Установка для виробництва спирту етилового ректифікованого

Изобретение относится к спиртовой промышленности, точнее к установкам для получения спирта этилового ректификованного из спиртовых бражек и головной фракции этилового спирта. Известна установка для производства спирта этилового ректификованного из спиртовых бражек, включающая соединенные системой трубопроводов бражную колонну, оснащенную подогревателем бражки и конденсатором, эпюрационную колонну, оснащенную дефлегматором, конденсатором и холодильником головной фракции этилового спирта и ректификационную колонну, оснащенную дефлегматором и конденсатором (Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности. - М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1984. - С.37 - 45). Такая установка отличается низким выходом и качеством спирта этилового ректификованного. Известна также установка, содержащая соединенные системой трубопроводов бражную колонну, оснащенную подогревателем бражки, конденсатором и кипятильником; колонны эпюрационную, ректификационную и окончательной очистки, каждая из которых оснащена дефлегматором, конденсатором и кипятильником; разгонную колонну, оснащенную дефлегматором, конденсатором, кипятильником и декантатором и экстрактивно-ректификационную колонну, оснащенную инжектором, дефлегматором, конденсатором и разделителем дистиллята (Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности. - М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1984. - С.48 - 52). На разгонной колонне, входящей в состав установки, осуществляют разгонку головной фракции этилового спирта, получаемой при переработке спиртовых бражек на данной установке. Головную фракцию из конденсатора эпюрационной колонны подают в верхнюю часть разгонной колонны и разгоняют с разбавлением водой, в случае переработки мелассных бражек, или без разбавления, при переработке крахмалистого сырья. Отбор концентрата головных примесей осуществляют из декантатора разгонной колонны, а кубовый погон с названной колонны сбрасывают в бражку и, вместе с последней, направляют на перегонку. Причиной, препятствующей увеличению объемов переработки головной фракции этилового спирта, более полной (более эффективной), очистке от них целевого продукта, снижению материалоемкости вырабатываемой продукции, является очистка спирта в разгонной колонне в основном головных примесей при разбавлении головной фракции водой или от концевых примесей без разбавления. Названные причины не позволяют отобрать сопутствующие примеси этилового спирта, особенно промежуточные, с концентратом головной фракции и, следовательно, неизбежно загрязнение ими вырабатываемого спирта ректификованного вызывают снижение его качества. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для производства спирта этилового ректификованного путем оснащения ее дополнительными устройствами и введения новой взаимосвязи конструктивных элементов установки. Технический результат, обеспечиваемый реализацией предлагаемого изобретения, заключается в том, что выделение спирта, содержащегося в головной фракции этилового спирта и его очистку от сопутствующих примесей осуществляют в колонне конценгрирования примесей путем отбора концевых примесей из конденсатора этой колонны и промежуточных примесей из нижней части колонны с сивушной фракцией с последующим их концентрированием, соответственно, в разгонной и экстрактивноректификационной колоннах. Предложенные условия выделения и концентрирования примесей способствуют более высокой степени очистки от примесей водноспиртового раствора, выделяемого из головной фракции этилового спирта. В результате возникает связанное с техническим результатом потребительское свойство объекта изобретения - снижение материалоемкости спирта этилового ректификованного. Достигается технический результат тем, что установка для производства спирта этилового ректификованного, включающая соединенные системой трубопроводов бражную колонну, оснащенную подогревателем бражки, конденсатором и кипятильником, колонны эпюрационную, ректификационную и окончательной очистки, каждая из которых оснащена дефлегматором, конденсатором и кипятильником, разгонную колонну, оснащенную дефлегматором, конденсатором, кипятильником и декантатором и экстрактивно-ректификационную колонну, оснащенную инжектором, дефлегматором, конденсатором и разделителем дистиллята, дополнительно