Установка для одержання спирту етилового ректифікованого і паливного етанолу

Установка для получения спирта этилового ректификованного и топливного этанола, включающая соединенные системой трубопроводов бражную колонну, оснащенную подогревателем бражки и конденсатором, эпюрационную колонну, оснащенную дефлегматором и конденсатором, 23345 масла), что уменьшает выход топливного этанола, снижает качество спирта ректификованного и увеличивает расход теплоэнергоресурсов. Содержание примесей в количествах, сопутствующих этиловому спирту при его получении ферментацией сахаро- или крахмалосодержащего сырья, не превышает допустимых значений, изложенных в требованиях к топливному этанолу. Причиной, препятствующей повьшению качества спирта ректификованного, увеличению выхода спирта абсолютированного (топливного этанола) и снижению затрат теплоэнергоресурсов, является вывод из процесса отбираемых побочных продуктов ректификации (головной фракции и сивушного масла), и ограниченные величины их отбора, что не позволяет полностью вывести сопутствующие примеси и приводит к загрязнению ими ректификованного спирта. Кроме того, отбираемые побочные продукты содержат в своем составе этиловый спирт, например, в головной фракции етилового спирта около 90%, что приводит к уменьшению выхода конечной продукции (топливного этанола) и увеличению расхода теплоэнергоресурсов на концентрирование примесей. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для получения спирта этилового ректификованного и/или топливного этанола, путем введения новой взаимосвязи конструктивных элементов установки. Технический результат, обеспечиваемый реализацией предлагаемого изобретения, заключается в том, что этиловый спирт, направляемый на выработку топливного этанола, отбирают на брагоректификационной установке в местах накопления сопутствующих примесей, а именно, в конденсаторах бражкой, операционной и ректификационной колонн, сивушный спирт из средней части ректификационной колонны и сивушное масло из маслопромывателя. При этом значительные потоки таких отборов позволяют освободить эпюрационную и ректификационную колонны от примесей и уменьшить расход теплоэнергоресурсов на эти колонны и увеличить выход конечного продукта топливного этанола за счет исключения отбора побочных продуктов. В результате возникает связанное с техническим результатом потребительское свойство объекта изобретения - повышение качества спирта этилового ректификованного. Достигается технический результат тем, что в установке для получения спирта этилового ректификованого и топливного атанола азеотропной ректификацией из спиртовых бражек, включающей соединенные системой трубопроводов бражную колонну, оснащенную подогревателем бражки и конденсатором, эпюрационную колонну, оснащенную дефлегматором и конденсатором, ректификационную колонну, оснащенную дефлегматором, конденсатором, холодильником спирта ректификованного, конденсатором сивушных фракций и маслопромывателем, обезвоживающую колонну, оснащенную дефлегматором, конденсатором, декантатором, кипятильником и холодильником топливного этанола и регенерирующую колонну, оснащенную дефлегматором и конденсатором, соединена нижняя часть конденсатора бражной ко лонны со средней частью регенерирующей колонны. При этом нижние части конденсаторов эпюрационной и ректификационной колонн соединены с верхней частью обезвоживающей колонны. Кроме того, средняя часть ректификационной колонны соединена со средней частью регенерирующей колонны. Маслопромыватель соединен своей верхней и нижней частью соответственно с верхней частью обезвоживающей колонны и с нижней частью регенерирующей колонны. Соединение нижней части конденсатора бражной колонны, где концентрируются головные примеси, со средней частью регенерирующей колонны, способствует передаче головных примесей с потоком этилового спирта, направляемого на обезвоживание, что уменьшает нагрузку на эпюрационную колонну и, следовательно, расход теплоэнергоресурсов. Соединение нижней части конденсатора эпюрационной колонны с верхней частью обезвоживающей колонны позволяет увеличить выход топливного этанола за счет исключения отбора побочного продукта производства - головной фракции этилового спирта. Соединение нижней части конденсатора ректификационной колонны с верхней частью обезвоживающей колонны уменьшает расход теплоэнергоресурсов за счет исключения повторной переработки непастеризованного спирта. Соединение средней части ректификационной колонны со средней частью регенерирующей колонны позволяет уменьшить расход теплоэнергоресурсов и повысить качество спирта етилового ректификованного за счет исключения повторной переработки сивушного спирта и вывода из процесса получения спирта ректификованного промежуточных примесей. Соединение нижней части маслопромывателя с нижней частью регенерирующей колонны уменьшает расход теплоэнергоресурсов за счет исключения повторной переработки подсивушной воды. Соединение верхней части маслопромывателя с верхней частью обезвоживающей колонны увеличивает выход топливного этанола, за счет исключения отбора побочного продукта производства - сивушного масла. На фигуре представлена схема установки для получения спирта этилового ректификованного высококачественного и топливного этанола азеотропной ректификацией из спиртовых бражек. Установка включает соединенные системой трубопроводов колонны: бражную 1, операционную 2, ректификационную 3, регенерирующую 4 и обезвоживающую 5, подогреватель 6 бражки, конденсатор 7 бражной колонны, дефлегматоры 8, конденсатор 9 операционной колонны, конденсатор 10 ректификационной колонны, конденсатор 11 регенерирующей колонны, конденсатор 12 обезвоживающей колонны, конденсатор 13 сивушных фракций, маслопромыватель 14, декантатор 