Установка для одержання ректифікованого спирту

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к установкам для получения спиртаректификата. Известна установка для получения ректификованного спирта из эфироальдегидной фракции, содержащая бражную, апюрационную, спиртовую и разгонную колонны с дефлегматорами и конденсаторами, декантатор, теплообменник и систему коммуникаций, включающую тр убопровод подвода воды на гидроселекцию в разгонную колонну, трубопровод отвода барды из бражкой колонны и трубопровод отвода лютерной воды [1]. . Недостатком данной установки является то, что в разгонную эпюрационную и спиртовую колонны поступает флегма с температурой ниже температуры кипения. Догрев флегмы до температуры кипения непосредственно в указанных колоннах приводит к повышенному расходу греющего пара на их обогрев. В основу изобретения поставлена задача создания установки для получения ректификованного спирта, позволяющей утилизировать теплоту барды, лютерной воды и паров сивушного масла для компенсации недогрева флегмы до температуры кипения, исключив необходимость в дополнительном расходе греющего пара в кубы эти х колонн. Кроме того, более полное кон-центрирование эфиров и альдегидов в отхода х производства (ЭАК) позволяет снизить его отбор с 0,40-0,35 до 0,25-0,20% от абсолютного алкоголя и тем самым увеличить выход спирта из единицы сырья. Поставленная задача решается тем, что предложена установка для получения ректификованного спирта, содержащая бражную, энгорационную, спиртовую и разгонную колонны с дефлегматорами и конденсаторами, декантатор, теплообменник и систему коммуникаций, включающую тр убопровод подвода воды на гидроселекцию в разгонную колонну, трубопровод отвода барды из бражной колонны и трубопровод отвода лютерной воды, которая согласно изобретению, снабжена двумя дополнительными теплообменниками, конденсатором паров сивушного масла и паросепараторами эпюрационной, спиртовой и разгонной колонн, при этом дефлегматор эпюрационной колонны соединен с ее верхней частью через межтрубное пространство основного теплообменника и низ паросепаратора этой колонны, дефлегматор разгонной колонны сообщен через нижнюю часть декантатора, межтрубное пространство первого по ходу процесса дополнительного теплообменника и нижнюю часть паросепаратора этой колонны с верхней ее частью на 3-4 тарелки ниже подвода воды на гидроселекцию, дефлегматор спиртовой колонны соединен с ее верхней частью через трубное пространство конденсатора паров сивушного масла, межтрубное пространство второго по ходу процесса дополнительного теплообменника и нижнюю часть паросепаратора этой колонны, куб бражной колонны последовательно соединен через трубные пространства первого по ходу процесса дополнительного и основного теплообменников с трубопроводами отвода барды, куб спиртовой колонны - через трубное пространство второго по ходу процесса дополнительного теплообменника с трубопроводом отвода лютерной воды, а верхние части паросепараторов эпюрационной, спиртовой и разгонной колонн соединен паровыми коммуникациями с конденсаторами соответствующи х колонн. На чертеже изображена схема установки для получения ректификованного спирта. В установку входят бражная, эпюрационная, разгонная, спиртовая колонны соответственно 1, 2, 3 и 4, бражной подогреватель 5, основной теплообменник 6, дополнительные теплообменники - 7 и 8, паросепараторы 9,10,11, дефлегматоры 12, 13, 14, конденсаторы 15,16, 17,18, декантатор 19, конденсатор паров сивушного масла 20 и система коммуникаций, включающая трубопровод подвода воды на гидроселекцию в разгонную колонну, тр убопровод отвода барды из бражной колонны и трубопровод отвода лютерной воды. Установка работает следующим образом. Спиртовая бражка, подогретая в бражном подогревателе 5, поступает наверх бражной колонны 1, откуда перетекает по тарелкам в ее кубовую часть. Движущийся навстречу бражке греющий пар освобождает ее от этилового спирта и летучи х примесей, которые после конденсации в бражном подогревателей и конденсаторе 15 направляются в виде бражного дистиллята на тарелку питания эпюрационной колонны 2. Освобожденная от спирта бражка - барда -выводится из куба бражной колонны 1 с температурой 103~105°С и последовательно проходит через первый по ходу технологического процесса дополнительный теплообменник 7 и основной теплообменник 