снабжена сборником головной фракции этилового спирта и колонной концентрирования примесей, оснащенной дефлегматором, конденсатором, инжектором и кипятильником. Разгонная колонна соединена своей нижней частью со средней частью колонны концентрирования примесей, а верхней частью - с нижней частью сборника головной фракции этилового спирта и с нижней частью конденсатора колонны концентрирования примесей, причем, последняя своей верхней частью соединена со средней частью эпюрационной колонны, а нижней - через инжектор с нижней частью экстрактивноректификационной колонны. Оснащение установки сборником головной фракции этилового спирта позволяет организовать переработку дополнительных объемов головной фракции, используемой для выработки спирта этилового ректификованного. Оснащение установки колонной концентрирования примесей, оснащенной дефлегматором, конденсатором, инжектором и кипятильником, позволяет организовать в ней очистку спирта, поступающего на переработку с головной фракцией от концевых и промежуточных примесей. Соединение нижней части сборника головной фракции этилового спирта с верхней частью разгонной колонны позволяет подать дополнительно перерабатываемую головную фракцию на очистку от головных примесей, например, уксусного альдегида после разбавления в колонне подаваемой фракции водой и вывести головные примеси с концентратором головной фракции из декантатора. Соединение нижней части разгонной колонны со средней частью колонны концентрирования примесей позволяет подать очищенный от головных примесей этиловый спирт, содержащийся в перерабатываемой головной фракции, на дальнейшую очистку от концевых и промежуточных примесей. Соединение нижней части колонны концентрирования примесей через инжектор с нижней частью экстрактивно-ректификационной колонны позволяет отобрать промежуточные примеси, сконцентрированные в колонне концентрирования примесей, например, изоамиловый и изобутиловый спирты, и вывести их из процесса с побочным продуктом спиртового производства - сивушным маслом. Соединение нижней части конденсатора колонны концентрирования примесей с верхней частью разгонной колонны и верхней части колонны концентрирования примесей - со средней частью эпюрационной колонны, позволяет очистить пастеризацией этиловый спирт, содержащийся в перерабатываемой головной фракции, от концевых примесей, например, метанола, и передать их в концентрированном виде в разгонную колонну, с последующим выводом их из процесса с концентратом головной фракции отбираемым из декантатора. Очищенный при этом этиловый спирт направляют в эпюрационную колонну на выработку спирта ректификованного. На чертеже (фиг.) представлена схема установки для производства спирта этилового ректификованного. Установка включает соединенные системой трубопроводов колонны: бражную 1, эпюрационную 2, концентрирования примесей 3, разгонную 4, ректификационную 5, окончательной очистки 6, экстрактивно-ректификационную 7, кипятильники 8, подогреватель 9, бражки, дефлегматоры 10, конденсаторы 11 - 17 колонн бражной, эпюрационной, концентрирования примесей, разгонной, ректификационной, окончательной очистки и экстрактивноректификационной соответственно, сборник 18 головной фракции этилового спирта, декантатор 19, инжектор 20 колонны концентрирования примесей, инжектор 21 экстрактивноректификационной колонны, разделитель 22 дистиллята. Установка работает следующим образом. Бражку из бродильного отделения нагревают в подогревателе 9 бражки и подают на тарелку питания бражной 1 колонны, которую обогревают паром через кипятильник 8. Из нижней части колонны отводят барду. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 1 направляют на конденсацию последовательно в подогреватель 9 бражки и конденсатор 11. Конденсат водноспиртового пара (бражной дистиллят) направляют в среднюю часть колонны 2. Головную фракцию этилового спирта из сборника 18 направляют в верхнюю часть колонны 4. В верхнюю часть этой колонны подают лютерную воду из нижней части колонны 5, для разбавления перерабатываемой головной фракции. Колонну 4 обогревают паром через кипятильник 8. