливается в положение, при котором в холодильник спирта 12 поступает меньшее количество флегмы и наоборот. Спиртовый пар, выходящий из концентрационной колонны 2'конденсируется в подогревателе бражки 7, дефлегматоре 8, конденсаторе 9. Несконденсировавшиеся газы и остаток головных примесей в виде головной фракции этилового спирта выводятся из установки через спиртоловушку 10: При необходимости выработки спирта-ректификата с пониженным содержанием летучи х примесей он может отбираться из жидкой фазы с верхних тарелок концентрационной колонны 2, при этом увеличивается отбор головной фракции из спиртоловушки 10. С нижних тарелок колонны 2 из паровой фазы отбирается сивушное масло, которое выводится из установки через конденсатор паров сивушного масла 12. Промежуточные примеси спирта отбираются в паровой фазе из средней части колонны 2 и выводятся из установки через конденсатор-холодильник 4.