6. При этом барда отдает часть своей теплоты флегме разгонной 3 и эпюрационной 2 колонн. В эпюрационной колонне за счет теплоты греющего пара происходит выделение и концентрирование головных примесей спирта. Основная масса спиртовых паров, обогащенных этими примесями, конденсируется в дефлегматоре 12 и в виде флегмы выводится из него на тарелку питания эпюрационной колонны 2. Температура кипения жидкости на верхней тарелке эпюрационной колонны 2 и температура конденсации паров, выходящих из нее, зависит от концентрации этилового спирта и находится в пределах 78,5-79°С. Температура флегмы эпюрационной колонны ниже температуры конденсации на 8-9°С. Это вызвано некоторым охлаждением конденсата в дефлегматоре 12 и теплопотерями в окружающую среду при движении флегмы по трубопроводу. Для компенсации указанной разницы температур перед подачей флегмы на верхнюю тарелку эпюрационной колонны она предварительно поступает в межтрубное пространство основного теплообменника 6. где нагревается бардой до температуры кипения. Температура кипения флегмы при выходе из теплообменника 6 определяется избыточным гидростатическим давлением жидкости в коммуникации "а", равным в ее нижней части 10-11 м вод. ст. При этом температура кипения флегмы на выходе из основного теплообменника 6 составляет 95-96°С против 78,5-79°С в паросепараторе 9, где отсутствует избыточное гидростатическое давление. При подъеме флегмы по коммуникации "а" гидростатическое давление столба жидкости уменьшается. В результате за счет теплоты перегрева происходит самоиспарение флегмы, в сепаратор поступает парожидкостная смесь, жидкая часть которой направляется на верхнюю тарелку эпюрационной колонны 2, а паровая - обогащенная легколетучими примесями, минуя дефлегматор 12, поступает в конденсатор 16 эпюрационной колонны 2, не попадая во флегму; Это обогащает головную фракцию указанными примесями и препятствует их попаданию в куб зпюрационной колонны, а затем в готовый продукт. Освобожденный от основной массы головных примесей эпюрат из куба колонны 2 перетекает на тарелку питания спиртовой колонны 4 для концентрации спирта и выделения сивушного масла. Не сконденсировавшиеся в дефлегматоре 12 эпюрационной колонны 2 пары в количестве 3-5% поступают в конденсатор 16, где конденсируются и в виде головной фракции этилового спирта самотеком поступают на тарелку питания разгонной колонны 3. Подача жидкостной части флегмы разгонной колонны 3 из паросепаратора 10 осуществляется на несколько тарелок ниже ввода воды на гидроселекцию, Это позволяет снизить концентрацию спирта на тарелках разгонной колонны выше ввода флегмы, что приводит к увеличению коэффициентов ректификации ключевых примесей в этой зоне и снижению концентрации спирта в парах, поступающих в дефлегматор 13, и во флегме, что также облегчает процесс декантации, обеспечивает более полное концентрирование примесей в верхнем слое декантатора 19, снижает содержание, в нем этилового спирта. Эфирный концентрат отбирается из верхней части декантатора 19 в более концентрированном состоянии и совместно с альдегидным концентратом в виде эфироальдегидного концентрата (ЭАК) выводится из установки, Освобожденная от основной части примесей водно-спиртовая жидкость из куба разгонной колонны 3 возвращается на верхнюю тарелку бражной колонны 1. В спиртовой колонне 4 за счет греющего пара происходит концентрирование спирта и выделение из него сивушного масла (СМ). Выходящая из дефлегматора 14 флегма по указанным выше причинам также имеет температуру на 8-9°С ниже, чем температура кипения на верхней тарелке спиртовой колонны, куда она поступает. Это нарушает тепловое равновесие в колонне и требует дополнительного расхода греющего пара для догрева флегмы и обеспечения заданного в колонне флегмового числа. Для компенсации указанной разности температур в установке используется теплота конденсации паров сивушного масла и теплота отходящей лютерной воды (ЛВ). С этой целью флегма спиртовой колонны с температурой около 70°С направляется в конденсатор 20 паров сивушного масла, где за счет конденсации последних при температуре 96°С нагревается до 75-7,6°С, после чего флегма направляется в межтрубное пространство, где происходит выделение спирта из головной фракции и дальнейшее концентрирование примесей. Это процесс осуществляется с помощью глубокой гидроселекции