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 4 последовательно конденсируют в дефлегматоре 10 и конденсаторе 14, конденсат из которых собирают в декантаторе 19, из верхней части которого отбирают головные примеси в виде концентрата головной фракции (КГФ) в количестве 4 - 7% от поданной головной фракции, а нижнюю часть в виде флегмы возвращают на верхнюю тарелку разгонной колонны. Очищенную от головных примесей водноспиртовую смесь из нижней части колонны 4 направляют в среднюю часть колонны 3, которую обогревают паром через кипятильник 8. Водноспиртовой пар из верхней части колонны 3 последовательно конденсируют в дефлегматоре 10 и конденсаторе 13. Конденсат пара из дефлегматора направляют на верхнюю тарелку колонны 3 в виде флегмы, а из конденсатора отбирают погон в количестве 2 - 4% от спирта, поданного в колонну, обогащенной концевыми примесями и направляют в верхнюю часть колонны 4, в которой концевые примеси отбирают вместе с концентратом головной фракции. Из нижней части колонны отбирают пары сивушной фракции, обогащенные промежуточными примесями и через инжектор 20, направляют в нижнюю часть колонны 7, в которой концентрируют промежуточные примеси и выводят из процесса с побочным продуктом спиртового производства - сивушным маслом. Очищенный от концевых и промежуточных примесей водно-спиртовой раствор из верхней части колонны 3 направляют в среднюю часть колонны 2 на производство спирта ректификованного. Из нижней части колонны 3 отводят лютерную воду. Колонна 2 предназначена для очистки бражного дистиллята и доочистки водноспиртового раствора из колонны 4 от головных примесей. Ее обогревают паром через кипятильник 8. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 2 направляют для конденсации последовательно в дефлегматор 10 и конденсатор 12. Полученный конденсат из дефлегматора 10 направляют в виде флегмы на верхнюю тарелку колонны 2, а из конденсатора 12 отбирают погон, обогащенный головными примесями и направляют в верхнюю часть колонны 4. Из нижней части колонны 2 отбирают эпюрат, очищенный от головных примесей и направляют на питательную тарелку колонны 5. Колонну 5 обогревают паром через кипятильник 8 и из нижней части колонны отводят лютерную воду. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 5 направляют на конденсацию последовательно в дефлегматор 10 и конденсатор 15. Конденсат из дефлегматора 10 направляют в виде флегмы на верхнюю тарелку колонны 5, а из конденсатора 15 отбирают непастеризованный спирт, обогащенный головными и концевыми примесями и направляют на одну из верхних тарелок колонны 2 для повторной очистки. Из нижней части колонны 5 отбирают пары сивушной фракции, обогащенные промежуточными примесями и через инжектор 21 направляют в нижнюю часть колонны 7. Из верхней части колонны 5 отбирают ректификованный спирт и направляют в среднюю часть колонны 6. Последнюю обогревают паром через кипятильник 8. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 6 последовательно конденсируют в дефлегматоре 10 и конденсаторе 16. Конденсат из дефлегматора 10 возвращают на верхнюю тарелку колонны 6 в виде флегмы, а погон из конденсатора 16, обогащенный концевыми примесями, направляют на одну из верхних тарелок колонны 2 для повторной переработки. Из нижней части колонны 6 отбирают погон, в количестве 1 - 3% от вырабатываемого спирта, обогащенный водой и направляют в среднюю часть колонны 5 для повторной переработки. Ректификованный спирт отбирают в верхней части колонны 6 и, после охлаждения, направляют в спиртоприемное отделение. На верхнюю тарелку колонны 7 подают лютерную воду из нижней части колонны 5 для экстракции этилового спирта, поступившего с сивушными фракциями из колонн 3 и 5 через инжекторы 20 и 21 - соответственно. Водноспиртовую жидкость из нижней части колонны 7 направляют на повторную переработку в колонну 5. Водно-спиртовой пар из верхней части колонны 7 последовательно конденсируют в дефлегматоре 10 и конденсаторе 17, конденсат из которых собирают в разделителе дистиллята 22 для расслаивания. Из верхнего слоя отбирают сивушное масло, а нижний слой в виде флегмы возвращают на верхнюю тарелку колонны 7. Показатели, подтверждающие преимущества заявляемой установки в сравнении с прототипом, представлены в таблице, на примере себестоимости спирта ректификованного Лужанского экспериментального завода. Использование предлагаемой установки для производства спирта этилового ректификованного позволит снизить себестоимость спирта ректификованного за счет снижения материалоемкости продукции и, следовательно, повысить конкурентоспособность продукции.