Установка для ректификации спирта

 

Изобретение относится к спиртовой и гидр ОЛИ зноспиртовой промышленности , а именно к установкам для ректификации спирта. Цель иэобретени - сокращение расхода пара и улучшение качества спирта путем более полного концентрирования примесей. Установка для ректификации спирта содеряоит бражную, эпюрационную, ректификацнонную, эфирную, метанольную колонны с соответствующими дефлегматорами , конденсаторами и испарителями . Верхняя часть бражной колонны связана паровыми коммуникациями через межтрубные пространства испарителей эпкрационной и эфирной колонн, конденсаторов промежуточных фракций и одного из испарителей метанольной колонны с дефлегматором,эфирной колонны , Межтрубкое пространство испарителей эпюрационной и эфирной колонн связаны с тарелкой питания ректификационной колонны, а межтрубное пространство конденсаторов промежуточных фракций связано жидкостыми ком уникациями с тарелкой питания эпюрационной колонны. Ректификационная колонна соединена своей зоной, отбора сивушных паров с дефлегматором эфирной колонны через трубное пространство второго испарителя метанольной колонны. В установке применена многоступенчатая дробная конденсация многокомпонентной паровой смеси на всех стадиях брагоректификации . Конструктивное выполнение установки для,ректификаш и спирта обеспечивает более полное концентрирование и выделение примесей за счет оптимального перераспределе 1ия частей материальных потоков конденсатов в зависимости от их свойств, и как следствие - улучшение качества спирта , а также обеспечивает сокращение Расхода пара за счет того, что теплр конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны в испарителях идет на на обогрев эпюрационной, эфирной и мет ;нольной колонн. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. а SS (Л со о ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 12 Г 1 О8 — т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПР ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3970868/31-13 (22) 29.10.85 (46) 30.11.88. Бюп. У 44 (71) Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) P.A.Ðûáàêîâ, В.А.Анистратенко, П.С.Цыганков и П.П.Шиян (53) 663.551.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 912750, кл. С 12 F 1/08, 1980.

Цыганков П.С. Враго-ректификационные установки. N.: Пищевая промышленность, 1984, с. 47. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РБКТИФИКАЦБИ

СПИРТА (57) Изобретение относится к спиртовой и гидролизно-спиртовой промышленности, а именно к установкам для ректификации спирта. Цель изобретения, — сокращение расхода пара и улучшение качества спирта путем более полного концентрирования примесей;

Установка для ректификации спирта содержит бражную, эпюрационную, ректификационную, эфирную, метанольную колонны с соответствующими дефлегматорами, коцценсаторами и испарителями. Верхняя часть бражной колонны связана паровыми коммуникациями через межтрубные пространства испарителей эпюрационной и эфирной колонн, конденсаторов промежуточных фракций

Изобретение относится к спиртовой и гидролизно-спиртовой промышленности, а именно к установкам для ректи-., фикации спирта. и одного из испарителей метанольной

KoJIoHHbl с дефлегматором эфирной колонны. Межтрубное пространство испарителей эпюрационной и эфирной колонн связаны с тарелкой питания ректификационной колонны, а межтрубное пространство конденсаторов промежуточных фракций связано жидкостыми коммуникациями с тарелкой питания эпюрационной колонны. Ректификационная колонна соединена своей зоной. отбора сивушных паров с дефлегматором эфирной колонны через трубное пространство второго испарителя метанольной колонны. В установке применена многоступенчатая дробная конденсация многокомпонентной паровой . смеси на всех стадиях брагоректификации . Конструктивное выполнение установки для.ректификации спирта обеспечивает более полное концентрирование и выделение примесей за счет оптимального перераспределения частей материальных потоков конденсатов в зависимости от их свойств, и как следствие — улучшение качества спирта, а также обеспечивает сокращение расхода пара за счет того, что теплс1 конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны в испарителях идет на на обогрев эпюрационной, эфирной и мет.;нольной колонн. 1 з.п. ф-лы.

1 иле

Цель изобретения — сокращение расхода пара и улучшение качества спирта путем более полного концентрирования примесей.

