СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА Российский патент 1997 года по МПК B01D3/00 B01D3/14 

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известен способ получения спирта-ректификата, предусматривающий кипячение спиртосодержащей смеси в кубовой части эпюрационной колонны в течении 10 30 минут с 0,3 5,0 г маргацевокислого калия на 1 дм³ спирта, вводимого при достижении крепости эпюрата 8 50% об. причем дефлегмацию проводят в несколько стадий в последовательно расположенных дефлегматорах, при этом флегму, образовавшуюся на первых по ходу паров секциях, возвращают в эпюрационную колонну, а эфироальдегидную фракцию (ЭАФ) выводят на последних секциях дефлегматора (Патент RU N2001093, B 01 D, 1993). Полученный эпюрат направляют на ректификационную колонну и далее на колонну окончательной очистки. В результате получают спирт, характеризующийся следующими показателями: непредельные серусодержащие соединения менее 0,1 мг/дм³, эфиры 20 30 мг/дм³, альдегиды 4 8 мг/дм³, свободные кислоты 12 18 мг/дм³, сухой остаток 1 2 мг/дм³, окисляемость 5 10 мин.

Известен также способ получения этилового спирта из сульфитных щелоков, заключающийся в том, что спиртовый конденсат в виде 20 30% раствора поступает в эпюрационную колонну, где выводятся эфиры и альдегиды в количестве 2 7% об. от общего количества образовавшейся жидкости, полученный эпюрат поступает в ректификационную колонну, где проводиться химическая обработка присутствующих в спирте кислот, непредельных и сернистых соединений. Расход гидроксида натрия в виде 5 10% водного раствора составляет 0,1 кг на 1 дм³ спирта. Отобранный из ректификационной колонны спирт подвергается очистке от метанола в метанольной колонне (Переработка сульфитного спирта и сульфитных щелоков. Под редакцией Б.Г. Богомолова и С.А. Сапотницкого, М. 1989).

В результате осуществления способа получают технический спирт, характеризующийся следующими показателями: содержание альдегидов 50 100 мг/дм³, эфиров 20 40 мг/дм³, свободных кислот 10 20 мг/дм³, непредельных соединений 2 10 мг/дм³, серусодержащих соединений 0,1 5,0 мг/дм³, сухой остаток 10 20 мг/дм³, окисляемость 0 мин.

Задачей изобретения является получение высококачественного спирта, характеризующегося наравне с пониженным содержанием альдегидов, эфиров, непредельных и серусодержащих соединений, сухого остатка, повышенной окисляемостью независимо от используемого сырья и технологического оборудования.

Задача решается тем, что эпюрацию водно-спиртовой смеси на эпюрационной колонне проводят с подачей воздуха в количестве 0,1 50,0 дм³ на 1 дм³ спирта, затем эпюрат подают в спиртовую колонну для последующего укрепления и далее на последующую ректификацию с получением товарного продукта. В верхнюю часть эпюрационной колонны подают горячую воду.

На эпюрацию в эпюрационную колонну подают реагент основного характера в количестве 0,01 3,0 г на 1 дм³ спирта.

Воздух подают вместе с паром в куб эпюрационной колонны.

В спиртовую колонну дополнительно может быть подан воздух.

В качестве реагента основного характера используют предпочтительно гидроксид, карбонат, бикарбонат натрия или калия или аммиак. Реагент основного характера подают в виде 0,01 10% водного раствора.

Реагент основного характера подают в любую часть эпюрационной колонны.

Реагент основного характера подают с питанием эпюрационной колонны.

Реагент основного характера подают вместе с горячей водой в верхнюю часть эпюрационной колонны.

В качестве водно-спиртовой смеси используют любую водную смесь с содержанием спирта 10 97% об. В случае необходимости ее разбавляют водой до необходимой крепости.

Подача воздуха в количестве менее 0,1 дм³ на 1 дм³ спирта практически не оказывает влияния на качество спирта. Подача воздуха в количестве более 50 дм³ на 1 дм³ спирта сопровождается уносом спирта в количестве более 0,8% отн. и его частичным окислением.

Подача горячей воды в верхнюю часть эпюрационной колонны необходима в том случае, когда в перерабатываемом сырье содержится большое количество примесей, коэффициент реактификации которых увеличивается при разбавлении водноспиртовой смеси. Количество подаваемой воды зависит от качества перерабатываемого сырья, конструктивных особенностей оборудования и требуемого качества готовой продукции.

Использование реагента основного характера в виде 0,01% водного раствора целесообразно в случае, когда необходимо подать минимальное количество реагента; 10%-ные водные растворы реагента используются при подаче максимального количества реагента основного характера, так как при более разбавленных растворах требуется подавать значительное количества водного раствора, что может привести к существенному разбавлению эпюрата и дополнительному расходу пара в спиртовой колонне. При этом использование реагента основного характера в малых дозах целесообразно при работе с сырьем, содержащим незначительное количество примесей. Однако добавка его в количестве менее 0,01 г на 1 дм³ спирта практически не сказывается на качество получаемого спирта. При работе с сырьем, содержащим большое количество примесей, расход реагента увеличивается, доходя до 3,0 г на 1 дм³ спирта, так как большое количество реагента ухудшает качество вырабатываемого спирта.

