Установка для ректификации спирта Советский патент 1988 года по МПК C12F1/08 

1

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

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

На чертеже схематично изображена установка для ректификации спирта.

Установка состоит из бражной колонны 1, эпюрагщонной колонны.2, ректификационной колонны. 3, эфирной колонны 4, и метанольной колонны 5. В установку также входят испарители 6-9, дефлегматоры 10-13, ковденсато- ры 14-19, подогреватель 20 бражки, промежуточный сборник 21, насЪс 22, экстрактор 23 сивушного масла, вытяжной вентилятор 24 и система трубо- , проводов.

Подогреватель 20 бражки объединен трубопроводом по линии нагревающего агента с кубом бражной колонны 1, а по линии охлаждающего агента - с питательной тарелкой той же колонны. Нражная колонна 1 верхней .частью сое динена трубопроводами параллельно с межтрубньи пространством-испарителей 6 и 7 закрытого обогрева эпюра- ционной и эфирной колонн 2 и 4. Plcna рителн 6 и 7 соединены по трубному пространству с кубом соответствующих колонн, а по межтрубному - с верхней частью бражной колонны и через межтрубное пространство кожухотрубных ко1зденсаторов 18 и 19 - с межтрубным пространством испарителя 9 закрытого обогрева метанольной колонны 5 и через него - с дефлегматором 12 эфир- , ной колонны 4, По линии ковденсатора испаритель 9 связан с эфирной колонной 4 через промежуточный сборник 21 и насос 22,

Конденсаторы.18 и 19 по-линии конденсата связаны с питательной та- рел1сой эпшрационной колонны 2, испарители б и 7 по линии конденсата - с питательной Тарелкой ректификационной колонны 3, Теплообменные узлы эпюрационной, ректификагщонной, эфирной, метанольной колонны 2-5 состоягт из дефлегматоров 10-13 и конденсаторов 14-17. Конденсатор 14 своим межтрубным пространством связан с меж- трубным пространством дефлегматора 12 эфирной колонны 4, По линии конденсата он связан с питательной та- релкой эфирной колонны 4; .

Конденсатор 16 своим межтрубньм пр.остранствсм связан с вытяжным вентштятором 24, соединенным с атмосферой.

Конденсатор 15 ректификационной колонны 3 своим межтрубным пространством связан с ме трубным простран

0

5.

о 5

0

35

40

45

50

55

ством дефлегматора 10 эпюрациониой 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 экстрак- -трром 23 сивушного масла,

Установка работает следую1Дим образом.

Нагретая за счет тепла отходящей . барды в подогревателе 20 бражка поступает на верхншо тарелку бражной кОлонны 1, в которой происходит выделение из нее спирта я сопутствующих ему примесей в виде водно-спиртовых паров. Для обогрева бражной колонны используется свежий греющий пар, Бодн.о-спиртовые пары из бражной колонны 1 разделяются на два потока и отправляются на две системы испарителей б и 7, в которых происходит их дробная конденсация,-Тепло, отводимое на этих системах теплообменри- ков, используется для обогрева эпюрационной колонны 2 (испаритель 6) - первой частью потока и для обогрева эфирной колонны 4 (испаритель 7) - второй частью парового потока В испарителях 6 и 7 водно-спиртовые .пары бражной колонны частично ко1щенся- руются 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 метанольиой колонны. Оставшаяся часть несконденсированного парового потока из испарителя 9 отправляется в дефлегматор 12 эфирной колонны 4, где и конденсируется.

Таким образом, различные по свое- му конструктивному решению и назначению испарители, в которых происходит конденсация обоих частей пото- .ков водно-спиртовьпс паров бражной колонны, можно представить как мно- нокорпусный теплообменньй узел, в котором вследствие дробной конденса- ции образуются в виде конденсата водно-спиртовые жидкости с различным

составом по спирту и примесям. Конденсат из первых секций обеднен спиртом и примесями,сопутствующими ему в бражиой колонне. По качественному и количественному составу примесей он не уступает эпгорату. Таким образом, посылать конденсат из двух первых секций на эпюрахщю нецелесообразно. В предлагаемой для рассмотрения схеме роль первых секций выполняют испарители 6 и 7 и конденсат, образующийся в них, поступает в ректификационную колонну 3.

В двух вторых секциях теплсобмен- ного узла происходит увеличение крепости водно-спиртовых паров вследствие их частичной конденсации, в связи с этим и возрастает крепость и 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 ковден- сац ии и, как следствие, состава конденсата не затруднена.