15, холодильник 16 спирта ректификованного, холодильник 17 топливного этанола и кипятильник 18 обезвоживающей колонны. Нижняя часть конденсатора 7 бражной колонны соединена со средней частью регенерирующей 2 23345 4 колонны, а нижние части конденсаторов 9 и 10 соответственно операционной и ректификационной колонн с верхней частью обезвоживающей 5 колонны. Средняя часть ректификационной 3 колонны соединена со средней частью регенерирующей 4 колонны. При этом нижняя часть маслопромывателя 14 соединена с нижней частью регенерирующей 4 колонны, а верхняя часть - с верхней частью обезвоживающей 5 колонны. Установка работает следующим образом. Рассмотрим вариант выработки на установке 60% спирта ректификованноро и 40% топливного этанола от поступившего на установку алкоголя. Из бродильного отделения бражку подают в подогреватель 6 бражки, где ее нагревают до 8085°С теплом конденсации водно-спиртового пара из бражной 1 колонны. Нагретую бражку направляют на перегонку на тарелку питания бражной 1 колонны, из куба которой отводят барду, а водноспиртовой пар поднимается по колонне, контактирует на массообменных тарелках с бражкой и поступает на конденсацию в подогреватель 6 бражки и конденсатор 7 бражной колонны. Конденсат пара из подогревателя 6 бражки направляют на тарелку питания операционной колонны, а остаток бражного дистиллята из конденсатора 7 бражной колонны, обогащенный головными примесями в количестве 12-17% от алкоголя, поступившего на установку с бражкой, направляют в среднюю часть (на тарелку питания) регенерирующей 4 колонны. Бражной дистиллят, поступивший в эпюрационную 2 колонну, очищают в ней от головных примесей, а спиртовой погон, обогащенный головными примесями, с содержанием спирта не менее 92% об. в количестве 8-12% от поступившего на установку алкоголя, из конденсатора 9 эпюрационной 2 колонны направляют на одну из верхних тарелок обезвоживающей 5 колонны. Эпюрат из колонны 2 направляют на тарелку питания ректификационной 3 колонны. Подвод тепла в колонну осуществляют через кипятильник или непосредственно на барботер. Из куба колонны 3 отводят лютерную воду, а спиртовой пар из верхней части колонны конденсируют последовательно в дефлегматоре 8 и конденсаторе 10. Конденсат в виде флегмы возвращает на верхнюю тарелку, а непастеризованный спирт, обогащенный головными и концевыми примесями в количестве 4-7% от алкоголя, поступившего в установку из конденсатора 10 направляют на одну из верхних тарелок колонны 5. Спирт ректификованный отбирают в верхней части колонны 3 и через холодильник 16 направляют в спиртоприемное отделение. Из средней части колонны 3 отбирают спиртовой погон, обогащенный промежуточными примесями (сивушный спирт), в количестве 3-7% от алкоголя, поступившего в установку и направляют в среднюю часть колонны 4. Пары сивушной фракции отбирают из зоны их накопления в колонне 3 и направляют в конденсатор 13. Конденсат смешивают с водой и направляют в маслопромыватель 14. Сивушное масло из верхней части последнего направляют на одну из верхних тарелок колонны 5, а подсивушную воду из нижней части маслопромывателя - на одну из нижних тарелок колонны 4. На верхнюю тарелку колонны 5 подают разделяющий агент, например, бензол, циклогексан и т.п. Подвод тепла в колонну 5 осуществляют через кипятильник 18. Топливный этанол из куба колонны 5 через холодильник 17 направляют в спиртоприемное отделение. Из верхней части колонны 5 пары тройного азеотропа последовательно конденсируют в дефлегматоре 8 и конденсаторе 12, из которых гетерогенный дистиллят направляют в декантатор 15. Верхний (органический слой) из декантатора 15 направляют в виде флегмы на верхнюю тарелку колонны 5, а нижний (водный) слой на тарелку питания колонны 4. Колонну 4 обогревают через кипятильник или непосредственным вводом пара на барботер. Из куба колонны 4 отводят литерную воду, а спиртовой пар из верхней части колонны последовательно конденсируют в дефлегматоре 8 и конденсаторе 11. Конденсат из названных теплообменников возвращают в виде флегмы на верхнюю тарелку колонны 4, а его часть, регулируя отбор по температуре на тарелке питания, направляют на одну из верхних тарелок колонны 5, передавая в нее спирт, поступивший в регенерирующую колонну с бражным дистиллятом из конденсатора 7 колонны 1, сивушным спиртом из средней части колонны 3 и подсивушной водой из нижней части маслопромывателя 14. Показатели, подтверждающие достижение технического результата в заявляемой установке в сравнении с прототипом, представлены в таблице. Использование предлагаемой установки для получения спирта этилового ректификованого высококачественного и топливного этанола азеотропной ректификацией из спиртовых бражек, позволит комбинировать в широких пределах соотношение выработки названных спиртов в зависимости от потребности в них, получить спирт ректификованный высокого качества, увеличить выход топливного этанола и снизить расход теплоэнергоресурсов на выработку целевых продуктов. 3 23345 Таблица № пп 1 2 3 4 Наименование показателя Величина показателя Прототип Заявляемая установка Выход конечной продукции (спирт ректификованный и топливный 98,5-96,8 93,5-95,0 этанол) % от поступившего спирта с бражкой Отбор побочных продуктов, % от поступившего спирта с бражкой гОЛОВНОЙ фракции 3-5 сивушного масла 0,25-0,4 Расход пара на производство, кг/дад спирта ректификованноро 57-60 55-57 ТОПЛИВНОРО этанола 75-80 40-42 Физико-химические показатели спирта ректификованого: проба на окисляемость, мин 15,0 20,0 концентрация альдегидов, мг/дм3 4,0 2,0 концентрация сивушного масла мг/дм3 4,0 3,0 концентрация афиров, мг/дм3 30,0 15,0 22,0-12,0 концентрация кислот мг/дм3 15,0 12,0 4 Фиг. 23345 5 23345 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6