Место подачи реагента в колонну зависит от конструктивных особенностей колонны, качества перерабатываемого сырья, количества подаваемого воздуха.

Сущность способ заключается в том, что в эпюрационной колонне основная часть легколетучих примесей удаляется в виде эфироальдегидной фракции (ЭАФ). Для повышения эффективности извлечения ряда примесей (эфиров, части карбонилсодержащих и промежуточных примесей) в верхнюю часть колонны предусмотрена подача горячей воды, в результате разбавляющего действия которой повышают коэффициенты ректификации указанных выше примесей. Другую часть оставшихся примесей обрабатывают кислородом, поступающим в колонну с воздухом. Кислород воздуха окисляет присутствующие в колонне карбонил-, серусодержащие и непредельные соединения в более или менее летучие, чем спирт продукты. Первые из них выделяются из эпюрата с ЭАФ. Вторые, попадая с эпюратом в спиртовую колонну, выводятся из спирта с лютером и/или сивушной фракцией. Для повышения эффективности извлечения и переработки примесей в эпюрационную колонну дополнительно подают реагент основного характера, который не только нейтрализует присутствующие в водной смеси кислоты, но и образующиеся кислоты в результате реакции окисления, омыляет эфиры и осмоляет альдегиды. Применение реагента основного характера позволяет разгрузить работу спиртовой колонны - отпадает необходимость подачи каустика, что обеспечивает снижение содержания сухого остатка и щелочи в товарном продукте.

Использование кислорода воздуха в качестве окислительного агента по сравнению с другими окислительными реагентами имеет следующие преимущества: не требуется дополнительных средств на закупку, перевозку и хранение реагента; использование воздуха экологически чисто; не образуются продукты, загрязняющие трубопроводы, запорную арматуру и саму колонну. При использовании марганцовокислого калия в качестве окислительного агента по прототипу приводит к образованию трудноудаляемой, не растворимой в воде окиси марганца.

Новизна способ заключается в том, что эпюрация водно-спиртовой смеси в эпюрационной колонне осуществляется при подаче воздуха и оптимального количества реагента основного характера.

В результате разработанного способа получают спирт высокого качества независимо от характера используемого сырья.

В результате разработанного способа получают спирт со следующими показателями: содержание альдегидов менее 2 мг/дм³; кислот менее 7 мг/дм³, непредельные соединения (кратоновый альдегид, акролеин), серусодержащие отсутствует; эфиры менее 12 мг/дм³; сухой остаток - менее 1 мг/дм³, окисляемость 18 29 минут.

Разработанный способ достаточно прост, технологичен, безопасен (концентрация воздуха значительно ниже концентрационного предела его воспламенения). Способ органически вписывается в действующее производство, не требует дополнительных больших затрат на его применение в условиях действующего производства.

Пример 1. В эпюрационную колонну, содержащую 40 тарелок, на 25 30 тарелку (снизу) подают водно-спиртовую смесь разбавленный до крепости 25% об. синтетический спирт. Сверху колонны подается вода в количестве 35% об. от питания эпюрационной колонны. В куб колонны подают воздух в количестве 25 дм³ на 1 дм³ спирта. В куб колонны подают также 5% водный раствор гидроксида натрия в количестве 1,1 г на 1 дм³ спирта. Из первых секций дефлегматора колонны сконденсированную жидкость в виде флегмы направляют обратно в колонну. Из последних секций дефлегматора и вытяжного конденсатора отбирают ЭАФ. Полученный эпюрат направляют на 12 16 тарелку (снизу) спиртовой колонны, содержащей 70 тарелок. В спиртовую колонну в случае необходимости предусмотрена подача реагента основного характера. Эпюрат после укрепления, отбора головной и сивушной фракций в виде спирта-сырца отбирают с 65 69 тарелок (снизу). Спирт-сырец подают на 35 40 тарелку (снизу) метанольной колонны, содержащей 66 тарелок. После отбора метанольной фракции из куба колонны отбирают готовый продукт.

Полученный спирт характеризуется следующими показателями: альдегидов - менее 1 мг/дм³, кислот 7 мг/дм³, эфиров 9 мг/дм³, сухой остаток 1 мг/дм³, окисляемость 20 мг/дм³, непредельные соединения, кротоновый альдегид отсутствуют.

Пример 2. Аналогично примеру 1 на том же оборудовании. В качестве водно-спиртовой смеси используют спиртовой конденсат производства синтетического спирта крепостью 25% об. Количество подаваемого воздуха делят на две части, одну из которых в количестве 40 дм³ на 1 дм³ спирта подают в куб эпюрационной колонны вместе с паром, а другую в количестве 10 дм³ на 1 дм³ спирта на тарелку, расположенную выше тарелок для отбора сивушной фракции. В качестве реагента основного характера в куб колонны подают 10% водный раствор бикарбоната натрия в количестве 3,0 г на 1 дм³ спирта. Сверху колонны подают горячую воду в количестве 30% об. от питания. Полученный продукт характеризуется следующими показателями: альдегидов меньше 2 мг/дм³, кислот 6 мг/дм³, эфиров 8 мг/дм³, сухой остаток меньше 1 мг/дм³, окисляемость 18 мин, непредельные соединения, кротоновый альдегид отсутствуют.