В третьей секции конденсируются 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 вмес-

5

0

5

0

5

0

5

0

5

те с конденсатом из испарителей 6 i и 7 подается в ректификационную ко-. лонну 3;

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 эпюрирован«ю подвергается не весь поток бражного конденсата, а лищь та его часть, которая конден-- сируется в конденсаторах 18 и 19, следовательно, в описываемой схеме . используется эпюрагционная колонна меньшего диаметра и процесс эпюрации проходит -с меньшими затратами энергоресурсов.

Теплообмеиньп узел эпюрационной колонны 2, состоит из дефлегматора и конденсатора, причем в ковденсаторе происходит не полная, а частичная конденсация паров, обогащенных головными 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 к онцентри- рованных паров головной фракции. Таким образом, материальный поток на КОЛОН1ГУ уменьшает ся и, соответственно, уменьшается расход пара на эту колонну. Эфирная колонна 4 обогревается за счет тепла частичной конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны и служит для уменьшения потерь спирта с потоками,обогащенными голойной фракцией и верхними 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 паров бражной колонны из испарителя 9, также обогащенный головными примесями. Кубовый остаток эфирной колонны отправляется в бродильное отделение.

Ректификационная колонна 3 обогревается свежим греющим паром. Ректификационная колонна питается потоком, состоящим из проэпюрированной части бражиого 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- 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 зфирной колонны. Конденсйт сивушной фракции из испарителя 8 отправляется в экстрактор 23 сивушного масла, где он расслаивается на экстракт, срс- тоянщй из спирта и воды, И товарное сивушное масло.

Ковденсационньй узел ректификационной колонны состоит из дефлегматора 11 и конденсатора 15. В конденсаторе ректификационной колонны 3 аналогично коьщенсатору эпюрацион- ной колонны происходит частичная конденсация несконденсировавшегося в дефлегматоре 11 парового потока. Обогащенная головными примесями не- сковденсировавшаяся в конденсаторе 15 часть парового потока отправляется в дефлегматор эпюрационной колонны, где конденсируется в основной частью головньгх примесей так, как было описано выше.

Пастеризованный спирт, отбираемьдй с ректификационной колонны, направляется в метанольную колонну для его окончательной очистки и выделе1шя остатка головных и концевых (метанола) примесей. Колонна обогревается за счет тепла конденсации сивушной фракции и за счет тепла конденсации несконденсировавшихся в испарителях 6 и 7 и конденсаторах 18 и 19 частей водно-спиртовых паров бражкой колонны, Т9варный спирт выводится иЗ ку- бовой части метанольной колонны. ., .Таким образом, предлагаемая уста- новка для45ектифйкации спирта обеспечи вает более полное концентрирова

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ние и выделение примесей за счет оптимального перераспределения частей материальных потоков конденсатов в зависимости от их свойств и как след- ствие улучшение качества спирта.

Снижение энергозатрат на ректификацию в установке осуществляется как в силу перерасйределения материальных потоков, так и за счет того, что тепло конденсации водно-спиртовых паров бражной колонны в испарителях идет на обогрев эпюрационной, эфирной и метанольной колонн.

Ф о р м ула изобретения

1. Установка для ректификации спирта, содержащая соединенные системой трубопроводов бражную, эпюрацион- ную, ректификационную, эфирную и метанольную колонны с соответствующими дефлегматорами, конденсаторами и испарителями, о -в л и ч а ю. щ а я- с я тем, что, с целью сокращения расхода пара и улучшения качества спирта путем более полного концентрирования примесей, она снабжена конденсаторами 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 испарителей метанольной колонны с дефлегматором эфирной колонны, при этом межтрубные пространства испарителей эпюрацион- ной и эфирной колонн по жидкостной фазе сообщены трубопроводами с ректи- (фикационной колонной в зоне расположения ее тарелки питанияj межтрубные пространства конденсаторов промежуточных фракщй - с эпюрационной колонной в зоне расположения ее тарелки питания, а ректификационная колонна в зоне отбора сивушной фракоди по паровой фазе сообщена трубопроводами через межтрубное пространство другого испарителя метанольной колонны с дефлегматором эфирной колонны.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на трубопроводе отвода паровой фазы из конденсатора эфирной колонны установлен вытяжной вентилятор.

CS O-v К

Изобретение относится к спиртовой и гидр ОЛИ зно- спиртовой промышленности, а именно к установкам для ректификации спирта. Цель иэобрете- ни - сокращение расхода пара и улучшение качества спирта путем более полного концентрирования примесей. Установка для ректификации спирта содеряоит бражную, эпюрационную, рек- тификацнонную, 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 брагоректифи- кации . 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