способ получения ректификованного спирта

Формула изобретения

Способ получения этанола путем вываривания спирта из бражки в бражной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны, очистки бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с подачей горячей воды на ее верхнюю тарелку, ректификации эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разгонки фракций головных и промежуточных примесей этилового спирта в разгонной колонне, отличающийся тем, что на верхнюю тарелку разгонной колонны направляют фракции из конденсаторов бражной, спиртовой, метанольной колонн, сепаратора диоксида углерода и спиртоловушек, в среднюю зону концентрационной части этой колонны подают фракцию сивушного спирта из спиртовой колонны, водный слой жидкости из сивухопромывателя и горячую воду для гидроселекции головных и промежуточных примесей, из конденсатора разгонной колонны отбирают концентрат головных примесей, из жидкой фазы тарелки над точкой ввода в эту колонну гидроселекционной воды выводят концентрат промежуточных примесей, а кубовую жидкость разгонной колонны направляют в среднюю зону концентрационной части эпюрационной колонны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения этанола.

Известен способ получения этанола, предусматривающий вываривание спирта из бражки в брагоэпюрационной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны и жидкими фракциями из конденсатора сепаратора диоксида углерода и спиртоловушки, выделение примесей из бражного дистиллята в эпюрационной колонне с подачей горячей воды в среднюю зону ее концентрационной части и отбором боковой фракции из зоны гидроселекции, которую совместно с фракциями сивушного масла и сивушного спирта из спиртовой колонны ректификуют в сивушной колонне (В.Л.Яровенко, Б.А.Устинников, Ю.П.Богданов, С.И.Громов. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль. Москва. Легкая и пищевая промышленность, 1981. С.138).

Однако этот способ не обеспечивает возможность повышения качества ректификованного спирта, так как в процессе эпюрации имеет место неполное выделение метанола, компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей. Указанные примеси переходят с эпюратом в спиртовую колонну и частично попадают в конечный продукт, снижая его качество.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения этилового спирта, предусматривающий очистку бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с подачей горячей воды на ее верхнюю тарелку, ректификации эпюрата с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и не пастеризованного спирта, разгонки фракций, содержащих смеси головных и промежуточных примесей, в первой разгонной колонне с последующим выделением концентрата головных примесей в верхней части второй разгонной колонны, сивушного масла и концентрата пропиловых спиртов в нижней части этой колонны и возвратом в бражку фракции этилового спирта из ее средней зоны (В.М.Перелыгин, Н.А.Порохова. Способ получения ректификованного спирта. Патент РФ №2166346 по заявке №99125833/13, 15.12.1999, В 01 D 3/14).

Однако этот способ не обеспечивает глубокой очистки спирта от изопропилового и н. пропилового спиртов и требует дополнительных затрат на оборудование и обогрев двух разгонных колонн, что ограничивает возможности повышения качества и снижения затрат на получение ректификованного спирта.

Задачей изобретения является получение этилового спирта повышенного качества с пониженными затратами на его производство.

Указанная задача достигается тем, что наряду с вывариванием этилового спирта из бражки в бражной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны, очисткой бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с подачей горячей воды на ее верхнюю тарелку, ректификацией эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разгонкой фракций, содержащих смеси головных и промежуточных примесей, в разгонной колонне, согласно предлагаемому способу на верхнюю тарелку разгонной колонны направляют фракции из конденсаторов бражной, спиртовой, метанольной колонн, сепаратора диоксида углерода и спиртоловушек, в среднюю зону концентрационной части этой колонны подают фракцию сивушного спирта из спиртовой колонны, водный слой жидкости из сивухопромывателя и горячую воду для гидроселекции головных и промежуточных примесей, из конденсатора разгонной колонны отбирают концентрат головных примесей, из жидкой фазы тарелки над точкой ввода в эту колонну гидроселекционной воды выводят концентрат промежуточных примесей, а кубовую жидкость разгонной колонны направляют в среднюю зону концентрационной части эпюрационной колонны.

На чертеже представлена технологическая схема брагоректификации, поясняющая предлагаемый способ.