3 144090

На чертеже схематично изображена установка для ректификации спирта.

Установка состоит из бражной колонны 1, эпюрационной колонны.2, ректификационной колонны. 3, эфирной колонны 4, и метанольной колонны 5.

В установку также входят испарители

6-9, дефлегматоры 10-13, конденсаторы 14-19, подогреватель 20 бражки, промежуточный сборник 21, насос 22, экстрактор 23 сивушного масла, вытяжной вентилятор 24 и система трубопроводов.

Подогреватель 20 бражки объединен трубопроводом по линии нагревающего агента с кубом бражной колонны 1, а по линии охлаждающего агента — с питательной тарелкой тои же колонны.

Бражная колонна 1 верхней частью сое-20 динена трубопроводами параллельно с межтрубным пространством испарителей б и 7 закрытого обогрева эпюрационной и эфирной колонн 2 и 4. Испаритсли 6 и 7 соединены по трубному 25 пространству с кубом соответствующих кблонн, à IIo межтрубному — с верхней частью бражной колонны и через межтрубное пространство кожухотрубных коцценсаторов 18 и 19 — с межтрубным 0 пространством испарителя 9 закрытого обогрева метанольной колонны 5 и через него — с дефлегматором 12 эфир, ной колонны 4. По линии коцценсатора испаритель 9 связан с эфирной колон35 ной 4 через промежуточный сборник

21 и насос 22.

Конденсаторы 18 и 19 по линии конденсата связаны с питательной тарелкой эпюрационной колонны 2, испа- ар рители 6 и 7 по линии конденсата— с питательной тарелкой ректификационной колонны 3. Теплообменные узлы эпюрационной, ректификационной, эфирной, метанольной колонны 2-5 состоят„ - а из дефлегматоров 10-13 и конденсаторов 14-17. Конденсатор 14 своим межтрубным пространством связан с межтрубным пространством дефлегматора

12 эфирной колонны 4. По линии конденсата он связан с питательной тарелкой эфирной колонны 4;

Конденсатор 16 своим межтрубным пространством связан с вытяжным вентилятором 24, соединенным с атмосферой.

Конденсатор 15 р ектификацнонной колонны 3 своим межтрубным пространством связан с межтрубным простран9

° а ством дефлегматора 10 эпюрационной колонны 2. Укрепляющая часть ректификационной колонны 3 соединена трубопроводом по жидкостному потоку с питательной тарелкой метанольной колонны 5. А исчерпывающая часть ректификационной колонны 3 соединена трубопроводом по паровому потоку с испарителем 8 .и дефлегматором 12 эфирной колонны 4. По линии конденсата испаритель 9 связан с экстрактором 23 сивушного мас)та.

Установка работает следующим образом.

Нагретая за счет тепла отходящей барды в подогревателе 20 бражка поступает на верхнню тарелку бражной колонны 1, в которой происходит выделение из нее спирта и сопутствующих ему примесей в виде водно-спиртовых паров. Для обогрева бражной колонны используется свежий греющий пар. Водно-спиртовые пары из бражной колонны 1 разделяются на два потока и отправляются на две системы испарителеи 6 и 7, в K0TopbIK происходит их дробная конденсация..Тепло, отводимое на этих системах теплообменников, используется для обогрева нюрационной колонны 2 {испаритель 6) первой частью потока и для обогрева эфирной колонны 4 (испаритель 7) второй частью парового потока В испарителях б и 7 водно-спиртовые, пары бражной колонны частично конденсируются и поступают соответственно в конденсаторы 18 и 19, где происходит вторая ступень их частичной конденсации. Несконденсировавшаяся часть бражных паров из конденсаторов 18 и 19 отправляется в испаритель 9, где она также конденсируется частично, а тепло конденсации идет на обогрев метанольной колонны. Оставшаяся часть несконденсированного парового потока из испарителя 9 отправляется в дефлегматор 12 эфирной колонны 4, где и конденсируется.

