Брагоректифікаційна установка

1. Брагоректифікаційна установка складеться з бражної, епюраційної та ректифікаційної колон, які пов’язані з відповідними підігрівачами бражки, дефлегматорами, конденсаторами, а також рекуперативного кип'ятильника, яка відрізняється тим, що бражна колона з'єднана паровою комунікацією з верхом міжтрубного простору рекуперативного кип'ятильника епюраційної колони, нижня частина якого пов'язана паро-рідинною комунікаці A (54) БРАГОРЕКТИФІКАЦІЙНА УСТАНОВКА 38622 фікаційну колону, обминаючи зону ефективного вилучення домішок в епюраційної колоні. Це вимагає збільшення витрат гріючої пари в ректифікаційній колоні для концентрації летких домішок в зоні пастеризації і взагалі негативно впливає на якість кінцевої продукції. Рекуперативний випаровувач не забезпечує необхідну інтенсивність кипіння рідини в епюраціній колоні в період її пуску та при переробці бражки з підвищеним вмістом домішок. Недостатня кількість тарілок в зоні пастеризації ректифікаційної колони не створює умови для ефективного концентрування летких домішок спирту і не запобігає їх проникненню в ректифікований спирт. Це не дозволяє використовувати цю установку при виробництві спирту підвищеної якості типу "люкс" або "супер люкс". Повертання конденсату, збагаченого леткими домішками спирту з конденсатора бражної та ректифікаційної колон на переробку в епюраційну колону підвищує загальні витрати гріючої пари, а також негативно впливає на якість спирту. Розташування кінцевого конденсатора бражної колони по осі, паралельній осі бражної колони, (вертикально) викликає значне охолодження конденсату і вимагає додаткової кількості гріючої пари при подальшій ректифікації цього конденсату. Спільними із винаходом, є такі суттєві ознаки прототипу: вилучення із бражки спирту та всіх летких домішок в бражній колоні, обігрів епюраційної колони парами бражної колони, вилучення та концентрування головних домішок в епюраціній колоні та зоні пастеризації ректифікаційної колони, відбір сивушного масла та концентрування спирту в ректифікаційній колоні. В основу винаходу поставлена задача створення брагоректифікаційної установки шляхом нового взаємозв'язку та взаєморозміщення елементів установки забезпечити зменшення енерговитрат, підвищення якості спирту, відбір легких домішок спирту із зон максимального накопичення та спільне відведення цих домішок з установки. Поставлена задача вирішується тим, що в брагоректифікаційній установці, яка складається з бражної, епюраційної та ректифікаційної колон, які пов'язані з відповідними підігрівачами бражки, дефлегматорами, конденсаторами, а також рекуперативного кип'ятильника, згідно з винаходом бражна колона з'єднана паровою комунікацією з верхом міжтрубного простору рекуперативного кип'я тильника епюраційної колони, нижня частина якого пов'язана паро-рідинною комунікацією з підігрівачем бражки бражної колони, а рідинною комунікацією - з бражною і епюраційною колоною, куб якої з'єднаний з трубним простором рекуперативного та додаткового кип'ятильника. Зона пастеризації ректифікаційної колони може бути додатково оснащена 4...18 тарілками. Зони максимального накопичення летких домішок можуть бути з'єднані комунікаціями з загальним колектором, крім того установка оснащена додатковими колонами - остаточного очищення та концентрування домішок, при цьому колона концентрування домішок з'єднана паровою комунікацією з власним дефлегматором через рекуперативний кип'ятильник колони остаточного очищення. Конденсатори можливо розташувати по осях, перпендикулярних осям відповідних колон. Технічний результат, який можна досягти при здійсненні винаходу є зменшення питомих енерговитрат, підвищення якості спирту та збільшення його виходу з одиниці сировини. Зменшення енерговитрат здійснюється за рахунок використання вторинних парів, які відходять з бражної колони для обігріву епюраційної колони, та парів, які відходять з колони концентрування домішок для обігріву колони остаточного очищення, а також за рахунок розташування конденсаторів по осях, перпендикулярних осям відповідних колон, при цьому в конденсаторах не відбувається переохолодження конденсату, що не вимагає додаткових витрат при його подальшій ректифікації. Підвищення якості спирту здійснюється за рахунок епюрації конденсату, який утворюється в рекуперативному кип'ятильнику епюраційної колони, збільшення зони пастеризації на 4...18 тарілок, відбору домішок спирту із зон максимального накопичення і відведення їх з установки через загальний колектор. Збільшення виходу спирту з одиниці сировини забезпечується більш повним концентруванням летких домішок спирту в додатковій колоні концентрування домішок. Установка, дасть можливість знизити собівартість вітчизняного спирту, покращити його якість та підвищити конкурентоспроможність на внутрішньому та зовнішньому ринках. