Установка для виробництва спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів

Установка для виробництва спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів(ВКД), що включає з'єднані системою трубопроводів бражну колону, оснащену підігрівником бражки і конденсатором, епюраційну колону, оснащену дефлегматором і конденсатором, ректифікаційну колону, оснащену дефлегматором, конденсатором, холодильником ректифікованого спирту і конденсатором сивушних фракцій, та холодильник ВКД, яка відрізняється тим, що установка додатково включає концентраційну колону з дефлегматором і конденсатором, регенераційну колону, перегрівник пари, два адсорбери, конденсатор ВКД, підігрівник живлення регенера видається під відповідальність власника патенту РЕКТИФІКОВАНОГО І ційної колони, збірник і насос рециклу, підігрівник рециклу, вакуум-насос, при цьому міжтрубний простір підігрівника бражки і конденсатор бражної колони з'єднано з тарілками живлення епюраційної і концентраційної колон, конденсатор епюраційної колони з'єднано зі збірником живлення регенераційної колони, середню частину ректифікаційної колони з'єднано з середньою частиною концентраційної колони, нижню частину ректифікаційної колони з'єднано через міжтрубний простір конденсатора сивушних фракцій з нижньою частиною концентраційної колони, міжтрубний простір конденсатора ректифікаційної колони і міжтрубний простір дефлегматора і конденсатора концентраційної колони з'єднано через збірник, насос і підігрівник живлення регенераційної колони з верхньою частиною цієї колони, верхню частину регенераційної колони через підігрівник пари і адсорбери з'єднано з міжтрубним простором конденсатора ВКД і з міжтрубним простором конденсатора пари рециклу, який з'єднано з вакуум-насосом, і через збірник рециклу, насос і підігрівник рециклу з середньою частиною регенераційної колони, при цьому конденсатор ВКД з'єднано з підігрівником живлення регенераційної колони і холодильником ВКД, а нижню частину регенераційної колони з'єднано з підігрівником рециклу (О 00 ю Винахід відноситься до спиртової промисловості, точніше до установок для виробництва спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів(ВКД) Відома комбінована установка для виробництва спирту етилового ректифікованого і/або спирту етилового абсолютованого(аналога ВКД) азеотропною ректифікацією з спиртових бражок, що включає дві незалежні стадії, перша - одержання ректифікованого спирту, друга одержання абсолютованого спирту [Стабников В Н Перегонка и ректификация этилового спирта - М Пищевая промышленность, 1969, С 396-398] Недоліком такої установки є невисокий вихід ВКД, низька якість спирту етилового ректифікованого і високі питомі витрати теплоенергоресурсів Відома також установка для одержання спирту етилового ректифікованого і паливного етанолу(аналога ВКД) [Патент України 23345 МПК С 12 F 1/08 Установка для одержання спирту етилово 51186 го реісгифікованого і паливного етанолу /Г О Кизюн, Є О Міхненко, О С Міщенкота ІНШІ - Опубл 31 08 98, Бюл №4](прототип) Установка включає з'єднані системою трубопроводів бражну колону, оснащену підігрівником бражки і конденсатором, епюраційну колону, оснащену дефлегматором і конденсатором, ректифікаційну колону, оснащену дефлегматором, конденсатором, холодильником спирту етилового ректифікованого, конденсатором сивушних фракцій і маслопромивниками, збезводнюючу колону, оснащену дефлегматором, конденсатором, декантатором, кип'ятильником і холодильником паливного етанолу, і регенераційну колону, оснащену дефлегматором і конденсатором В цій установці нижню частину конденсатора бражної колони з'єднано з середньою частиною регенераційної колони Нижні частини конденсаторів епюраційної і ректифікаційної колон з'єднані з верхньою частиною збезводнюючої колони, середню частину ректифікаційної колони з'єднано з середньою частиною регенераційної колони, а маслопромивник з'єднано своєю нижньою і верхньою частинами з нижньою частиною регенераційної і з верхньою частиною збезводнюючої колон ВІДПОВІДНО При цьому, як розділюючий агент використовують циклогексан Причиною, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату, є те, що в описаній установці не передбачено можливості комбінування ректифікаційних і адсорбційних процесів Крім того, така установка має високі питомі витрати гріючої пари В основу винаходу поставлено задачу удосконалення установки для одержання спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів шляхом введення нових конструктивних елементів і нових взаємозв'язків між конструктивними елементами установки Технічний результат, що досягається при реалізації запропонованого винаходу, полягає в створенні умов для комбінування ректифікаційних і адсорбційних процесів Споживчі властивості, які пов'язані з технічним результатом, - зменшення питомої витрати гріючої пари для виробництва цільових продуктів, зокрема, високооктанової