при подаче воды на верхнюю тарелку колонны в количестве 8-10 кг на килограмм абсолютного алкоголя, вводимого в колонну с головной фракцией. Выделившиеся в процессе гидроселекции примеси совместно с водно-спиртовым паром попадают в дефлегматор 13 разгонной колонны 3 и после конденсации поступает в среднюю часть декантатора 19, в котором происходит расслоение флегмы на два слоя; верхний, обогащенный сложными эфирами, не смешивающимися с водой, и нижний, водно-спиртовой слой, который в виде флегмы с температурой на 8-9°С ниже температуры кипения на верхней тарелке колонны 3 поступает в межтрубное пространство первого по ходу те хнологического процесса дополнительного теплообменника 7. В теплообменнике 7 флегма перегревается за счет. теплоты барды и гидростатического давления столба жидкости в коммуникации 6 до температуры 97-98°С. Перегретая флегма поступает в паросепаратор 10 разгонной колонны 3, где разделяется на жидкостную и паровую часть. Паровая часть с высокой концентрацией легколетучих альдегидов, минуя дефлегматор 13 и декантатор 19, направляется непосредственно в конденсатор 17, сюда же поступает около 2-3% не сконденсировавшихся в дефлегматоре 13 паров, также насыщенных летучими альдегидами. После конденсации в конденсаторе 17 эти пары в виде альдегидного концентрата (АК).выводятся из конденсатора. Освобождение флегмы в паросепараторе 10 от значительного количества легколетучих альдегидов облегчает процесс декантации в декантаторе 19 и способствует повышению концентрации сложных эфиров в эфирном концентрате (ЭК). Подача жидкостной части флегмы разгонной колонны 3 из паросепаратора 10 осуществляется на несколько тарелок ниже ввода воды на гидроселекцию. Это позволяет снизить концентрацию спирта на тарелках разгонной колонны выше ввода флегмы, что приводит к увеличению коэффициентов ректификации ключевых примесей в этой зоне и снижению концентрации спирта в парах, поступающих в дефлегматор 13, и во флегме, что также облегчает процесс декантации, обеспечивает более полное концентрирование примесей в верхнем слое декантатора 19, снижает содержание в нем этилового спирта, Эфирный концентрат отбирается из верхней части декантатора 19 в более концентрированном состоянии и совместно с альдегидным концентратом в виде эфироальдегидного концентрата (ЭАК) выводится из установки. Освобожденная от основной части примесей водно-спиртовая жидкость из куба разгонной колонны 3 воз вращается на верхнюю тарелку бражной колонны 1. В спиртовой колонне 4 за счет греющего пара происходит концентрирование спирта и выделение из него сивушного масла (СМ). Выходящая из дефлегматора 14 флегма по указанным выше причинам также имеет температуру на 8-9°С ниже, чем температура кипения на верхней тарелке спиртовой колонны, куда она поступает. Это нарушает тепловое равновесие в колонне и требует дополнительного расхода греющего пара для догрева флегмы и обеспечения заданного в колонне флегмового числа. Для компенсации указанной разности температур в установке используется теплота конденсации паров сивушного масла и теплота отходящей лютерной воды (Л В). С этой целью флегма спиртовой колонны с температурой около 70°С направляется в конденсатор 20 паров сивушного масла, где за счет конденсации последних при температуре 96°С нагревается до 75-76°С. после чего флегма направляется в межтрубное пространство второго по ходу те хнологического процесса дополнительного теплообменника 8. температура на выходе из которого определяется гидростатическим давлением столба жидкости в коммуникации "в" и равна 95-96°С. Перегретая до такой температуры флегма спиртовой колонны поступает в паросепаратор 11, где делится на жидкую и паровую фазы. Поступление паровой фазы, обогащенной летучими примесями, непосредственно в конденсатор 18, минуя дефлегматор, обеспечивает более полное і концентрированное не пастеризованного спирта (НС) по примесям. Изобретение позволяет утилизировать теплоту барды, лютеркой воды и паров сивушного масла для компенсации недогрева флегмы до температуры кипения, исключив необходимость в дополнительном расходе греющего пара в кубы этих колонн. Кроме того, более полное концентрирование эфиров и альдегидов в отходах производства - ЭАК, позволяет снизить его отбор с 0,40-0,35 до 0,25-КО,20% от абсолютного алкоголя и тем самым увеличить выход спирта из единицы сырья.