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками і очікуваним технічним результатом полягає в наступному. З'єднання бражної колони паровою комунікацією з верхом міжтрубного простору-рекуперативного кип'ятильника епюраційної колони, а нижнього - паро-рідинною комунікацією з підігрівачем бражки бражної колони забезпечує обігрів епюраційної колони та створює умови для транспортування конденсату, який утворюється, несконденсованою парою в підігрівач бражки бражної колони, звідки він потрапляє в епюраційну колону для вилучення з нього летких домішок. Зв'язок міжтрубного простору рекуперативного кип'ятильника рідинною комунікацією з бражною та епюраційною колонами забезпечує епюрацію залишків конденсату, який не потрапив разом з несконденсованою парою до бражного підігрівача. З'єднання кубу епюраційної колони з додатковим випаровувачем дозволяє забезпечити необхідну інтенсивність кипіння рідини в епюраційній колоні в період її пуску та при переробці бражки з підвищеним вмістом летких домішок. Оснащення зони пастеризації ректифікаційної колони додатковими 4...18 тарілками створює умови для ефективного концентрування та вилучення легких домішок, що позитивно впливає на якість спирту. Відбір легких домішок із зони їх максимального накопичення і вилучення з установки через загальний колектор полегшує роботу епюраційної колони по вилученню і концентруванню летких домішок та покращує якість спирту. Використання колони остаточного очищення дозволяє вилучити з ректифікованого спирту залишки летких домішок і підвищити його якість. 2 38622 Використання колони концентрування домішок дозволяє отримати останні в більш концентрованому вигляді, що підвищує якість спирту та збільшує його вихід з одиниці сировини. З'єднання верху колони концентрування домішок паровою комунікацією через кип'ятильник колони остаточного очищення з власним дефлегматором дозволяє використовувати теплоту конденсації її парів для обігріву колони остаточного очищення і зменшити питомі витрати гріючої пари на установку в цілому. На фіг. 1 приведена принципова технологічна схема, яка пояснює роботу брагоректифікаційної установки. На фіг. 2 приведена технологічна схема виробництва ректифікованого спирту високої якості з підвищеним його виходом із одиниці сировини. Брагоректифікаційна установка (фіг. 1) складається з бражної 1, епюраційної 2, ректифікаційної 3 колон, сепаратора бражки 4, конденсатора сепаратора бражки 5, бражних підігрівачів 6, 7, 8, дефлегматорів 9, 10, 11, конденсаторів 12, 13, 14 відповідно бражної, епюраційної та ректифікаційної колон, спиртоуловлювача 15 бражної і епюраційної колон, спиртоуловлювача 16 ректифікаційної колони, конденсатора сивушного спирту 17, конденсатора сивушної фракції 18, кип'ятильника 19 бражної колони, рекуперативного кип'ятильника 20 епюраційної колони, додаткового кип'ятильника 21 епюраційної колони, кип'ятильника 22 ректифікаційної колони, емульгатора 23, екстракційної колонки 24, загального колектора летких домішок спирту 25. Зона пастеризації ректифікаційної колони додатково оснащена 4...18 тарілками в залежності від концентрації домішок в бражці. При цьому бражна колона 7 з'єднана паровою комунікацією з верхом міжтрубного простору рекуперативного кип'ятильника 20 епюраційної колони, нижня частина якого пов'язана паро-рідинною комунікацією з підігрівачем бражки 6 бражної колони, а рідинною комунікацією - з бражною 1 і епюраційною 2 колонами. Куб епюраційної колони 2 з'єднаний з трубним простором рекуперативного 20 та додаткового 21 кип'ятильників. Зона пастеризації ректифікаційної колони 3 додатково оснащена 4...18 тарілками. Зони максимального накопичення летких домішок з'єднані комунікаціями із загальним колектором 25. В установці передбачено розташування конденсаторів по осях, перпендикулярних осям відповідних колон. Крім того установка (фіг. 2) оснащена додатковою колоною остаточного очищення 26 та колоною концентрування летких домішок спирту 27, дефлегматорами 28, 29, конденсаторами 30, 31, спиртоуловлювачем 32, декантатором 33, рекуперативним кип'ятильником 34 колони остаточного очищення і кип'ятильником 35 колони концентрування летких домішок спирту. При цьому колона концентрування домішок 27 з'єднана паровою комунікацією з власним дефлегматором через рекуперативний кип'ятильник 34 колони остаточного очищення. Установка складається з типового обладнання, яке виробляється машинобудівними заводами України. Установка працює таким чином. Спиртова бражка (СБ) послідовно проходить через підігріва чі бражки 8, 7, 6, де нагрівається водно-спиртовою парою, яка відводиться з ректифікацйної 3, епюраціної 2, та бражної 1 колон. Нагріта бражка поступає в бражну колону 1 через сепаратор бражки 4, в якому від бражки відділяється вуглекислий газ та частка летких домішок спирту (Л.Д.