кисневмісної добавки до бензинів, та скорочення терміну пуску установки Досягається технічний результат тим, що установка для виробництва спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів, яка включає з'єднані системою трубопроводів бражну колону, оснащену підігрівником бражки і конденсатором, епюраційну колону, оснащену дефлегматором і конденсатором, ректифікаційну колону, оснащену дефлегматором, конденсатором, холодильником ректифікованого спирту і конденсатором сивушних фракцій та холодильник ВКД, додатково включає концентраційну колону з дефлегматором і конденсатором, регенераційну колону, перегрівник пари, два адсорбери, конденсатор ВКД, підігрівник живлення регенераційної колони, конденсатор пари рециклу, збірник і насос живлення регенераційної колони, збірник і насос рециклу, підігрівник рециклу, ваку ум-насос, при цьому міжтрубний простір підігрівника бражки і конденсатор бражної колони з'єднано з тарілками живлення епюраційної і концентраційної колон, конденсатор епюраційної колони з'єднано зі збірником живлення регенераційної колони, середню частину ректифікаційної колони з'єднано з середньою частиною концентраційної колони, нижню частину ректифікаційної колони з'єднано через міжтрубний простір конденсатора сивушних фракцій з нижньою частиною концентраційної колони, міжтрубний простір конденсатора ректифікаційної колони і міжтрубний простір дефлегматора і конденсатора концентраційної колони з'єднано через збірник, насос і підігрівник живлення регенераційної колони з верхньою частиною цієї колони, верхню частину регенераційної колони через перегрівник пари і адсорбери з'єднано з міжтрубним простором конденсатора ВКД і з міжтрубним простором конденсатора пари рециклу, який з'єднано з вакуум-насосом, і через збірник рециклу, насос і підігрівник рециклу - з середньою частиною регенераційної колони, при цьому конденсатор ВКД з'єднано з підігрівником живлення регенераційної колони і холодильником ВКД, а нижню частину регенераційної колони з'єднано з підігрівником рециклу Оснащення установки концентраційною колоною з дефлегматором і конденсатором дозволяє концентрувати ВИХІДНІ водно-спиртові рідини Оснащення установки регенераційною колоною дозволяє здійснювати регенерацію Оснащення установки перегрівником пари дозволяє перегрівати водно-спиртову пару Оснащення установки двома адсорберами дозволяє проводити адсорбцію і десорбцію Оснащення установки конденсатором ВКД дозволяє конденсувати пару ВКД Оснащення установки підігрівником живлення регенераційної колони дозволяє підігрівати потік, який живить регенераційну колону Оснащення установки конденсатором пари рециклу дозволяє конденсувати пару рециклу Оснащення установки збірником і насосом живлення регенераційної колони дозволяє збирати і перекачувати живлення регенераційної колони Оснащення установки збірником, насосом і підігрівником рециклу дозволяє підігрівати, збирати і перекачувати рецикл Оснащення установки вакуум-насосом дозволяє створювати вакуум З'єднання міжтрубного простору підігрівника бражки і конденсатора бражної колони з тарілками живлення епюраційної і концентраційної колон дозволяє розділити потік бражного дистиляту між обладнанням, яке призначено для одержання спирту етилового ректифікованого і ВКД З'єднання міжтрубного простору конденсатора епюраційної колони зі збірником живлення регенераційної колони дозволяє передати фракцію головну етилового спирту на стадію одержання ВКД З'єднання середньої частини ректифікаційної колони з середньою частиною концентраційної колони дозволяє передати сивушний спирт на стадію одержання ВКД З'єднання нижньої частини ректифікаційної колони через міжтрубний простір конденсатора 51186 сивушних фракцій з нижньою частиною концентраційної колони дозволяє передати сивушні фракції на стадію одержання ВКД, виключаючи стадію водної екстракції, що знижує витрату теплоенергм на установку З'єднання міжтрубного простору конденсатору ректифікаційної колони і міжтрубного простору дефлегматора і конденсатора концентраційної колони через збірник, насос і підігрівник живлення регенераційної колони з верхньою частиною цієї колони дозволяє зібрати, підігріти і передати живлення до регенераційної колони З'єднання верхньої частини регенераційної колони через перегрівник пари і адсорбери з міжтрубним простором конденсатора ВКД і з міжтрубним простором конденсатора пари рециклу, який з'єднано з вакуум-насосом, забезпечує можливість проводити збезводнення водно-спиртової суміші в паровій фазі, конденсацію пари ВКД, а також забезпечує можливість проводити десорбцію адсорбованої води під вакуумом і конденсацію пари рециклу, що дозволяє зменшити питому витрату гріючої пари на установку і проводити процес збезводнення без залучення додаткової речовини - розділюючого агенту як в установці-прототипі З'єднання міжтрубного простору конденсатора ВКД з підігрівником живлення регенераційної колони