Исходную бражку нагревают до 80-85°С в бражных подогревателях 20 и 4 и подают в сепаратор 2, где из нее выделяют диоксид углерода, содержащий пары летучих веществ бражки. Диоксид углерода очищают конденсацией паров в конденсаторе 3 и выводят из брагоректификационной установки, а образовавшийся конденсат, содержащий значительные количества метанола, сложных эфиров, альдегидов, сивушного масла и других примесей, направляют совместно с жидкостью из спиртоловушки грязных погонов на верхнюю тарелку разгонной колонны 11. Отсепарированную бражку подают на верхнюю тарелку бражной колонны 1, где из нее вываривают этиловый спирт и летучие примеси. Пар с верхней тарелки бражной колонны 1 направляют в бражную 4 и водяную 5 секции ее дефлегматора, где в процессе его конденсации осуществляют концентрирование головных и промежуточных примесей, которые выводят с фракцией из конденсатора 6 и направляют на верхнюю тарелку разгонной колонны 11. Бражным дистиллятом из теплообменников 4 и 5 питают эпюрационную колонну 7, снабженную дефлегматором 8, конденсатором 9 и кипятильником 10. На верхнюю тарелку колонны 7 подают из бака 15 горячую воду в таком количестве, чтобы концентрация спирта в эпюрате составляла 16-20% об. Это обеспечивает сильное увеличение коэффициентов испарения всех примесей этилового спирта. Компоненты сивушного масла и другие промежуточные примеси приобретают головной характер на всех тарелках колонны 7. Поэтому в колонне 7 осуществляют глубокую очистку спирта от головных примесей, сивушного масла и других промежуточных примесей, которые отбирают с фракцией из конденсатора 9 и направляют на тарелку питания разгонной колонны 11. Из куба колонны 7 выводят эпюрат, которым питают спиртовую колонну 19 с дефлегматором, имеющим бражную 20 и водяную 21 секции, конденсатором 22 и кипятильником 16. В колонне 19 осуществляют концентрирование эпюрата и очистку спирта от сопутствующих примесей. Из паровой фазы нижних 5-11 тарелок отбирают фракцию сивушного масла и подают в сивушный конденсатор 17, жидкость из которого направляют в сивухопромыватель 18, из верхней части которого отбирают сивушное масло, а водный слой направляют в среднюю зону концентрационной части разгонной колонны 11. Из конденсатора 22 выводят фракцию непастеризованного спирта и подают на верхнюю тарелку разгонной колонны 11. Из жидкой фазы нижних тарелок укрепляющей части колонны 19 отбирают фракцию сивушного спирта и направляют в среднюю зону концентрационной части колонны 11. Из жидкой фазы верхних тарелок укрепляющей части колонны 19 отбирают ректификованный спирт и направляют на тарелку питания метанольной колонны 24 с дефлегматором 25, конденсатором 26 и кипятильником 23. Колонна 24 предназначена для глубокой очистки спирта от метанола и головных примесей, которые отбирают с метанольной фракцией из конденсатора 26 и подают на верхнюю тарелку разгонной колонны 11. В разгонной колонне 11 с дефлегматором 12, конденсатором 13 и кипятильником 14 производят разделение фракций из конденсаторов 3, 6, 9, 22, 26, спиртоловушек, сивушного спирта из колонны 19 и водного слоя жидкости из сивухопромывателя 18. Для повышения коэффициентов испарения головных и промежуточных примесей в среднюю зону концентрационной части колонны 11 подают горячую воду, что улучшает вываривание и концентрирование примесей в этой колонне.

Из конденсатора 13 колонны 11 отбирают концентрат головных примесей (КГП), из жидкой фазы тарелки над точкой ввода гидроселекционной воды в колонну 11 выводят концентрат промежуточных примесей (КПП), а кубовую жидкость разгонной колонны 11 направляют в среднюю зону концентрационной части эпюрационной колонны 7.

По известному способу разгонку фракций, содержащих смеси головных и промежуточных примесей, проводят в разгонной колонне, работающей без гидроселекции. Это не позволяет достаточно полно выварить в этой колонне пропиловые спирты, сконцентрировать их и вывести из системы брагоректификации с фракцией, отбираемой из ее конденсатора, что снижает качество конечного продукта.

По предлагаемому способу разгонная колонна работает по методу глубокой гидроселекции, что улучшает вываривание и концентрирование головных примесей, пропиловых спиртов и других промежуточных примесей, обеспечивает их эффективный вывод из системы брагоректификации путем отбора фракции КГП и КПП и повышает качество ректификованного спирта по сравнению с известным способом.

По известному способу разгонку промежуточных фракций этилового спирта проводят в двух разгонных колоннах, каждая из которых обогревается острым паром, что увеличивает затраты на получение спирта повышенного качества.

По предлагаемому способу острый пар расходуется только на обогрев одной разгонной колонны, что снижает затраты на получение конечного продукта повышенного качества по сравнению с известным способом.

Сравнительные показатели процесса получения ректификованного спирта, согласно прототипу и предлагаемому способу, отражены в примерах 1, 2 и представлены в таблице.

Пример 1. Ректификованный спирт получают согласно прототипу.

Пример 2. Ректификованный спирт получают согласно предлагаемому способу.

Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет выводить из системы брагоректификации больше примесей, получать ректификованный спирт лучшего качества и с меньшими затратами по сравнению с известным способом.

Таблица
Показатели процесса брагоректификации в расчете на абсолютный спирт	Пример 1	Пример 2
Примеси в кубовой жидкости разгонной колонны, мг/дм3
Метанол	3.0	3.0
Сложные эфиры	0.5	0.2
Альдегиды	3.0	0.5
Изоамиловый спирт	4800	4100
Изобутиловый спирт	1200	1800
Н. пропиловый спирт	600	2.5
Изопропиловый спирт	3.0	1.5
Примеси в жидкости из конденсатора разгонной колонны, мг/дм 3
Метанол	28800	29000
Сложные эфиры	9600	11500
Альдегиды	5400	12000
Изоамиловый спирт	10	8100
Изобутиловый спирт	150	22000
Н. пропиловый спирт	500	24000
Изопропиловый спирт	12	500
Примеси в жидкости в конечном продукте, мг/дм 3
Метанол	0.5	0.3
Сложные эфиры	следы	следы
Альдегиды	следы	следы
Изоамиловый спирт	следы	следы
Изобутиловый спирт	следы	следы
Н. пропиловый спирт	0.2	0.15
Изопропиловый спирт	0.5	0.4
Расход греющего пара на брагоректификацию, кг/дал абсолютного спирта
	67	60