С.). Ці домішки конденсуються в конденсаторі 5 і відводяться у колектор 25. Водно-спиртова пара з бражної колони поступає в верхню частину міжтрубного простору рекуперативного кип'ятильника 20, де частково конденсується і обігріває епюраційну колону 2. Основна частина конденсату разом з несконденсованою парою поступає по паро-рідинній комунікації в підігрівач бражки 6, де відбувається їх подальша конденсація, остаточна конденсації водно-спиртової пари бражної колони здійснюється в дефлегматорі 9, конденсаторі 12, та спиртоуловлювачі 15. Залишки конденсату із міжтрубного простору кип'ятильника 20 подаються в бражну 1, або епюраційну 2 колони для виділення летких домішок. Конденсат з підігрівача бражки 6 поступає в середню частину епюраційної колони 2. Конденсат з дефлегматора 9 та конденсатора 12 розділяється на два потоки. Один - в якості флегми подається на верхню тарілку бражної колони 1 для підвищення концентрації спирту в парі, яка відводиться з цієї колони. Другий - поступає в епюраційну колону 2. В епюраційній колоні 2 вилучається і концентрується основна маса головних та частково кінцевих домішок спирту, які у вигляді головної фракції (ГФ) відводяться через підігрівач бражки 7, дефлегматор 10 та конденсатор 13 в колектор летких домішок 25. Для забезпечення необхідної інтенсивності кипіння рідини в епюраційній колоні в період пуску установки та при переробці спиртових бражок з підвищеним вмістом летких домішок епюраціна колона додатково обігрівається гріючою парою (П) через додатковий випаровувач 21. Звільнена від основної маси головних домішок кубова рідина епюраційної колони 2 - епюрат, прямує на тарілку живлення спиртової колони 3, в якій здійснюється концентрування спирту та вилучення нижніх проміжних домішок, які у вигляді сивушної фракції (СФ) подаються через конденсатор 18 в емульгатор 23, де змішується з водою (В). Після розшарування в екстракційній колонці 24 верхній шар - сивушне масло (CM), подається в колектор 25, а нижній - водний шар, повертається в ректифікаційну колону 3. Верхні проміжні домішки - сивушний спирт (СС) відбирається з середньої частини ректифікаційної колони 3 у вигляді пари і після конденсації в конденсаторі 17 відводиться до колектору 25. У верхній пастеризаційній частині колони 3, яка оснащена додатковими тарілками, здійснюється ефективне накопичення головних і кінцевих домішок, які не повністю вилучились в епюраційній колоні 2. Ці домішки у вигляді непастеризованого спирту (НС) відводяться до колектору 25 через конденсатор 14. В спиртоуловлювача х 15 та 16 оста точно конденсуються залишки летких домішок, які поступають в колектор 25. Леткі домішки через колектор 25 відводяться з установки або йдуть на повторну ректифікацію. Леткі домішки спирту відбираються 3 38622 в кількості, яка забезпечує потрібну якість ректифікованого спирту. Ректифікований спирт (PC) відбирається з верхньої частини колони 3 нижче зони пастеризації. Бражна 1 і спиртова 3 колони обігріваються гріючою парою через відповідні кип'ятильники 19 та 22. Конденсат гріючої пари (К) відводиться з установки і використовується в якості живлення парових котлів. Кубова рідина спиртової колони 3 - лютерна вода (ЛB) подається в трубний простір випаровувача 19, де вона частково випаровується. Вторинний пар лютерної води подається в куб бражної колони для її обігріву. Для отримання ректифікованого спирту підвищеної якості та збільшення його виходу з одиниці сировини установка оснащується додатковими колонами - колоною остаточного очищення та колоною концентрування летких домішок спирту. Робота колони остаточного очищення передбачена в двох режимах. В режимі повторної епюрації, коли ключовими домішками спирту є головні та кінцеві домішки та в режимі повторної ректифікації, коли ключевими є проміжні домішки. При роботі колони остаточного очищення в режимі повторної епюрації ректифікований спирт подається в верхню половину колони 26, а головні і кінцеві домішки у вигляді метанольної фракції (МФ) відводяться з установки через конденсатор 30. При цьому спирт ректифікований високоякісний (СРВ) відбирається з нижньої частини колони 26. При роботі колони остаточного очищення в режимі повторної ректифікації ректифікований спирт подається в нижню половину колони 26, проміжні домішки (ПД) відводяться з її кубової частини, а спирт ректифікований високоякісний відбирається з верхніх тарілок. В колоні концентрування летких домішок 27 здійснюється відокремлення летких домішок від спирту та їх концентрування. Ефективне вилучення та концентрування домішок в колоні 27 здійснюється за допомогою гідроселекції, тобто введенням гарячої води (ГВ) на верхню тарілку колони 27. Кількість води, яка подається на гідроселекцію залежить від характеру ключових домішок спирту, які подаються в колону разом з її живленням. Концентрат летких домішок спирту (КЛДС) відводиться з установки через дефлегматор 29, конденсатор 31, спиртоуловлювач 32 та декантатор 33. З куба колони 27 відводиться водноспиртова рідина (ВСР), звільнена від летких домішок спирту. Колона 27 обігрівається гріючою парою через кип'ятильник 35. Колона 26 обігрівається парою, яка відводиться з колони 27 через рекуперативний кип’ятильник 34. 4 Фіг. 1 38622 5 38622 Фіг. 2 __________________________________________________________ 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