Таким образом, различные по своему конструктивному решению и назначению испарители, в которых проис- ходит конденсация обоих частей потоков водно-спиртовых паров бражной колонны, можно представить ° как мнонокорпусный теплообменный узел, в котором вследствие дробной конденса ции образуются в виде конденсата водно-спиртовые жидкости с различным те с конденсатом из испарителей 6 и 7 подается в ректификационную колонну 3;

5 конденсат из третьей секции отп" равляют через дополнительный сборник

21 насосом 22 в укрепляющую часть . эфирной колонны 4, в результате чего нагрузка на эпюрационную колонну значительно сокращается в .связи с тем, что эпюрированию подвергается не весь поток бражного конденсата, а лишь та его часть, которая конден- ° сируется в конденсаторах 18 и 19, следовательно, в описываемой схеме используется эпюрационная колонна меньшего диаметра и процесс эпюрации проходит .с меньшими затратами энергор есурсов.

Теплообменньп узел эпюрационной колонны 2. состоит из дефлегматора и конденсатора, причем в конденсаторе происходит не полная, а частичная конденсация паров, обогащенных ro25 ловными примесями. Часть несконденсировавшегося парового потока из конденсатора направляется в дефлегматор эфирной колонны 4. Регулировка объема парового потока, отправляемого в дефлегматор эфирной колонны, осуществляется посредством изменения расхода воды на конденсатор эпюрационной колонны. Состав этого потока составляет смесь высоко концентри3 5 p o B G H Hb l x ï à ð o a r îï о â í î é ô ð à K U H H ° Ò à» ким образом, материальный поток на эфирную колонну уменьшается и, соответственно, уменьшается расход пара на эту колонну. Эфирная колонна 4

40 обогревается за счет тепла частичной конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны и слухмт для уменьшения потерь спирта с потоками,обогащенными голойной фракцией и верхни45 ми промежуточными примесями. Эфирная колонна 4 питается выделенными в процессе эпюрации из смеси спирта и сопутствующих ему летучих примесей головными продуктами, отбираемыми из конденсатора 14. Сюда же в концентрирующую часть колонны подается конденсат части водно-спиртовых па.ров бражной колонны из испарителя 9, также обогащенный головными примесями. Кубовый остаток эфирной колонны отправляется в бродильное отделение.

Ректификационная колонна 3 обогревается свежим греющим паром. Рек5 1440909 составом по спирту и примесям. Конденсат из первых секций обеднен спиртом и примесями, сопутствующими ему в бражной колонне. По качественному и количественному составу примесей он не уступает эпюрату.

Таким образом, посыпать конденсат из двух первых секций на эпюрацию нецелесообразно. В предлагаемой 10 для рассмотрения схеме роль первых секций выполняют испарители 6 и 7 и конденсат, образующийся в них, поступает в ректификационную колонну 3. 15

В двух вторых секциях теплообменного узла происходит увеличение крепости водно-спиртовых паров вследствие их частиччой конденсации, в связи с этим и возрастает крепость и 20 содержание сопутствующих примесей в конденсате, причем количественный состав конденсата в первую очередь зависит от степени конденсации, т.е. от расхода хладагента. В описываемой схеме хладагентом является вода, а поэтому регулировка степени конденсации и, как следствие, состава . . конденсата не затруднена.

В третьей секции конденсируются 30 сильно обогащенные примесями и спиртом пары. Конденсат из этой секции обогащен нижекипящими примесями и имеет высокую крепость, значительно превышающую крепость конденсата из вторых секций.

Предлагаемый узел конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны состоит из 5 секций, но с большей, чем в базовой схеме, поверхностью теплообмена (за счет увеличения поверхности испарителей) ° При этом увеличенная длина паровых коммуникаций приводит к увеличению перепада давлений на узле конденсации и, соответственно, к росту давления в кубе колонны. Для избежания этого предусмотрена установка вытяжного вентилятора 24 на воздушных последней секции, роль которой на схеме играет конденсатор 16 эфирной колонны.