і холодильником ВКД дозволяє зменшити питому витрату гріючої пари за рахунок підігріву вихідної суміші і охолодити ВКД З'єднання міжтрубного простору конденсатора пари рециклу через збірник рециклу, насос і підігрівник рециклу з середньою частиною регенераційної колони дозволяє видалити надлишок води з установки З'єднання нижньої частини регенераційної колони з підігрівником рециклу дозволяє підігріти рецикл за рахунок тепла лютерної води На рисунку представлено схему установки для виробництва спирту етилового ректифікованого і високооктанової кисневмісної добавки до бензинів Установка включає з'єднані між собою системою трубопроводів колони бражну 1, епюраційну 2, ректифікаційну 3, концентраційну 4, регенераційну 5, підігрівник 6 бражки, конденсатор 7(колони 1), дефлегматор 8 і конденсатор 9(колони 2), дефлегматор 10 і конденсатор 11 (колони 3), конденсатор 12 сивушних фракцій, дефлегматор 13 і конденсатор 14(колони 4), збірник 15 і насос 16 живлення(колони 5), підігрівник 17 живлення(колони 5), холодильник 18 ВКД, перегрівник 19 пари, адсорбери 20 і 21, конденсатор 22 ВКД, підігрівник 23 рециклу, вакуум-насос 24, конденсатор 25 пари рециклу, збірник 26 і насос 27 рециклу, холодильник 28 ректифікованого спирту Установка працює таким чином Бражку нагрівають до 80 - 95°С в підігрівнику 6 бражки теплом конденсації пари з колони 1 Нагріту бражку подають на перегонку в колону 1, з нижньої частини якої відводять барду Частину бражного дистиляту з підігрівника 6 і конденсатора 7 подають в колону 2, а решту - в колону 4 Бражний дистилят, який надійшов в колону 2, очищують від головних домішок, а спиртову фракцію, збагачену головними домішками, з конденсатора 9 подають в збірник 15 Епюрат з колони 2 подають на тарілку живлення колони 3 ПІДВІД тепла в колону 3 здійснюють через кип'ятильник або безпосередньо, здійснюючи введення пари в колону на барботер З нижньої частини колони 3 відводять лютерну воду, а спиртову пару з верхньої частини колони 3 конденсують послідовно в дефлегматорі 10 і конденсаторі 11 Конденсат у вигляді флегми повертають на верхню тарілку колони 3, а непастеризований спирт, збагачений домішками, направляють в збірник 15 Спирт ректифікований відбирають з верхньої частини колони 3 і через холодильник 28 направляють в спиртоприймальне відділення З середньої частини колони 3 відбирають збагачену проміжними домішками спиртову фракцію і подають в середню частину колони 4 Пару сивушної фракції відбирають з нижньої частини колони 3, конденсують в конденсаторі 12, а конденсат направляють в нижню частину колони 4 ПІДВІД тепла в колону 4 здійснюють через кип'ятильник або безпосередньо в колону на барботер З нижньої частини колони 4 відводять лютерну воду, а спиртову пару з верхньої частини колони 4 конденсують в дефлегматорі 13 і конденсаторі 14 Частину конденсату у вигляді флегми повертають на верхню тарілку колони 4, а решту конденсату подають в збірник 15 Концентровану водно-спиртову рідину зі збірника 15 насосом 16 через підігрівник 17 подають на верхню тарілку колони 5 ПІДВІД тепла в колону 5 здійснюють через кип'ятильник або безпосередньо в колону на барботер Водно-спиртову пару з колони 5 через перегрівник 19 подають в заповнений цеолітом адсорбер 20 для адсорбції з водно-спиртової пари води Пару ВКД конденсують в конденсаторі 22 і подають в підігрівник 17, а далі через холодильник 18 як готовий продукт виводять з установки Перегріту водно-спиртову пару подають в адсорбер 20 до насичення адсорбенту водою Після цього пару з перегрівника 19 починають подавати на адсорбер 21, а адсорбер 20 переводять в стадію адсорбції, для чого його підключають до системи забезпечення вакууму і починають подавати частину пари ВКД після адсорберу 21 Десорбовану воду у вигляді водно-спиртової пари з адсорбера 20 направляють в конденсатор 25 Конденсат з конденсатора 25 через збірник 26 і насос 27 подають в підігрівник 23 в верхню частину колони 5 Надлишок води з колони 5 відводять через підігрівник 23 у вигляді лютерної води Після насичення адсорбенту водою в адсорбері 21 подачу перегрітої водно-спиртової пари переводять на адсорбер 20 і цикл повторюють Показники, що підтверджують досягнення технічного результату в порівнянні з прототипом, наведені в таблиці 51186 Таблиця № пп 1 2 3 4 Установкапрототип Показники Сумарний вихід кінцевих продуктів(спирт етиловий ректифікований і ВКД),% від спирту, що надійшов з бражної колони Питома витрата гріючої пари на виробництво,кг/дал ректифікованого спирту вкд Питома витрата циклогексану,г/дал Термін пуску установки, год Використання запропонованої установки дозволить знизити питомі витрати гріючої пари, суттєво скоротити період пуску установки, виключити Заявлена установка 98,5 - 98,8 98,5 - 98,8 55-57 40-42 8-Ю 96-120 55-57 25-27 10-12 з процесу застосування розділюючого агенту - циклогексану ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71