Пример 3. Аналогично примеру 1 на том же оборудовании. В качестве водно-спиртовой смеси используют бражные конденсаты крепостью 21% об. полученные из сульфитной бражки. Сверху колонны подают горячую воду в количестве 25% об. Воздух в количестве 10 дм³ на 1 дм³ спирта подают в куб колонны. В качестве реагента основного характера с питанием подают 5% водный раствор гидроксида натрия в количестве 1,0 г на 1 дм³ спирта. Полученный спирт характеризуется следующими показателями: альдегидов - меньше 2 мг/дм³, непредельные соединения, сера отсутствуют, кислот - 5 мг/дм³, эфиров 10 мг/дм³, сухой остаток отсутствует, окисляемость 22 мин.

Пример 4. Аналогично примеру 1 на том же оборудовании. В качестве водно-спиртовой смеси используют бражные конденсаты крепостью 24% об. полученные из гидролизной бражки. Сверху колонны подают горячую воду в количестве 20% об. от питания. Воздух подают с питанием колонны в количестве 3 дм³ на 1 дм³ спирта. В качестве реагента основного характера на 10-ю тарелку (сверху) подают 4% водный раствор гидроксида натрия в количестве 0,4 г на 1 дм³ спирта. Полученный спирт характеризуется следующими показателями: альдегидов меньше 1 мг/дм³, непредельные отсутствуют, кислот 6 мг/дм³, эфиров 7 мг/дм³, сухой остаток - отсутствует, окисляемость 24 мин.

Пример 5. Аналогично примеру 1 на том же оборудовании. В качестве водно-спиртовой смеси используют некондиционный пищевой спирт, разбавленный до крепости 25% об. Воздух подают в куб колонны в количестве 0,1 дм³ на 1 дм³ спирта. В качестве реагента основного характера на верхнюю тарелку колонны подают 0,01% водный раствор бикарбоната натрия в количестве 0,01 г на 1 дм³ спирта. Полученный спирт характеризуется следующими показателями: альдегидов меньше 1 мг/дм³, непредельные соединения, кротоновый альдегид, акролеин отсутствуют, кислот 8 мг/дм³, эфиров 11 мг/дм³, окисляемость 29 мин.

Пример 6. Аналогично примеру 1 на том же оборудовании. В качестве водно-спиртовой смеси используют отработанный спирт, разбавленный до крепости 30% об. Воздух подают на 10-ю тарелку (снизу) в количестве 1,5 дм³ на 1 дм³ спирта. В качестве реагента основного характера подают в куб колонны 0,1% водный раствор аммиака в количестве 0,1 г на 1 дм³ спирта. Полученный спирт характеризуется следующими показателями: альдегидов меньше 1 мг/дм³, непредельные соединения отсутствуют, кислот 6 мг/дм³, эфиров 12 мг/дм³, сухой остаток меньше 1 мг/дм³, окисляемость 18 мин.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ прост, технологичен, экономичен, экологичен и позволяет получать на одном технологическом оборудовании высококачественный спирт независимо от используемого сырья.

Использование: в спиртовой промышленности. Сущность изобретения: способ получения спирта предусматривает эпюрацию водно-спиртовой смеси в эпюрационной колонне, в верхнюю часть которой подают горячую воду с последующим укреплением эпюрата в спиртовой колонне и дальнейшую ректификацию с получением товарного спирта. В эпюрационную колонну подают воздух в количестве 0,1 - 50,0 дм³ на 1 дм³ спирта и эпюрацию проводят в присутствии реагента основного характера, взятого в количестве 0,01 - 3,0 г на 1 дм³ спирта. 6 з. п. ф-лы.

1. Способ получения спирта, предусматривающий эпюрацию водно-спиртовой смеси в эпюрационной колонне, в верхнюю часть которой подают горячую воду, с последующим укреплением эпюрата в спиртовой колонне и дальнейшую ректификацию с получением товарного спирта, отличающийся тем, что в эпюрациопную колонну подают воздух в количестве 0,1 50,0 дм³ на 1 дм³ спирта и эпюрацию проводят в присутствии реагента основного характера, взятого в количестве 0,01 3,0 г на 1 дм³ спирта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух подают вместе с паром в куб эпюрационной колонны. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно воздух подают в спиртовую колонну. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента основного характера используют предпочтительно гидроксид, карбонат, бикарбонат натрия или калия или аммиак. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагент основного характера подают в виде 0,01 10%-ного водного раствора. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагент основного характера подают с питанием эпюрационной колонны. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагент основного характера подают вместе с горячей водой в верхнюю часть эпюрационной колонны.