Таким образом, учитывая материальные потоки конденсата и их качественный и количественный состав, распределяют их следующим образом: конденсат из вторых секций, а их роль в данной схеме играют конденсаторы 18 и 19, эпюрируется и из кубовой части эпюрационной колонны вмес40909 8 ние и выделение примесей за счет оптимального перераспределения частей материальных потоков конденсатов в

5 зависимости от их свойств и как следствие улучшение качества спирта.

1. Установка для ректификации

Z0 спирта, содержащая соединенные систе" мой трубопроводов бражную, эпюрацион ную, р ектификацио иную, эфир ную и метанольную колонны с соответствующими дефлегматорами, конденсаторами и испарителями, о ъ л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью сокращения расхода пара и улучшения качества спирта путем более полного концентрирования примесей, она снабжена кон;

30 денсаторами промежуточных фракций, а верхняя часть бражной колонны по паровой фазе сообщена трубопроводами через межтрубные пространства испарителей эпюрационной и эфирной колонн, конденсаторов промежуточных фракций и одного :из испарителей метанольной колонны с дефлегматором эфирной колонны, при этом межтрубные пространства испарителей эпюрацион40 ной и эфирнОЙ колОнн пО жидкОстной фазе сообщены трубопроводами с ректи,фикационной колонной в зоне расположения ее тарелки питания, межтрубные пространства конденсаторов промежуточных фракций — с эпюрационной колонной в зоне расположения ее тарелки питания, а ректификационная колонна в зоне отбора сивушной фракции по паровой фазе сообщена трубопрово50 дами через межтрубное пространство другого испарителя метанольной колонны с дефлегматором эфирной колонны.

2. Установка по п. 1> о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что-на трубопроводе отвода паровой фазы из конденсатора эфирной колонны установлен вытяжной вентилятор.

7 14 тификационная колонна питается потоком, состоящим из проэпюрированной части бражного конденсата, из конденсаторов 18 и 19 и конденсатом из испарителей 6 и 7. Сюда же ниже тарелки питания отправляется и экстрактная фаза, обогащенная спиртом, из экстрактора 23 сивушного масла.

Сивушная фракция выводится из рек- 10 фикационной колонны 3 в паровой фазе и состоит из смеси промежуточных примесей спирта и воды.

Основная часть отбора сивушной фракции конденсируется в испарителе

8. Тепло конденсации идет на обогрев метанольной колонны.5. Несконденсировавшаяся часть паров, состоящая из высококонцентрированных верхних промежуточных примесей, отправляется из испарителя 8 в дефлегматор 12 эфирной колонны. Конденсат сивушной фракции из испарителя 8 отправляется в экстрактор 23 сивушного масла, где он расслаивается на экстракт, состоящий из спирта и воды, и товарное сивушное масло.

Конденсационный узел ректификационной колонны состоит из дефлегматора 11 и конденсатора 15. В конденсаторе ректификационной колонны 3 аналогично конденсатору эпюрационной колонны происходит частичная конденсация несконденсировавшегося в дефлегматоре 11 парового потока.

Обогащенная головными примесями несконденсировавшаяся в конденсаторе

15 часть парового потока отправляется в дефлегматор эпюрационной колонны, где конденсируется в основной частью головных примесей так, как было описано выше.

Пастеризованный спирт, отбираемый с ректификационной колонны, направляется в метанольную колонну для его окончательной очистки и выделения остатка головных и концевых (метанола) примесей. Колонна обогревается за счет тепла конденсаций сивушной фракции и за счет тепла конденсации несконденсировавшихся в испарителях

6 и 7 и конденсаторах 18 и 19 частей водно-спиртовых паров бражной. колонны. Товарный спирт выводится из кубовой части метанольной колонны. ,Таким образом, предлагаемая уста новка для.ректификации спирта обеспечивает более полное концентрироваСнижение энергозатрат на ректификацию в устййовке осуществляется как в. силу перераспределения материальных потоков, так и за счет того, чта тепло конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны в испарителях идет на обогрев эпюрационной, эфирной и метанольной колонн.

Формула из обретения

1440909

Составитель В.Кочергин

Техред Л.Олийнык Корректор ИМУска

Редактор И.Недолуженко

Заказ 501 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"-, r. Ужгород, ул. Гагарина,301